CN105137913A - 智能数控机床和系统 - Google Patents

Abstract

一种数控机床和系统，包括监测装置、数控装置，监测装置为全息瞄准镜或3D成像设备；数控装置包括输入装置和显示装置及控制装置；监测装置拍摄到的三维图像显示在显示装置中，其坐标系和坐标平面与机床坐标系和坐标平面重合或具有确定的位置关系，可利用软件或直接显示出工件在三个工作平面上与机床三个坐标平面的夹角，在刀具装夹装置或工件装夹装置中增加一个可以在若干平面旋转一定角度的分度装置，由显示的角度数值，通过刻度盘旋转相应角度，达到加工基准面与理想基准面重合的目的，还可在显示装置中利用软件或直接显示工件各边角点、中点、工件中心点、工件上某圆的圆心、圆柱的轴心坐标，以快速设置工件坐标系。

Description

智能数控机床和系统

技术领域

本发明属于智能制造领域，具体涉及一种智能数控机床和系统。

背景技术

中国现年产数控机床20多万台套，且有普通机床400多万台，除1/4服役超30年的外，还有300多万台可改造成数控机床，可造就数千亿的市场，而世界范围内则将超万亿元。数控界三大魔咒：学习编程难、操作准备时间长、机时浪费多，使得其对操作工的要求高，影响了推广使用。

年第三届天津数控大赛暨全国数控大赛天津选拔赛时，进入决赛的选手统一在天津职业大学培训了一上午的仿真软件、一上午的编程软件，相互之间已经熟悉了，软件后大家彼此交流，发现程序除错五花八门，我的是主轴没有运转，另一个说他的是切削全部用的是快速移动指令。软件竞赛后参加实操抽签的只剩我们几十个人了，大多在程序除错中淘汰了。当时觉得有必要发明一种能使用汉字编程的数控系统，降低对程序员的要求。虽然现在计算机自动编程基本上取代了传统的手工编程，但仍然要能看懂代码才能除错。10年我到建科机械厂做操作工，分在加工中心龙门组，加工数米长、数米宽、几吨重的大型零件，加工程序一般是铣平面及周边，钻孔、攻螺纹、镗孔加工，往往找正的时间超过加工时间，因此认为能发明一种能快速找正的数控机床更加迫切。12年到世纪茂源做加工中心编程与操作后，里面很多操作普通机床的老师傅，都认为数控机床高不可攀，因为看懂天书一样的数控代码太难了。为此，作为一个在数控战线默默奉献了多年的老兵，我觉得应该表现出舍我其谁的态度，发明一种可以快速找正、汉语编程的数控机床和系统，让广大普通机床操作工能直接转做数控机床操作工。于是13年离职，潜心研制这样的机床和系统。

本发明是本人提出的中国发明专利201510306823.1在智能数控机床和系统方面的一个实施例，目的是使普通机床操作工直接转换做数控机床操作工成为可能，加工复杂曲面时由于程序庞大只能使用在线加工因而传输速率跟不上加工速率而造成的机时浪费问题完满解决，减轻操作工劳动强度和操作准备时间，实现智能化、自动化加工。

经对现有技术文件的检索发现，富士康的中国专利：200910302778.7，名称：数控机床，该机床包括卡盘、工作台、刀具及伺服装置。卡盘及伺服装置固定工作台上。卡盘夹持工件，伺服装置驱动刀具。还包括观察装置、驱动装置及控制器。驱动装置固定工作台上，观察装置固定驱动装置上，观察装置视窗中设有标记。控制器与驱动装置电连接，控制器包括位置模块、移动模块及计算模块。移动模块控制驱动装置移动观察装置使标记与视窗中刀尖或工件欲加工表面对齐，位置模块获取标记与刀尖，及工件欲加工表面对齐时坐标，计算模块计算刀尖坐标与工件欲加工表面坐标之间位移量，数控机床将获得的位移量作为对刀时刀具相对工件的移动量，无需刀具与工件接触，防止操作不慎造成刀具损坏。但显而易见，仍然需要人工操作，不够智能，需要时间长，且只能用于数控车床。

