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數(shù)控機(jī)床更加開放，可互操作的，智能的技術(shù)評(píng)論 摘要 新一代的計(jì)算機(jī)數(shù)控（ 器的目的是可移植的，可互操作的，適應(yīng)能力強(qiáng)。 近年， 983）已廣泛應(yīng)用于部分編程的數(shù)控機(jī)床， 但在 開發(fā)新一代的數(shù)控機(jī)床 上也 被認(rèn)為是一個(gè)瓶頸 。 一個(gè)叫 新標(biāo)準(zhǔn)正在作為一種新型數(shù)控機(jī)床的數(shù)據(jù)模型而發(fā)展起來(lái)。數(shù)據(jù)模型是一個(gè)通用的標(biāo)準(zhǔn)，專門針對(duì)智能化的數(shù)控制造工作站， 來(lái)實(shí)現(xiàn) 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn) 制器和 碼生成工具的目標(biāo)。它被認(rèn)為是 一個(gè) 實(shí)現(xiàn) 數(shù)控機(jī)床更加開放的， 更強(qiáng) 適應(yīng)性的基礎(chǔ)架構(gòu)。本文概述了 未來(lái)主義觀點(diǎn)來(lái)支持通過全球網(wǎng)絡(luò)的自主制造工作站進(jìn)行的可互操作的分布式 容數(shù)據(jù)的解釋，部分智能程序的生成，診斷和維護(hù)，監(jiān)測(cè)和作業(yè)生產(chǎn)調(diào)度的智能制造 。 2005 年，愛思唯爾 1. 介紹 從一開始在 19世紀(jì)的工藝生產(chǎn) 到 20世紀(jì)初 所開拓 的大規(guī)模生產(chǎn) 中 已經(jīng)出現(xiàn)了制造系統(tǒng)中一些革命性的配置變化。最被認(rèn)可的傳統(tǒng)配置制造系統(tǒng)是專用的傳輸（機(jī) 器 ）線， 它們 使大規(guī)模生產(chǎn) 在 高效率和低成本 下進(jìn)行成為可能 。為滿足 20 世紀(jì) 70 年代和 20 世紀(jì) 80 年代生產(chǎn)發(fā)展中需要 的 應(yīng)用范圍更廣的零部件的要求， ―靈活 ‖生產(chǎn) 得以發(fā)展來(lái) 滿足這些需求較小的批次不同的生產(chǎn)部分。這些系統(tǒng)使用 幾組計(jì)算機(jī)數(shù)控 （ 器 來(lái)重新編程使不同部分與自動(dòng)傳送系統(tǒng)和存儲(chǔ)系統(tǒng)結(jié)合。 這些 床在系統(tǒng)中 成為核心要點(diǎn) ，例如在 靈活的傳輸線 上 ，柔性制造系統(tǒng)（ 中和 柔性制造單元（ 中 。 然而，這些系統(tǒng)的靈活性還是被認(rèn)為是被限制了的 。為了讓制造企業(yè)在面對(duì)日益頻繁，不可預(yù)測(cè)的市場(chǎng)變化中自信的做好準(zhǔn)備， 可互操作的更加開放的制造系統(tǒng)是必要的 。在可互操作，開放的制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和操作過程中有必要區(qū)分系統(tǒng)上的問題，組件上（即機(jī)床和控制）的問題還有 減少加速時(shí)間的問題。大部分的研究工作都不遺余力地放在了系統(tǒng)的問題上，對(duì)組件的問題的研究很少，而減少加速時(shí)間的問題就更被人忽視了。在組件層面上，研究工作主要圍繞關(guān)于機(jī)床的控制問題。目的在于為模塊化和開放式體系結(jié)構(gòu)控制提供可行的數(shù)控技術(shù)。 在任何制造系統(tǒng)中，數(shù)控機(jī)床都是 其主 要成分 。需求和新的機(jī)遇賦予數(shù)控機(jī)床急需的功能，例如，互操作性，適應(yīng)性，靈活性和可重構(gòu)性。 為此，有兩個(gè)主要問題需要解決，即產(chǎn)品數(shù)據(jù)的兼容性 /互操作性和數(shù)控機(jī)床適應(yīng)性 。 至目前為止，很少有研究在這一領(lǐng)域開展，但由于 被 稱為 新的 據(jù)模型的發(fā)展，出現(xiàn)了一股研究活動(dòng)在設(shè)法解決上述的問題。