简介数控技术的组成和分类

简介数控技术的组成和分类

摘要科学的进步极大的促进了各领域的发展，数控技术也是在这个时候开始崛起，发展成为当今社会非常有地位的学科。本文介绍了数控技术的发展、组成、分类、发展趋势等。

关键词数控机床；组成；分类；发展趋势

1 概述

上世纪40年代，随着社会生产力的发展和科学技术的不断进步，人们对所生产出的各种产品的生产效率和质量有了更高的要求。自动化过程是机械加工实现以上要求的重要途径之一。1948年美国的麻省理工学院研究所与帕森斯公司进行合作，提出了三坐标式立式铣床。正是由于这台用计算机控制的数控铣床的出现，数控技术在全球飞速的发展。通过符号、文字和数字组成的数字化信息控制多台或一台机械设备动作及加工过程的技术称为数控技术，简称数控（英文名字：numerical control 简称：NC）。由于计算机的发展，现代数控大部分是通过计算机进行控制的，所以数控技术又名计算机数控（computerized numerical control，CNC ）。数控机床（NC机床）就是数控技术控制的机床，他是各学科结合的产物，他运用了自动控制技术，计算机技术，精密测量技术，软件技术，伺服驱动技术和传感器技术等先进技术，是典型的机电一体化产品。

2 数控系统的组成

控制系统主要包括输入介质，控制介质，伺服系统，数控装置，测量反馈装置，执行部件等。

2.1控制介质

所谓的控制介质就是数控机械在工作时，不需要人为的手动加工，但是机械设备还必须按照操作人的意图工作，这就需要我们在操作者和机械设备之间建立一定关系，这就是我们所说的控制介质（信息载体）。加工零件时所需要对工件进行的所有操作信息都在控制介质中储存的，数控系统控制和指挥设备加工运动仅有的指令信息就是控制介质。

2.2输入介质

数控装置不能直接识别控制介质中的程序代码，这就需要输入装置来完成，它的作用是将数控装置不能直接识别的的程序代码转变成可以识别的电脉冲信号，存储在数控装置中。根据数控介质的不同，数控装置可能是录音机，光电读带机或者是软盘驱动器等等。随着科技的不断进步现在的大部分数控机械是将数控加工所需要的程序单通过数控装置自带的键盘输入到数控装置上，叫作MDI 方式。

2.3数控装置

输入介质传送过来的脉冲信号是通过数控装置接受的，经由数控装置内部的数控软件，然后逻辑电路的编译，在通过运算、逻辑处理，将信息命令传给伺服机构，是设备按照信息指令规范，有条不紊的工作。信息指令决定工件沿着各个坐标轴的进给速度和方向，刀具的选择、交换等。数控设备的各个指令都是通过数控装置完成的，他是数控设备的核心。

2.4伺服系统

伺服技术在数控系统中的作用是非常重要的。伺服系统（servomechanism）就是将工件位置、状态、方位等输出被控量能按照输入目标变化的自动控制系统。其功能是按控制命令的需求、对功率进行扩大、变换、调控等一系列处理，让驱动装置可以灵活的输出力矩、位置、速度。伺服系统主要包括驱动元件、驱动电路。通过数控装置发来的脉冲信号，伺服系统把其转化为加工工件的位移、方向、速度等。

伺服驱动元件主要包括直流伺服电动机，步进式电动机，交流伺服电动机等。是把电信号转换为输出轴的角位移的变化，从而实现工件的进给。

伺服驱动电路是把微弱信号扩大为驱动电信号，以此来驱动执行元件。

2.5执行部件

通过伺服系统传递来的命令完成被控元件的控制它将电能或流体能量转换成机械能或其他能量形式，通过控制要求改变控制元件的机械运动状态等。主要有进给运动执行部件，主运动部件、工作台等。对于执行部件应具有足够好的抗震性、刚度、足够的精度、结构简单等特点。

2.6测量反馈装置

其作用是检测运动部件的位移、速度、温度等一系列参数，将检测出的数据转变为电信号然后传输给控制装置。通过控制装置的计算得出误差，并反馈误差指令，纠正误差。测量反馈装置的出现，大大提高了工件的加工精度。

3数控系统的分类

按不同的分类方式控制系统可以分为不同的种类。

按数控装置分类，可分为：计算机控制系统（CNC系统）、逻辑控制系统（NC 系统）。按控制方式可分为：开环、半闭环、闭环控制系统。开环控制系统的精度较低，但他的运行平稳、成本低廉、使用和维修比较方便。在一些精度要求低的数控系统中应用非常广泛。而闭环控制系统的精度很高，但工作时不稳定，安

装调试比较繁琐，价格较其他两种昂贵。半闭环控制系统对其他两种进行综合考虑，在日常生产中应用最为广泛。按运动方式分为：点位直线控制系统、点位控制系统和轮廓控制系统等。按功能水平可分为：低档数控技术、中档数控技术和高档数控技术等，中档控制系统最为常见。还可以按用途等分类。

4数控技术的发展

第一台数控系统的问世但现在已经有半个多世纪了。随着计算机技术、微电子技术、检测技术的发展，数控机床的发展得到了完善，他的必然产物就是生产需求不断提高，所以当今社会数控技术的发展逐渐向高精度、高的可靠性、高速度、复合化和智能化等高兴科技的方向发展。

质量和效率是先进制造技术的根本。而高速度、高精度加工技术能最大程度地提高效率，提高质量和档次，能缩短生产的周期，提高市场竞争能力。高速度，高进度是数控技术发展的重要趋势。目前新型的数控系统的集成电路规模非常大，采用芯片提高了电路的集成度，这样极大程度的提高了数控系统的可靠性。数控系统的多功能化，复合化，智能化都将是科学领域的发展趋势。

5结论

综上所述，数控技术的产生提高了社会生产制造能力和水平，提高了市场竞争力。数控技术在国防等方面的贡献也是显而易见的。因此当今社会大力发展数控技术、是提高综合国力，加速经济发展、提高国家地位的重要途径。

参考文献

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[2]王永章.机床的数字控制技术[M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1998.

[3]何雪明，吴晓光，刘有余.数控技术.武汉：华中科技大学出版社，2010.