此外，日本三菱重工的国际专利：PCT/JP2011/066801，名称：数控机床，其具备：测量工具（101）的长度及直径的工具传感器（104）；以非接触方式利用激光等对工件（1）的三维形状和位置及朝向进行测量的工件测量传感器（105）；基于来自工件测量传感器（105）的信息求得加工起点的位置及基准面的倾斜后，基于输入的加工程序，根据来自传感器（104、105）的信息以及所述加工起点的位置以及所述基准面的倾斜，进行模拟，直到达到以对工件（1）的加工为目的的最终形状，由此，求得有无规定值以上的加工负荷及有无对工件（1）的的残留，并将求得的结果在显示装置（112）中显示的控制装置（106）.与国际专利：PCT/JP2011/066800，名称：数控机床，其具备：测量工具（101）的长度及直径的工具传感器（104）；以非接触方式利用激光等对工件（1）的三维形状和位置及朝向进行测量的工件测量传感器（105）；控制装置（106），基于来自工件测量传感器（105）的信息求得加工起点的位置及基准面的倾斜后，基于输入的加工程序，根据来自传感器（104、105）的信息以及所述加工起点的位置以及所述基准面的倾斜，控制装置（106）控制主轴（102）等的动作，以使工具（101）的移动速度快于加工程序中的工具（101）的移动速度。可以自动测量出工件和刀具的三维形状及对基准面的倾斜，并模拟加工，但并没有提供解决办法，且模拟在机床上进行，浪费机时更多。

还有日本山崎马扎克的国际专利：PCT/JP2009/070866，名称：数控机床，其具备：NC控制装置100包括触摸平板显示装置155，通过该触摸平板显示装置输入屏障取消命令，以及控制加工控制部160，其对铣刀70与卡盘58和爪60之间的干涉进行干涉检查。当加工控制部160判断干涉发生并且停止刀架54的移动时，基于显示装置155的操作，加工控制部160对已判断有干涉的加工程序写入命令干涉检查取消的屏障取消指令。当执行包括该屏障取消指令的加工程序来对后续的工件进行加工时，加工控制部160对与该屏障取消指令对应的工序省略干涉检查。可以在加工前进行干涉检查，防止损坏昂贵的刀具和夹具，但同样只能在机床上模拟，将浪费大量机时，而且显而易见，数控编程有手工编程和计算机自动编程，如果是后者，现在大型复杂曲面的加工程序一般达到几兆几十兆甚至上百兆，即使发现了，手工修改也并不现实。

由于数控机床中技术要求高的是加工中心，而且所加工的一般是最后一道工序，而且往往都有位置度要求，如果是与已经加工工序的孔或轴的轴线平行或垂直，则上述各个专利都无法测量。

有鉴于此，有必要提供一种多快好省的机床和系统，因此下面将以加工中心为例进行说明，但其一样可应用于数控车床和磨床。

发明内容

为此采用的技术方案是：

一种数控机床和系统，可以是车铣磨复合加工中心，或单独的数控车床或磨床或铣床或加工中心，其包括：机床体、工件安放装置、刀具装夹装置及伺服装置；所述工件安放装置对回转类工件为卡盘，对平面类工件为平台；所述刀具装夹装置对数控车床为刀架，对数控铣床类磨床类为主轴；所述工件安放装置、刀具装夹装置及伺服装置固定于机床体上，所述工件安放装置、刀具装夹装置由所述伺服装置驱动实现运动；还包括监测装置、数控装置，所述监测装置为全息瞄准镜或成像雷达或其他3D成像设备；所述数控装置为所述数控机床的控制器，包括输入装置和显示装置及控制装置，所述输入装置和显示装置可以是物理键盘和普通显示屏，也可以是触摸屏；所述监测装置拍摄到的三维图像显示在数控装置的显示装置中，其坐标系和坐标平面与机床坐标系和坐标平面重合或具有确定的位置关系，可利用软件或直接显示出工件在三个工作平面上与机床三个坐标平面的夹角，当机床是多轴机床如五轴或六轴加工中心时，在偏置坐标系中输入A、B、C三轴中，当机床不是多轴时，则在刀具装夹装置或工件装夹装置中增加一个可以在若干平面旋转一定角度的分度装置，由显示装置显示的角度数值，通过刻度盘旋转相应角度，达到加工基准面与理想基准面重合的目的，还可在显示装置中利用软件或直接显示工件各边角点、中点、工件中心点、工件上某圆的圆心、圆柱的轴心坐标，以快速设置工件坐标系，系统可利用软件求得定位孔或定位轴的轴心线和圆心，并求出轴心线与机床基准面的夹角，以方便操作工调整。