本文報(bào)道了這些研究活動(dòng)，并試圖解決數(shù)控機(jī)床的互操作性和適應(yīng)性的問題。 目前的 術(shù)的障礙 今天的數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì) 在 如多軸控制，誤差補(bǔ)償和多工藝制造（例如，聯(lián)合車 /銑 /激光和磨床）的 幫助下很好的發(fā)展起來(lái)了 。 但與此同時(shí) ，這些功能的編程任務(wù)越來(lái)越困難 而且 機(jī)床本身 也 較難適應(yīng)。 為 緩解這一問題已經(jīng) 付出了一些努力 ，特別是開放式體系結(jié)構(gòu)控制的趨勢(shì)方面 ，基于 ]和開放式模塊化結(jié)構(gòu)控制器（ [6]，第三方軟件可用于在控制器內(nèi)工作 于 標(biāo)準(zhǔn)的 作系統(tǒng) 下 。對(duì)于軟件控制器的應(yīng)用是一個(gè)公認(rèn)的未來(lái)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向， 邏輯編輯在軟件中而不是硬件。 雖然這些事態(tài)發(fā)展都提高了軟件工具和數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)， 但 供應(yīng)商和用戶仍在尋求一個(gè)共同的語(yǔ)言，它集成了 個(gè)階段的知識(shí)轉(zhuǎn)換不會(huì)丟失信息。雖然有很多的輔助工具支持 造， 但 從系統(tǒng)到系統(tǒng)的適應(yīng)性和互操作性問題，仍然被看作是限制更廣泛地使用這些工具的關(guān)鍵問題之一。 品數(shù)據(jù)的兼容性和互操作性 數(shù)控機(jī)床完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造生命周期，往往不 在于 他們 必須與 上游子系統(tǒng) 進(jìn)行 溝 通，如 初始圖形交換規(guī)范（ 中立數(shù)據(jù)交換協(xié)議的情況下就會(huì)使用，在合成的 統(tǒng)之間會(huì)發(fā)生信息交換。然而，這只有部分成功，因?yàn)檫@些協(xié)議主要是為了交換幾何信息 但 不完全適用于所有的 此，國(guó)際社會(huì)制定的 ]設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)， 稱為 我們所熟知 。 通過實(shí)施 ]和 ]在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ 統(tǒng)中，數(shù)據(jù)交換 的屏障 被除去。然而， 統(tǒng)之間 的數(shù)據(jù)交換問題仍未得到解決。統(tǒng)設(shè)計(jì)精確地描述 了 一部分的幾何形狀，而 統(tǒng)根據(jù)目前的 型和車間現(xiàn)有的資源上的幾何信息 來(lái) 使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)生成計(jì)劃和控制制造業(yè)務(wù)。最終結(jié)果是， 有統(tǒng)一為一個(gè)統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)。在 統(tǒng)的輸出方面，一個(gè) 50 年歷史的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 983（稱為 [10]仍占據(jù)大多數(shù)數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)的主導(dǎo)地位。 983 已經(jīng)過時(shí)，但仍然被廣泛使用， 983 只支持單向的信息流從設(shè)計(jì)到制造的。 據(jù)不利用在機(jī)床上。相反，他們所處理的后處理器只得到了一組低層次的，不完整的數(shù)據(jù)，這使得修改，驗(yàn)證和仿真變的困難。在車間所做的更改不能直接反饋給設(shè)計(jì)師。因此，在車間的寶貴經(jīng)驗(yàn)不能被保存和再利用。 靈活的 制制度 983 標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重于編程的機(jī)軸，刀具中心位置（ 部分，而不是加工任務(wù)的路徑。