数控系统基本组成
数控系统的组成及工作原理
数控机床的主轴驱动系统和进给驱动系统，分别采用交、直流主轴电动机、伺 服电动机驱动，这两类电动机调速范围大，并可无级调速，因此使主轴箱、进 给变速及传动系统大为简化，箱体结构简单，齿轮。轴承和轴类零件数量大为 减少甚至不用齿轮，由电动机直接带动主轴或进给丝杠。
4、高传动效率和无间隙传动装置
数控机床在高进给速度下，工作要求平稳，并有高定位精度。因此，对进 给系统中的机械传动装置和元件要求具有高寿命、高刚度、无间隙、高灵 敏度和低摩擦阻力的特点。目前，数控机床进给驱动系统中常用的机械装 置主要有3种：滚珠丝杠副、静压蜗杆——蜗母条机构和预加载荷双齿轮－ 齿条。
机床基础部件又叫机床大件，通常是指床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作 台等。它是整台机床的基础和框架。机床的其他零、部件，或者固定在基础件 上，或者工作时在它的导轨上运动。
数控机床机械结构的主要特点
1、高刚度和高抗振性
机床刚度时机床的性能之一，它反映了机床结构抵抗变形的能力。 提高数控机床结构刚度的措施 1）提高机床构件的静刚度和固有频率 改善薄弱环节的结构或布局，以 减少所承受的弯曲载荷和转矩负载。 2）改善机床结构的阻尼特性 3）用新材料和钢板焊接结构 2、减少机床的热变形的影响 3、驱动系统机械结构简化
分辨率是指两个相邻的分散细节之间可以分辨的最小间隔。 数控装置每发出一个脉冲，反映到机床坐标轴上的位移量，通常称为脉冲当量
3、效率指标 1）最高主轴转速和最大加速度
2）最大快移速度 4、可靠性指标
1）平均无故障工作时间 2）平均修复时间 3）固有可用度
二、数控机床的功能 1、控制功能
2、插补功能 3、准备功能 4、进给功能
数控机床的工作原理
数控机床加工工件，首先要将被加工工件的几何信息和工艺信息数字化，用 规定的代码格式编写加工程序，并储存到程序载体，然后用相应的输入装置 将所编的程序指令输入到CNC单元，CNC单元将程序译码、运算之后，向机 床各个坐标的伺服系统和辅助控制装置发出信号，以驱动机床的各运动部件， 并控制所需要的辅助动作，最后加工出合格的工件
CNC数控系统的基本结构
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第一节 概述
(2)传动链误差包括螺距误差补偿和反向间隙误差补偿功能， 即事先测量出螺距误差和反向间隙，并按要求输入到CNC系 统相应的存储单元内，在坐标轴运行时，对螺距误差进行补 偿;在坐标轴反向时，对反向间隙进行补偿。
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第一节 概述
计算机数控(CNC)与传统的硬线数控(NC)相比有很多的优 点，其中最根本的一点就是，CNC的许多数控功能是由软件 实现的，因而较硬线数控具有更大的柔性，即它很容易通过 软件的改变来实现数控功能的更改或扩展。今天，硬线数控 已被计算机数控所取代。
由上述讨论可知，从外部特征来看，CNC系统是由硬件 (通用硬件和专用硬件)和软件(专用)两大部分组成的。
构，用户只需根据菜单的提示，进行正确操作; .编程方便:现代数控机床大多具有多种编程的功能，并且
都具有程序自动校验和模拟仿真功能; .维护维修方便:数控机床的许多日常维护工作都由数控系
统承担(润滑、关键部件的定期检查等)，另外，数控机床的 自诊断功能，可迅速确定故障位置，方便维修人员。
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第一节 概述
8.刀具管理功能 刀具管理功能是实现对刀具几何尺寸和刀具寿命的管理功
能。 加工中心都应具有此功能，刀具几何尺寸是指刀具的半径
和长度，这些参数供刀具补偿功能使用;刀具寿命一般是指 时间寿命，当某刀具的时间寿命到期时，CNC系统将提示用 户更换刀具;另外，CNC系统都具有T功能即刀具号管理功能， 它用于标识刀库中的刀具和自动选择加工刀具。
CNC系统由数控程序、输入装置、输出装置、计算机数控 装置(CNC装置)、可编程逻辑控制器(PLC)、主轴驱动装置 和进给(伺服)驱 动装置(包括检测装置)等组成。
数控系统的基本构成与分类
数控系统的基本构成与分类一、数控系统的基本构成数控系统是由硬件和软件两个部分组成。