进一步地，数控装置还可采用自然语言编程，使普通机床操作工只需简单培训即可上岗；手轮上设置坐标系，减少加工准备时间；大容量存储器，轻松存储复杂曲面加工程序，减少在线加工因传输速率跟不上加工速度造成的机时浪费，不但提高了加工效率，也降低对操作工的要求和劳动强度，其特征是可以在手轮上编程及设置机床坐标系、添加刀具补偿，减少操作准备时间，包括手轮即手摇脉冲发生器及设置于其上的显示装置与输入装置、机床控制面板，使用中国发明专利201510306823.1的输入法，能使用操作工的母语编程，可将复杂曲面的加工程序存入系统，减少传输速率造成的机时浪费，显示装置与输入装置可以使用触屏或物理键盘与屏幕，将常用G代码与M代码按顺序或规律排列在如权利要求1的键盘中，其中M3或M4可以与S一起，M6与T一起，即M3S为一次点击，然后系统自动调出数字键盘，以输入转速，同理M6T也一样，点击后即进入数字键盘，以输入刀号，固定循环可以连同所需参数一起，如G81与X、Y、Z、R、F一起，即一次点击则输入G81XYZRF，同时系统自动调出数字键盘和方向键，若X、Y使用前面程序行中的数值则按→键跳过，系统自动删除掉，Z、R、F则必须输入数据，在使用物理键盘时，可用*号键代表小数点。

更进一步地，数控装置控制装置与显示装置和输入装置可内置蓝牙或红外等无线通讯接收与发射端，并在两端增设带状装置，以佩戴于操作工手腕上，使操作工双手调整工件时仍能通过显示装置实时观察工件对基准面的位置角度。

又进一步地，数控装置可以不用手轮即手摇脉冲发生器。

再进一步地，工件装夹装置可使用多个工位，并可使用机器人操作，所述机器人通过换用不同的手爪适应工作对象，爪上装有力矩传感器，若干工作手指，至少一个辅助手指。

又再进一步地，机器人可内置支持远程监控的处理器和蓝牙、红外等无线接收与发射端，使操作工可在办公室对其操作进行远程监控，实现无人车间。

本发明提供的数控机床和系统利用监测装置获得工件的三维形状，在数控装置中得到与机床坐标系的重合程度，如果倾斜，利用数控机床上的角度调节装置调节到重合，再利用软件或直接显示工件各边角点、中点、工件中心点、工件上某圆的圆心、圆柱的轴心坐标，得到坐标原点，从找正到对刀，全程无需人工操作，数控系统采用操作工的母语编程，使普通机床操作工直接转换做数控机床操作工成为可能，将节约大量培训费，并且采用大容量存储器，使加工复杂曲面时由于程序庞大只能使用在线加工因而传输速率跟不上加工速率而造成的机时浪费问题完满解决，采取在手轮上设置加工坐标系，进一步减轻操作工劳动强度和操作准备时间。

附图说明

图1是数控机床和系统结构图。

图2是用于调节装置示范的工件图。

图3是数控装置的手轮结构图。

图4是用于数控编程示范的工件图。

图5是机器人手爪结构图。

具体实施方式

请参见图1到图5，为本发明实施方式提供的数控机床和系统。本实施方式中，所述数控机床为立式加工中心。所述数控机床和系统包括监测装置700、输入装置620、显示装置600、分度装置300、工作平台200、主轴900、刀具920、控制器800及Z轴伺服装置910、X轴伺服装置220、Y轴伺服装置210。所述监测装置700、输入装置620、显示装置600、分度装置300、工作平台200、主轴900、刀具920、控制器800及Z轴伺服装置910、X轴伺服装置220、Y轴伺服装置210均安装在机床体100上。