因此， 983 定義程序語(yǔ)句的語(yǔ)法，但在大多數(shù)情況下留下的語(yǔ)義含糊不清，再加上低級(jí)別的有限的控制程序執(zhí)行。這些程序在 統(tǒng)的機(jī)器經(jīng)過特定的處 理器加工后，變的依賴于機(jī)器。為了提高數(shù)控機(jī)床的能力， 制器供應(yīng)商還開發(fā)了自己定制的控制命令集，以增加更多的功能到他們的 制器上，擴(kuò)展 983。這些命令由于不同的供應(yīng)商之間的差異，將進(jìn)一步造成機(jī)床之間數(shù)據(jù)的不兼容。 目前不靈活的的 制制度意味著從 統(tǒng)的輸出具有不適應(yīng)性，這反過來(lái)又否認(rèn)有任何互操作性的數(shù)控機(jī)床。主要的原因是基于 G 代碼的部分程序只包含低級(jí)別的信息可以被描述為 ―如何做 ‖的信息。數(shù)控機(jī)床，不管他們的能力，能做的只是 ―忠實(shí)地 ‖遵循 是不可能執(zhí)行智能控制或加工優(yōu) 化 的 。 3. 準(zhǔn) 今天，一個(gè)正在被 應(yīng)商，用戶和全球范圍內(nèi)的學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)開發(fā)的新的標(biāo)準(zhǔn) 4649[11非正式的確認(rèn)了，這將給一種新的智能 供一個(gè)數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型是一個(gè)專門針對(duì) 程的通用標(biāo)準(zhǔn)，這使得一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的 制器和 碼生成工具的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。目前正在開發(fā)兩個(gè)版本的 先是應(yīng)用參考模型（ 即4649）和其他應(yīng)用程序的解釋模型（ 4649（即 0303 17]）。欲 了解更多使用方面信息和它們之間的差異的讀者可以參考 [18,19]。 不同于當(dāng)前的 程標(biāo)準(zhǔn)（ 983）， 4649 不是部分編程的方法，通常不會(huì)說明數(shù)控機(jī)床的刀具移動(dòng)。相反，它采用各種信息表示基于功能的編程，如待加工功能，使用的工具類型，要執(zhí)行的操作，和遵循的操作順序，以一個(gè)詳細(xì)的，結(jié)構(gòu)化的接口提供給數(shù)控設(shè)備一個(gè)面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型。雖然它能近似的定義為機(jī)床刀具使用 準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)軌跡，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的目的是讓后期的新品種智能控制器 制器能生成這些命令。它的宗旨是讓 件程序可以只要編寫一次，但可以在許多不同類型的機(jī)床控制器上提供機(jī)器所需的處理能力。能做到這一點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床和控制程序的適應(yīng)性和可互操作性就能得以實(shí)現(xiàn)了。 圖 明幾何和加工信息，現(xiàn)在可以在 統(tǒng)和 制器之間雙向傳送 [20]。一個(gè)關(guān)鍵的問題是刀具路徑的運(yùn)動(dòng)信息是可選的，理想情況下應(yīng)該由制器在機(jī)器上生成。 被定義為加工功能（類似的 2]）的幾何信息以稱為工作步驟的加工操作執(zhí)行一 個(gè)或多個(gè)功能。這些加工步驟提供基本的“工作計(jì)劃”制造組件。圖 出了 一個(gè)實(shí)際的數(shù)據(jù)提取物形成的工作計(jì)劃進(jìn)行開槽，鉆孔和扒竊的加工步驟的一部分。要注意的重要的一點(diǎn)是，這個(gè)代碼是 能控制器導(dǎo)入和導(dǎo)出所傳送的（物理）文件。 