高效率的切削加工技术， Chiron公司的5轴车铣复合加工中心FZ 08K Magnum拥有顶级的切削效率

复杂的金属切削加工机床，对控制系统的生产厂家提出了多方面的要求。CNC控制必须可靠且功能强大。另外，它还必须能够提供一系列的帮助功能，为数控机床的操作者解决复杂的加工任务提供支持。这其中就包括防止刀具和工件的碰撞保护功能。

数控机床的许多新功能，如3D碰撞检查功能和加工精细表面的Smooth-TCP功能，都已经出现在Fanuc公司的高端CNC机床30i-A和31i-A5机床中。除此以外，这些数控机床的控制系统还满足了多坐标和多通道的要求，提供了大量有用的软件功能。而5轴加工中心中，如刀具长度补偿、刀具方向补偿和刀具半径补偿功能等都是提高现有数控机床性能的重要方面。

Fanuc数控机床控制系统新增的Smooth-TCP功能，即获得更好表面加工质量的功能。这种接通后即可使用的辅助功能改善了自动进给时轨迹控制方式下的机床程序编制，保证了刀具进给运动更加均匀。而这种功能的背后是在CAD/CAM系统中生成的数控加工程序，CAD/CAM系统规定了铣刀运动的轨迹和方向参数。由于CAD/CAM系统中任何极小的错误都可能引起刀具运动方向参数的波动，而这些轻微的波动都会带来刀具不必要的运动，在被加工工件的表面留下刀具的“波动”痕迹，同时也增加了不必要的处理“波动”的工时。Smooth-TCP功能补偿平衡了这些“波动”，保证了回转轴能够均匀的运动。另外，这种功能还省略了与刀具中心位置有关的多余指令。它所带来的结果是光滑的工件表面质量，节约了生产周期，最多可节约44％的切削时间。

方便最终用户

改进提高的还有工件长度补偿功能，尤其是复杂工件进给时的长度补偿，如一个工件在机床上加工后取下，而后再次进行加工时的工件长度补偿。两次装夹时不可避免的存在着工件长度上的微小差异。这种功能可以将第二次装夹后检测到的工件长度数据换算成后续加工时的长度补偿系数使用。新的编程操作导航界面也大大的减轻了斜面加工程序的编制。它利用图形的交互方式与编程人员进行对话，使程序编制人员能够方便的编写出准确的加工程序。为了缩短生产加工时间，新系统还改进了传统的“启动、调整刀具、运动到加工起点”的“三部曲”步骤，用一个运动指令完成原来的三个步骤。

图1  Hamuel公司研发生产的HSTM 300型数控加工中心能够生产加工出高品质的产品。在31i-A5系列的CNC加工机床中集成了3D接口的控制电路，能够有效的防止机床加工空间中工件和刀具的碰撞

在多通道应用中，新型多坐标轴Path Axis Assignment管理功能能够灵活的实现坐标轴的配置和赋值，允许在各个通道之间进行坐标轴的交换。通过一个简单的数控指令可以清除所有的坐标轴、重新命名，以及进行坐标轴的交换，而且无需通过M指令重新进行同步。这种功能在双通道的数控车床中尤为重要，在这种车床中，两个通道共享C轴；或者在多通道的数控车床中对某通道的坐标轴进行转换。

主轴和坐标轴模块可直接更换

不仅是HSCM数控磨床，而且HSCM数控车床都可以在主轴监控转换功能的帮助下缩短生产加工时间。因为这种功能允许旋转运动的机床主轴在不间断旋转运动的情况下转换到HSCM高速电控主轴的控制方式下工作。与原来主轴和坐标轴模式转换过程中通常采用的首先返回参考点方法相比，直接转换可以节省循环时间约2s（约11%）。

新的加工程序重启功能方便了在出现急停信号或出现故障后的重新加工。为此，已经运行了的程序内容和所有的已加工工序数据都保存在中间存储器中。这些数据在重启后都能用到。

图2  Fanuc公司研发生产的30i-A和31i-A5系列数控机床适合于高要求复杂工件的生产加工

与重启功能一起，一目了然的、易于操作和使用的屏幕界面也给操作者带来了两种新的用途：即可以重新启动已经编制和保存好的、经过可模拟检验的加工程序，然后跳转到所选的程序段继续执行，或首先选择好跳转的程序段，直接进入到该程序段开始执行。在第一种方式中，所有已执行过的赋值功能指令（M指令）都在计算过程中予以考虑。而要想快速的重启，那么就不要采用这种重启方式，而是选择直接进入中断程序段的重启方式。而在第二种重启方式中，机床操作者必须保证不会出现异常情况。

智能化碰撞保护功能

技术进步最大的是3D碰撞检查功能（见图1）。30i/31i等A型（见图2）系列的CNC机床已经提供了3D碰撞检查功能，从而可以有效的防止机床的碰撞。利用这种功能数控机床生产厂对所有可能出现碰撞的区域（如刀具端部、工件、工作台和机床夹具等）都定义了几何轮廓，数控机床的操作者也可以自行定义这些区域，而这些定义好的区域就会成为“禁区”。数控系统在计算沿坐标轴方向的运动时，会根据这些定义的空间数据和当前的刀具数据进行碰撞危险性的检查和判断。计算的最后一条极坐标运动轨迹与上述禁区相互交叉时，该程序语句将不予执行，机床停止运动。与许多有着较低保护功能的离线碰撞保护系统相比较，这种3D碰撞检查技术有着100%的防碰撞保护功能。尽管这种功能集成到了CNC系统之中，但数控机床的加工速度不会受到影响。