所述分度装置300装夹在工作平台200上，上面装夹工件500或装夹着工件500的夹具400，工作平台200在伺服装置210/220驱动下，按照控制器800发出的指令作X、Y方向的进给，而所述刀具920装夹于主轴900上，在伺服装置910驱动下作Z向进给，所述工件500具有欲加工面510。本实施方式中，所述工件为六面体。所述工件的欲加工面包括平面510及侧面520。所述刀具920为铣刀，包括刀柄和刀体，固定于主轴900。

所述监测装置700可以是全息瞄准镜，也可以是成像雷达或其他3D成像设备。本实施方式中，是成像雷达，请参阅图2，监测到的图像同步转化为三维模型，显示在显示装置中。可方便地读取角度和坐标。读取角度后，调节分度装置300，可使工件加工基准与机床基准平面重合。本实施方式中，测得工件在XY平面与基准平面夹角为三度，XZ平面为一度，YZ平面为一点五度，可在分度装置上，松开XY平面锁紧手柄310，拨动离合器手柄拨块313，使刻度盘312上的指示转过三度，再观察显示装置600，若读数为零则正确，读数为原来的两倍则调节错方向，改正即可，然后重新锁紧锁紧手柄310；松开XZ平面锁紧手柄320，拨动离合器手柄拨块322，使刻度盘321上的指示转过一度，再观察显示装置600，若读数为零则正确，读数为原来的两倍则调节错方向，改正即可，然后重新锁紧锁紧手柄320；松开YZ平面锁紧手柄330，拨动离合器手柄拨块332，使刻度盘331上的指示转过一点五度，再观察显示装置600，若读数为零则正确，读数为原来的两倍则调节错方向，改正即可，然后重新锁紧锁紧手柄330；此时工件与机床坐标系重合，点击工件前面边线2，系统弹出点选择菜单，选取中点，系统选取中点，然后系统再次弹出直线菜单，选取中心线，系统自动给出前面边线2与后面边线3的中心连线7，同理可给出左面边线1和右面边线4的中心连线6，其交点8即为工件中心，将方式选择开关旋转到“快速移动”或“点动”等手动方式，点设置键，进入坐标系页面，点击即可设为X、Y方向坐标原点。此时工件上平面与刀具切削平面平行，系统自动作出两平面的垂直线，与刀具Z方向的坐标相加，即为刀具的Z坐标原点或长度补偿，将方式选择开关旋转到“快速移动”或“点动”等手动方式，点设置键，进入坐标系页面设置坐标或进入刀具补偿页面设置刀具补偿。

如果工件已经加工出定位孔5，且有位置度要求，系统将自动求出定位孔5的中心轴线，及其与机床基准面的夹角，操作工调整后点击定位孔5的外圆，系统自动算出圆心坐标，按前面的方法设置即可。

如果是六轴加工中心，则不需要分度装置，将测得的角度输入偏置坐标系的A、B、C中，再将方式选择开关旋转到“编辑”方式或“MDI”方式，点程序键，在屏幕输入“G0G54G90A0B0C0”，按“启动”按键，系统即自动运动到工件基准面与机床刀具平行或垂直。