這個(gè)文件是由控制器解讀 ，在控制器上通過一個(gè)智能的人工數(shù)據(jù)接口（ 統(tǒng)使數(shù)控運(yùn)營(yíng)商在一個(gè)工步水平（即加工操作）進(jìn)行交互。使用 好處如下 [23]。 · 供了一個(gè)完整的，結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)模型，幾何和技術(shù)的信息聯(lián)系起來(lái)，這樣 在 產(chǎn)品開發(fā)過程的不同階段不會(huì)丟失任何信息。 · 它的數(shù)據(jù)元素足夠來(lái)形容任務(wù)導(dǎo)向型的 據(jù) 。 · 數(shù)據(jù)模型在進(jìn)一步的技術(shù)和擴(kuò)展性（一致性等級(jí)）上是可發(fā)展的，來(lái)匹配特定的 者 能力。 · 可以大大減少中小型工作任務(wù)的加工時(shí)間，因?yàn)?制器能進(jìn)行智能優(yōu)化。 · 后處理器機(jī)制將被淘汰，因?yàn)榻涌诓灰髾C(jī)器特定的信息。 · 機(jī)床更安全而且有更強(qiáng)的適應(yīng)性因?yàn)?從機(jī)床供應(yīng)商中獨(dú)立的。 · 在車間的改造可以保存并反饋給設(shè)計(jì)部門，因此可以實(shí)現(xiàn)雙向信息 在 數(shù)控機(jī)床 之間的傳輸 。 · 件可以作為一個(gè)信息載體，從而基于 行 分布式制造。 價(jià)值主張有詳細(xì)的討論在 24]和其他出版物 [20,23,25]中 可以找到。 1. 雙向信息流 [21]. 理文件 示例 [20]. 4. 加開放和可互操作的機(jī)床 相關(guān)的 研究工作有四種類型：（ 1）傳統(tǒng)的 制使用 2）啟用新的 控制 ； （ 3） 智能控制 ； （ 4）啟用協(xié)作 加工。從1 型到 4 型，適應(yīng)性程度是遞增的。應(yīng) 當(dāng)注意 的是 ， 已形成用于較完整的產(chǎn)品信息的通用數(shù)據(jù)模型。其深遠(yuǎn)的影響在于一個(gè)完全整合的 造產(chǎn)業(yè)鏈所需的互操作性和適應(yīng)性。由于本文的討論范圍有限， 只有 直接 關(guān)系到支持 研究工作 才 進(jìn)行了討論 。 統(tǒng)的 制使用 種類型的研究，標(biāo)志著 相關(guān)研究的努力。其主要目的是要回答兩個(gè)問題：“ 件包含足夠的數(shù)控加工，并提供充足的信息嗎？ '，如果是，”一個(gè)傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床上 能使用而無(wú)需改變?cè)撓到y(tǒng)的硬件嗎？ '。主要研究對(duì)“翻譯”的發(fā)展，可以在 件中讀取，并將其轉(zhuǎn)換為 G 代碼格式，有針對(duì)性的數(shù)控機(jī)床可以執(zhí)行。在許多 統(tǒng)中，翻譯是有點(diǎn)類似的“后處理器”。唯一不同的是，現(xiàn)在的 統(tǒng)在一定意義上， 準(zhǔn)的信息可以用來(lái)全線實(shí)現(xiàn)互操作。此外，設(shè)計(jì)信息，可以嵌入在 件中提供的數(shù)控系統(tǒng)。此方案說明了有堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)的傳統(tǒng)制造業(yè)能啟用 在三個(gè)階段的超級(jí)模型項(xiàng)目的前兩個(gè)階段 的工作進(jìn)入到了這種類型的工作。在第一階段，包括 件和各種第三方軟件開發(fā)了一系列的軟件工具（ 1]）。 件 譯的示范部分在 式下可以讀取。然后使用 件的圖形界面編程，直觀地驗(yàn)證其切割部分的渲染能力 [32]。在第二階段， 件被 件 轉(zhuǎn)接器插頭讀取使用，由 司開發(fā)。 于軟件的 [33]改造成在 使用 件中指定的工具和操作參數(shù)， 配器創(chuàng)建的 件工具，過程，幾何元素和執(zhí)行 件的功能來(lái)生成相應(yīng)的 工特征的刀具路徑。再一次，切割部分在呈現(xiàn)視覺驗(yàn)證之前處理數(shù)據(jù)來(lái)生成現(xiàn)有的 G 代碼輸出。這項(xiàng)工作已經(jīng)證明 完全自動(dòng)化 工和刀具路徑生成的能力。