如果是龙门加工中心，则分度装置装在主轴上，控制XZ、YZ方向，XY方向通过坐标旋转指令G68、G69实现添加和取消。

若工件已在其他机床加工出孔轴作为定位孔或定位轴，系统可利用软件求得定位孔或定位轴的轴心线和圆心，并求出轴心线与机床基准面的夹角，以方便操作工调整。

如图5所示为机器人手爪示意图，其中1为手爪导柱，工作手指2、3可沿导柱3上下滑动，其中安装有力矩传感器5和辅助手指4，可监测力矩，当达到设定的力矩时发出结束指令。辅助手指用于与工作手指配合，完成预设工作。使用机器人操作时，安装工件时机器人先根据工件先是与性质换用相应手爪，大型钢铁类工件换用磁力器，非钢铁类或小型工件用吸力器，将工件搬运到夹具，换用装夹手爪，辅助手指4轻压工件，工作手指2、3握持扳手，按设计流程坚固，通过力矩传感器5测定，直到锁紧，换用锤子敲紧，然后通过监测装置获得相对机床基准面的夹角，按手工操作时的流程调整即可。换刀时先将方式选择开关转换到“快速移动”、“点动”等手动方式，换用有弧度的工作手指3、3，抓取主轴上的刀，辅助手指4按下换刀开关，刀具松开后工作手指2、3下滑，将刀取下后手指松开，手爪抓着刀具移动到刀架，手爪向下转动一百八十度，将刀插入放置刀具的孔中，找到要更换的刀具，取出移动到主轴，手爪向上转动一百八十度，将刀插入主轴的孔中，辅助手指4按下换刀开关，将刀吸入主轴，工作手指2、3松开退出，换刀完成。通过监测装置获取Z向位置及距离，获得刀具相对工件的Z向坐标确定Z轴坐标原点或刀具长度补偿，将其输入坐标系或刀具长度补偿中即可。当操作工远程操控时，则直接向机器人发送指令即可。

图3为数控系统示意图，包括各种接口及驱动器、存储器等，手轮6用于手动移动机床各坐标轴，屏幕1用于显示当前运行程序及机床坐标，刀具补偿量等信息，工作方式选择开关5，用于选择工作方式，在编辑和MDI方式时可编辑程序，在自动加工和在线加工方式可以由程序控制进行加工，在手轮和点动、快速进给三种方式下可以手动换刀，这三种方式下点击进入位置页面可以设置坐标系，进入刀具补偿页面可以设置刀补值，循环启动开关11，循环保持开关13，紧急停止开关12，在自动加工、在线加工、MDI三种方式下按循环启动开关11，则运行当前程序，按循环保持开关13则程序暂时停止进给，但主轴转速、冷却液等仍然保持不变，到再次按下循环启动开关时再次执行，按下紧急停止开关12则机床一切工作停止，再次执行时需要执行回参考点操作，速度档位选择开关7，用于选择进给速度档位，数字键盘4，功能2，3，9，10，箭头组8，键盘和功能及箭头键用于编辑加工程序、设置加工坐标系等，可以将标准代码如“G01”、“G02”、“M03S”、“M06T”等作为一个整体输入，而将其标准意义以操作工的母语表示，如使用汉语时上述代码分别转换为“直线切削”、“顺圆弧切削”、“主轴正转转速”、“换刀刀号”等。例如将向上箭头与1键组合表示输入“M03S”、向下箭头与1组合表示输入“M04S”、向上箭头与2结合表示输入“M06T”，向上箭头与3键组合表示输入“G81XYZRF”，则要主轴正转，且转速为400时可以将工作方式选择开关转到MDI方式，按向上箭头与1键，这时“M03S”输入系统，并等待输入数据，按一次4两次0，则输入系统的是“M03S400”，在汉字编程方式则编辑器中显示“主轴正转转速800”，按循环启动开关，主轴开始正转，转速为400，若按复位键则停止。同样若要主轴反转，转速800，则按向下箭头与1键后按一次8两次0，系统输入“M04S800”，若是在汉字编程方式则编辑器中显示“主轴反转转速800”，按下循环启动，主轴反转，转速为800。若要将当前主轴上的刀具装入刀库，若当前刀号为8，则在MDI方式下，按向上箭头和2，再按8，则系统输入“M06T8”，汉字编程方式时编辑器中显示“换刀刀号8”，按循环启动，机床将刀装入刀库。若要进行钻孔循环，则按向上箭头与3键，输入“G81XYZRF”，这时若X和Y值需要输入，则从数字键盘上输入的按确认键，系统自动将光标跳动到另一个参数，若X和Y值使用前面程序行中的坐标值，按任何一个方向键，系统自动删除X和Y，这时输入Z，R，F值即可。如属后一种情况，钻孔深度2毫米，安全高度3毫米，进给速度100，则按向上箭头与3键，按两次方向键，按一次－键，一次2键，一次*键，按确认键，按3键，*键，确认键，1键，两次0键，确认键，则输入的是“G81Z－2.R3.100”，汉字编程时显示“钻孔循环钻深2毫米安全高度3毫米进给速度100”。同理，当以触摸屏替换屏幕1和数字键盘4及功能和箭头组时可以更加轻松地实现上述功能。在手轮中还可内置蓝牙、红外等无线通讯接收、发射端，并在两端设置表带或腕带13、14，佩戴于操作工手腕上。

当在加工中心上加工图4所示零件，点A为第一工件坐标系原点，点B为第二工件坐标系原点，X、Y轴方向如图所示，工件表面需光刀，12mm螺纹需先用中心钻点窝，再用10.7mm钻头钻底孔，用倒角刀倒角，最后用机用丝锥攻丝。其中一号刀为100mm盘铣刀，长度补偿存于一号寄存器，二号刀为中心钻，长度补偿存于二号寄存器，三号刀为10.7mm钻头，长度补偿存于三号寄存器，四号刀为倒角铣刀，长度补偿存于四号寄存器，五号刀为12mm机用丝锥，长度补偿存于五号寄存器，操作工在编辑器输入：

公制单位；

取消固定循环取消长度补偿；

使用相对坐标返回参考点Z轴回零；

换刀刀号一；

快速定位使用第一工件坐标系使用绝对坐标X轴到原点Y轴到原点主轴正转转速每分钟300转；

Z轴到原点上方100mm加入一号长度补偿开启冷却液；

Z轴到原点；

直线切削X轴到-400mm进给速度200；

Y轴到80mm；

X轴到0；

Z轴到100取消长度补偿关闭冷却液；

主轴停止；

使用相对坐标返回参考点Z轴回原点；

换刀刀号二；

快速定位使用第二工件坐标系绝对坐标X轴原点Y轴原点主轴正转转速1000；

长度正补偿Z轴到100使用二号补偿开启冷却液；

循环结束回到安全高度钻孔循环钻深1.5安全高度3速度100；

取消固定循环主轴停止；

取消长度补偿Z轴到150关闭冷却液；

使用相对坐标返回参考点Z轴回原点；

换刀刀号三；

快速定位使用第二工件坐标系绝对坐标X轴原点Y轴原点主轴正转转速800；

长度正补偿Z轴到100使用三号补偿开启冷却液；

循环结束回到安全高度钻孔自动退回循环钻深20安全高度3每次钻深2速度100；

取消固定循环主轴停止；

取消长度补偿Z轴到150关闭冷却液；

使用相对坐标返回参考点Z轴回原点；

换刀刀号四；

快速定位使用第二工件坐标系绝对坐标X轴原点Y轴原点主轴正转转速600；

长度正补偿Z轴到100使用四号补偿开启冷却液；

循环结束回到安全高度钻孔循环钻深0安全高度3速度80；

取消固定循环主轴停止；

取消长度补偿Z轴到150关闭冷却液；

使用相对坐标返回参考点Z轴回原点；

换刀刀号五；

快速定位使用第二工件坐标系绝对坐标X轴原点Y轴原点主轴正转转速40；

长度正补偿Z轴到100使用五号补偿开启冷却液；

循环结束回到安全高度攻丝循环攻深15安全高度3每次攻深2速度50；

取消固定循环主轴停止；

取消长度补偿Z轴到150关闭冷却液；

使用相对坐标返回参考点Y轴回原点；

使用相对坐标返回参考点Z轴回原点；

程序结束回到开头；

则程序执行的标准代码为：

G21；

G80G49；

G91G28Z0；

M06T1；

G00G54G90M03S300；

G43Z100H01M08；

Z0；

G01X-400F200；

Y80；

X0；

G49Z100M09；

M05；

G91G28Z0;

M06T2;

G00G55G90X0Y0M03S1000;

G43Z100H02M08;

G98G81Z-1.5R3F100;

G80M05;

G49Z150M09;

G91G28Z0;

M06T3;

G00G55G90X0Y0M03S800;

G43Z100H03M08;

G98G83Z-20R3Q2F100;

G80M05;

G49Z150M09;

G91G28Z0;

M06T4;

G00G55G90X0Y0M03S600;

G43Z100H04M08;

G98G81Z0R3F80;

G80M05;