它也顯著減少在 控編程所需的時(shí)間達(dá) 85％ [32]。 最近，在加利福尼亞州帕薩迪納的噴氣推進(jìn) 實(shí)驗(yàn)室（ 2003 年 1 月， 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)功能轉(zhuǎn)換成 能（即 本的 使用 據(jù)。 數(shù)據(jù)在 件，然后到了法道 五軸加工中心。 2003 年 6 月在 接口與其他 5 軸機(jī)床進(jìn)行了類似的設(shè)置。 的 控制 與一些流行的 制器或開放式模塊化結(jié)構(gòu)控制器密切合作 [6]，在世界各地的幾個(gè)研究小組已經(jīng)能夠處理 部信息的 制器。隨著發(fā)展這是可以做到，而且能集成 釋器，控制器，可以忠實(shí)地執(zhí)行 4649 中規(guī)定的加工任務(wù)。 美國(guó)超級(jí)模型項(xiàng)目的第三階段工作可以看到， 件集成了 床。供的數(shù)據(jù)文件，所有的生產(chǎn)信息，讓 件生成了刀具路徑數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)隨后被發(fā)送到臥式加工中心，然后發(fā)送到所謂的“行程的進(jìn)程間通信”，而不是傳統(tǒng)的示出比通常通過 983 實(shí)現(xiàn)更高級(jí)別的 體化。 在歐盟開展的工作大部分屬于這一類的研 究。主要重點(diǎn)一直是發(fā)展 能的采用西門子 840D 控制器的 制系統(tǒng) [34]。這使得 理文件與控制器直接集成，在 容的 統(tǒng)版本采用可視化的加工特征和相關(guān)的加工步驟。同時(shí)進(jìn)行編程的開發(fā)，和這項(xiàng)工作一起在 國(guó)亞琛大學(xué)進(jìn)行，結(jié)合 間編程系統(tǒng)， 容的編程系統(tǒng)和 坊式面向?qū)ο缶幊蹋?。在歐洲 統(tǒng)的商業(yè)應(yīng)用已經(jīng)由沃爾沃和戴姆勒 - 克萊斯勒公司實(shí)現(xiàn) [34,15]說明 品和出口的標(biāo)準(zhǔn)納入 西門子 840D 控制器的輸出能力。 除了 床的發(fā)展，技術(shù)也已延伸到數(shù)控車削加工。 件模塊的原型已開發(fā)出 圖加特，與西門子 840 控制在勃林格 床工作 [34]， 幾何形狀和加工功能，定義加工策略和技術(shù)，并生成 出。 西門子控制器接收到這個(gè)輸出，并把它轉(zhuǎn)換成西門子 系統(tǒng)通過 進(jìn)口設(shè)備。 智能控制 進(jìn)行智能控制數(shù)控機(jī) 床的夢(mèng)想從來(lái)沒有得到真正的實(shí)現(xiàn)。主要原因是，輸入到數(shù)控機(jī)床可用的信息（ 太低級(jí)的信息，只有最小量的優(yōu)化工作可以實(shí)時(shí)或接近實(shí)時(shí)進(jìn)行。論是設(shè)計(jì)還是工藝信息都是提供給數(shù)控機(jī)床。對(duì)數(shù)控機(jī)床，或它們的控制器來(lái)說，進(jìn)行高層次的智能活動(dòng)，如部分設(shè)置自動(dòng)化，自動(dòng)化和優(yōu)化刀具路徑生成精確的加工狀態(tài)和結(jié)果反饋 ;完整的防撞檢查（考慮到夾具和進(jìn)程中的幾何體），最佳工步序列 ;自適應(yīng)控制和上機(jī)檢測(cè)這是可能的。 研究人員在 家研究實(shí)驗(yàn)室 技）在韓國(guó) 經(jīng)開發(fā)出一種基于 特征的 主控制基于開放架構(gòu)的虛擬制造系統(tǒng) [35? 37]。 4649的部分程序的信息通過一個(gè)解釋器被轉(zhuǎn)換成內(nèi)部數(shù)據(jù)格式，即形式“過程序列格拉夫過程順序（ 。解釋器轉(zhuǎn)換物理文件，在“任務(wù)描述”成 形式，如幾何，技術(shù)和工具的信息描述。 示非線性的加工步驟序列中描述的加工特性的加工操作使用“與 關(guān)系（表 1 和圖 3）。上述的 器件可用多種方式加工，使數(shù)控靈活的，最佳的，智能的和自主的執(zhí)行。非直線過程序列模式符合 治系統(tǒng)。為準(zhǔn)備執(zhí)行的序，刀具路徑的發(fā)電機(jī)（ 刀具路徑模擬器（ 數(shù)控軟件 經(jīng)開發(fā)出來(lái)了 [35]。 數(shù)據(jù)能轉(zhuǎn)換到機(jī)床運(yùn)動(dòng)模型，并能夠進(jìn)行 值，先行控制，位置 /速度插值 例，積分，微分）控制。它通過 I / 動(dòng)器和電機(jī)）連接。 37]. 制造系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，奧克蘭大學(xué)已經(jīng)開發(fā)的 準(zhǔn)的數(shù)控機(jī)床，展示了 38]。這項(xiàng)研究工作由兩部分組成：改造現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床和發(fā)展 合換器。 運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng) [39]是用來(lái)取代現(xiàn)有的 制器，該控制器是可編程的，使用自己的運(yùn)動(dòng)控制語(yǔ)言 運(yùn)動(dòng)控制語(yǔ)言，能夠通過如 ++和 言的接口與其他 序連接。 換器可以理解和處理 碼，并通過人機(jī)界面與 制器連接。它使用的 信息，如工作計(jì)劃，工步，加工策略，加工功能和切割工具，是目前在 一個(gè)文件。 同 加工 可以說， 加工，最終目標(biāo)是支持基于 分布式協(xié)同制造（圖 4），一個(gè)“設(shè)計(jì)任何地方 /建造任何地方 '的場(chǎng)景。作為一個(gè) 序可以從一個(gè)特定的機(jī)床的制造業(yè)信息（怎么做）區(qū)分“通用”制造業(yè)信息（做什么）是有可能的。因此，一個(gè)通用的 序可以做成獨(dú)立于機(jī)器的，有優(yōu)勢(shì)超過傳統(tǒng)的機(jī)床，基于 G 代碼的 序，它總是產(chǎn)生一個(gè)特定的數(shù)控機(jī)床。對(duì)于這種類型的 序上實(shí)現(xiàn)本機(jī)的數(shù)控系統(tǒng)，本機(jī)生產(chǎn)知識(shí)必須輸入。為了實(shí)現(xiàn)這一功能，本機(jī) 繪系統(tǒng)的所謂的“ 原生配器”已經(jīng)開發(fā) [40]。該適配器內(nèi)置有三個(gè)部分：本機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，翻譯和人機(jī)界面。本機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的知識(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中有一個(gè)專用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使發(fā)展中的翻譯工作由簡(jiǎn)單和連貫的 程組件在整個(gè)企業(yè)啟用。 最近，有使用 者更確切地說， 0303 第 28 部分）來(lái)代替明確的語(yǔ)言（或0303 第 21 部分 [41]）表示 息的一種趨勢(shì)。這樣做的原因是顯而易見的。處理能力，可以輕松地支持電子制造業(yè)的情況。數(shù)控機(jī)床可以通過 部門以及公司內(nèi)外共享信息。 進(jìn)控制和儀器儀表工程技術(shù)研究中心）在韓國(guó)首爾國(guó)立大學(xué) [42? 44]一直致力于開發(fā)支持 據(jù)模型的銑削。它可以搜索，提取和存儲(chǔ)工具中生成式的路徑。銑床用于測(cè)試系統(tǒng)包含四個(gè)模塊（圖 5）： 據(jù)輸入模塊，翻譯，刀具路徑生成器和運(yùn)動(dòng)控制卡。 據(jù)輸入模塊和翻譯器讓 件生成 序，而另外兩個(gè)生成并執(zhí)行本機(jī) 工計(jì)劃。 奧克蘭大學(xué)的一個(gè)符合 統(tǒng)的框架已經(jīng)開發(fā) [29,30]。該系統(tǒng)采用三層的，基于 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)（圖 6）。