G49Z150M09;

G91G28Z0;

M06T5;

G00G55G90X0Y0M03S40;

G43Z100H05M08;

G98G84Z-15R3Q2F50;

G80M05;

G49Z150M09;

G91G28Y0;

G91G28Z0;

M30。

Claims (7)

1.一种数控机床和系统，可以是车铣磨复合加工中心，或单独的数控车床或磨床或铣床或加工中心，其包括：机床体、工件安放装置、刀具装夹装置及伺服装置；所述工件安放装置对回转类工件为卡盘，对平面类工件为平台；所述刀具装夹装置对数控车床为刀架，对数控铣床类磨床类为主轴；所述工件安放装置、刀具装夹装置及伺服装置固定于机床体上，所述工件安放装置、刀具装夹装置由所述伺服装置驱动实现运动；还包括监测装置、数控装置，所述监测装置为全息瞄准镜或成像雷达或其他3D成像设备；所述数控装置为所述数控机床的控制器，包括输入装置和显示装置及控制装置，所述输入装置和显示装置可以是物理键盘和普通显示屏，也可以是触摸屏；所述监测装置拍摄到的三维图像显示在数控装置的显示装置中，其坐标系和坐标平面与机床坐标系和坐标平面重合或具有确定的位置关系，可利用软件或直接显示出工件在三个工作平面上与机床三个坐标平面的夹角，当机床是多轴机床如五轴或六轴加工中心时，在偏置坐标系中输入A、B、C三轴中，当机床不是多轴时，则在刀具装夹装置或工件装夹装置中增加一个可以在若干平面旋转一定角度的分度装置，由显示装置显示的角度数值，通过刻度盘旋转相应角度，达到加工基准面与理想基准面重合的目的，还可在显示装置中利用软件或直接显示工件各边角点、中点、工件中心点、工件上某圆的圆心、圆柱的轴心坐标，以快速设置工件坐标系，系统可直接显示或利用软件求得定位孔或定位轴的轴心线和圆心，并显示轴心线与机床基准面的夹角，以方便操作工调整。

2.如权利要求1所述的数控装置包括一种可以使用汉字编写数控程序的数控系统手轮，其特征是采用了中国发明专利201510306823.1的输入法，可以利用物理键盘十个数字键与功能键组合，或者使用虚拟键盘，每次击键输入一个完整的数控代码，并可以用汉字或者其他语言的文字显示。

3.如权利要求2所述的可以使用汉字编写数控程序的数控系统手轮，其特征是常用G代码与M代码按顺序或规律排列在键盘中，其中M3或M4可以与S一起，M6与T一起，即M3S为一次点击，然后系统自动调出数字键盘，以输入转速，同理M6T也一样，点击后即进入数字键盘，以输入刀号，固定循环可以连同所需参数一起，如G81与X、Y、Z、R、F一起，即一次点击则输入G81XYZRF，同时系统自动调出数字键盘和方向键，若X、Y使用前面程序行中的数值则按→键跳过，系统自动删除掉，Z、R、F则必须输入数据，在使用物理键盘时，可用*号键代表小数点。

4.如权利要求2所述的可以使用汉字编写数控程序的数控系统手轮，其特征是手轮上设置有机床操作键，编程后可在手轮上启动程序。

5.如权利要求2所述的可以使用汉字编写数控程序的数控系统手轮，其特征是手轮上还可以设置工件坐标系和刀具补偿。

6.如权利要求2所述的可以使用汉字编写数控程序的数控系统手轮，其特征是数控装置控制装置与显示装置和输入装置可内置蓝牙或红外等无线通讯接收与发射端，并在两端增设带状装置，以佩戴于操作工手腕上，使操作工双手调整工件时仍能通过显示装置实时观察工件对基准面的位置角度，数控装置可以不用手轮即手摇脉冲发生器。

7.如权利要求1所述的数控机床和系统,工件装夹装置可使用多个工位，并可使用机器人操作，机器人通过换用不同的手爪适应工作对象，爪上装有力矩传感器，若干工作手指，至少一个辅助手指，机器人可内置支持远程监控的处理器和蓝牙、红外等无线接收与发射端。