在客戶端層有一組應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)瀏覽器，使用戶和系統(tǒng)之間相互作用。這個(gè)過程打算像 準(zhǔn)中描述的，是用來(lái)輸入到數(shù)控系統(tǒng)中的。更高級(jí)別的信息，例如加工的功能，加工步驟和工作計(jì)劃用于構(gòu)成的處理計(jì)劃替代按定的低層次信息。數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)已經(jīng)提出用于通用和本機(jī)制造信息，而 用來(lái)表示 這些數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息。 分布式的 饋 工 [20]. 床 [42]. 一個(gè) 準(zhǔn)的 協(xié)作的生產(chǎn)模式 . 5. 便攜式 具路徑 在二零零五年二月三日， 團(tuán)在美國(guó)的佛羅里達(dá)州的奧蘭多，主持了 論壇。示范的主要目的有兩方面：（一）演示了如何 信息可以支持便攜式五軸加工中心的加工及（二） 具路徑的描述能力是否可用于簡(jiǎn)化現(xiàn)有的 統(tǒng)和加工中心之間的數(shù)據(jù)流動(dòng)。 本的 合第 1 類）獨(dú)立于機(jī)器的刀具路徑 [17]，用于示范。該組件測(cè)試是 5 軸 鉆石 /平方米的一部分與 倒錐測(cè)試中心（圖 7） [45]。 這個(gè)商業(yè)企劃和行業(yè)的主要參與者是波音公司的制造工廠。像其他廠一樣，波音公司在最多的五軸加工中心以 G 代碼的格式收到機(jī)器控制數(shù)據(jù)（ G 代碼定義各軸的運(yùn)動(dòng)需要來(lái)制造工件的一部分。這種直接的編程模型是指方向軸當(dāng)同步軸走，并且都是與一個(gè)特定的道具的長(zhǎng)度有關(guān)的。這些 劃的問題是，他們既不便攜，也不具有適應(yīng)能力。因?yàn)槿狈梢浦残裕猿霈F(xiàn)了一個(gè)問題，因?yàn)楠?dú)特的軸位置數(shù)據(jù)，必須對(duì)每一臺(tái)機(jī)器控制的要運(yùn)行的部分產(chǎn)生組合（組合零件，工具和機(jī) 器配置）。 案適應(yīng)性不強(qiáng)，沒有信息提供給本機(jī)，以幫助它適應(yīng)加工動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)變化（進(jìn)給速度）或機(jī)床校準(zhǔn)（工具和磨損補(bǔ)償）。 通過比較，道具中心編程（ 義程序幾何作為刀具運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，而不是軸的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。 一個(gè)類似機(jī)器人 6D 構(gòu)成的代表。運(yùn)動(dòng)被定義為 3D 刀尖位置（ X， Y， Z）和 3I， J， K）。對(duì)于每個(gè) X， Y， Z， I， J， K）， 制兩個(gè)回轉(zhuǎn)軸，刀具的位置和方向就被指定了。此外， 制器根據(jù)刀尖所在的正確位置沿刀具軸執(zhí)行刀具偏置補(bǔ)償。 五軸 /菱形 /平方米的部分 . 具中心編程定義程序的幾何形狀，刀具的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，而不是軸移動(dòng)數(shù)據(jù)。提供有關(guān)部分功能，材料，刀具和尺寸公差的豐富的，高層次的信息。在航空航天工業(yè)中，緊公差預(yù)期的規(guī)范，因此，顯然是需要 。 以提供一些直接 的準(zhǔn)確度改善，因?yàn)槊總€(gè) 決定它的刀尖位置，而不是到 統(tǒng)生成靜態(tài)工具的路徑作為一個(gè)系列的軸位置。由于機(jī)器尺寸略有不同，即使相同的機(jī)器之間，預(yù)計(jì)精度的提高應(yīng)該是顯著的。 在奧蘭多的 壇， 統(tǒng)（如 用來(lái)生成 件程序。這些 據(jù)的角刀動(dòng)作在 置有獨(dú)立的 I， J， K 的方式，與假設(shè)的基礎(chǔ)機(jī)床控制器翻譯成機(jī)器 I， J， K 特定的 5 軸角配置。換器已被翻譯成 分的 件 21 文件的基礎(chǔ)上的 件機(jī)的加工步驟進(jìn)行編碼，如 具路徑的基礎(chǔ)上的 是適合于不同的加工中心之間的傳輸。不同的機(jī)器上特定的轉(zhuǎn)換器已發(fā)展到翻譯的 件到一個(gè)特定于控制器的 序（圖 8）。這些轉(zhuǎn)換器將最終嵌入控制器中。要注意的是， 件現(xiàn)在是中性的五軸機(jī)床，五軸數(shù)控龍門，“ C”加工中心或 '' C 對(duì) B“加工中心。它是便攜式的，因?yàn)樗x幾何形狀，在切割器的運(yùn)動(dòng)的數(shù)據(jù)，而不是軸移動(dòng)數(shù)據(jù)程序。因?yàn)樗梢哉紦?jù)機(jī)床上的任何配置的變化，所以它具有適應(yīng)性。 通過使用 智能數(shù)控?cái)?shù)據(jù)流 . 6. 結(jié)語(yǔ) 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床，雖然功能上是完好的，但缺乏適應(yīng)性，可移植性和智能。這是由于這樣的事實(shí)：一個(gè)有 50 年歷史的語(yǔ)言 仍在這些機(jī)床上使用。用這種語(yǔ)言編寫的 序只在一個(gè)特定的機(jī)床執(zhí)行。他們不能被重新編譯為不同的機(jī)床的 統(tǒng)或 統(tǒng)。 100％優(yōu)化的 序會(huì)自動(dòng)生成設(shè)計(jì)信息，不可能知道如何表示不同的格式和不同數(shù)據(jù)庫(kù)上的機(jī)床和材料。 以為 供一個(gè)統(tǒng)一的 序格式，避免了后處理而帶來(lái)一個(gè)真正的格式交換。運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)在可以支持 完整信息中包含可以理解的幾何形狀（特征），面向任務(wù)的操作，策略和工具的定義。加工階段設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的可用性也允許可靠的碰撞檢測(cè)，精確的模擬和從加工階 段到設(shè)計(jì)階段的反饋。從某種意義上說，符合 標(biāo)準(zhǔn)零件程序是具有可互操作性的，他們可以適應(yīng)數(shù)控機(jī)床而且有能力執(zhí)行加工任務(wù)。實(shí)施 數(shù)控機(jī)床可以有一個(gè)更加開放的，適應(yīng)性強(qiáng)的架構(gòu)，與其他生產(chǎn)設(shè)施更容易整合，例如工件裝卸裝置。 支持分布式制造的情況，例如通過以 太網(wǎng)連接在同一平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，診斷和維護(hù)，監(jiān)測(cè)和生產(chǎn)調(diào)度 。在 表明不同的 統(tǒng)可以產(chǎn)生一樣的，機(jī)器中性的 息。 件已經(jīng)適應(yīng) 不同的五軸數(shù)控機(jī)床 。 測(cè)試部分（ 一個(gè)真正的 5 軸分量 。要指出的是，只有獨(dú)立于機(jī)器的刀具路徑數(shù)據(jù) 運(yùn)用于上的。例如加工功能和設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的信息是不考慮的。因此，只有有限的具有適應(yīng)性的數(shù)控機(jī)床可以在這種情況下運(yùn)行。 還有需要解決的問題和需要克服的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)來(lái)自一個(gè) 息模型的驅(qū)動(dòng)器， 能的智能控制器，對(duì)必要的生產(chǎn)知識(shí)有把握來(lái)支持機(jī)床等級(jí)的定型，還有沒被開發(fā)的相關(guān)技術(shù)的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)與機(jī)會(huì)并存，如果能把握時(shí)間 證產(chǎn)生大量的利益。 參考文獻(xiàn) [1] Y. to 1 (3) (2000) 403– 419. 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