硬件部分主要包括机床、数控器、伺服电机、传感器、工具刀具与刀库等；软件部分包括编程软件、数控编程语言、加工参数及伺服调节等方面。
具体来讲，数控机床通常由主轴系统、伺服系统、定位系统、冷却系统、切削力测量系统、部件传动及辅助系统等几个部分构成，其中主轴系统可以控制工件的旋转速度以及方向，伺服系统可以控制机床在XYZ三个方向上的运动，而定位系统则可以让加工过程中的位置精确到微米级别。
数控系统中的数控器是控制整个系统的中枢，其核心部分通常由控制芯片、存储芯片、输入输出模块、运行模式切换模块、数据输入输出模块和通信模块等六大模块构成。
其中控制芯片是负责输入加工参数及加工程序，存储芯片用于存储数控程序和加工参数等，输入输出模块用于数据的输入与输出，而数据输入输出模块则是将加工参数及程序传输到数控器中进行转换，以便让数控机床作出正确的加工运动。
对于重要的加工参数，数控系统中还配备了一些传感器，如电力压力传感器、速度传感器、角度传感器以及温度传感器等。
这些传感器可以监测机床的状态，从而实时反馈给数控器，以保证整个加工过程中的运动精度和安全性。
二、数控系统的分类按照数控编程语言的不同类型，数控系统可以分为以下几大类：1.绝对式数控系统：绝对式数控系统通常使用绝对坐标系来表示机床的位置，程序中运动的起点固定不变，因此非常适合于多品种、小批量生产的加工过程。
与之相对应的是相对式数控系统，相对式数控系统通常使用相对坐标系来表示机床的位置，程序中的起点则可以任意改变。
2.坐标式数控系统：坐标式数控系统是指使用坐标系表示工件加工位置的数控系统，其常用的编程语言为G码，主要适用于平面零件的加工。
3.直线式数控系统：直线式数控系统是指加工路径为直线的高速加工系统，可以实现快速的直线加工，降低了加工时间，提高了加工效率。
4.插补式数控系统：插补式数控系统是指依据给定的坐标指令，进行加工路径和运动轨迹自动插补的加工系统，明显提高了加工精度和效率。
有关数控系统的一些基本概念
2023-11-06CATALOGUE目录•数控系统概述•数控系统的组成•数控系统的基本原理•数控系统的分类•数控系统的发展趋势和挑战•数控系统的应用实例01数控系统概述数控系统是一种采用数字控制方法的计算机控制系统。
它通过接收输入的程序信息，对信息进行计算、比较、处理等操作，控制各种机械运动，实现自动化加工。
数控系统主要由输入、输出装置、计算机数控装置（CNC装置）、伺服驱动装置、检测装置等组成。
数控系统的定义数控系统的特点数控系统具有高精度的控制能力，能够实现精确的加工和测量。
高精度高效性灵活性可靠性数控系统能够实现自动化加工，提高生产效率，降低人工成本。
数控系统具有多种控制模式和编程语言，可以根据不同的加工需求进行定制和调整。
数控系统具有稳定的性能和可靠性，能够保证长时间连续工作的稳定性和安全性。
数控系统的应用范围数控系统广泛应用于机床、刀具、夹具等制造设备的控制，能够实现高效、高精度的加工和测量。
机械制造业数控系统用于半导体制造、电子组装等领域的控制和监测，能够实现精密的加工和检测。
电子制造业数控系统用于飞机、火箭等航空器的制造和维修，能够实现高精度、高效率的加工和检测。
航空航天业数控系统还广泛应用于汽车制造、医疗器械、食品加工等领域，能够实现自动化、智能化的生产和加工。
其他领域02数控系统的组成数控装置是数控系统的核心，也称为CNC装置或NC装置。
它由计算机、输入/输出设备、可编程控制器等组成，负责处理各种加工数据，如零件的几何尺寸、工艺参数、加工轨迹等，并将其转化为控制机床运动的指令。
数控装置一般采用高性能的微处理器和计算机硬件，具备强大的计算和控制能力，能够实现高精度、高效率的加工控制。
数控装置伺服系统是数控系统的重要组成部分，负责将数控装置的电信号转换为机床的运动。
它由伺服驱动器、伺服电机和反馈装置组成。
伺服驱动器根据数控装置发出的指令，驱动伺服电机转动，实现机床的移动和转动。
反馈装置将机床的实际运动状态反馈给数控装置，形成闭环控制系统。
数控系统基本组成课件
求信号以获取所需要的数据，从而完成某一辅助功能，
该结构称为主从结构，也可归为单机结构。
.
多微处理器系统的组成
多微处理器系统的CNC装置中有两个或两个 以上带CPU的功能部件可对系统资源（存储器、 总线）有控制权和使用权。它们又分为多主结 构和分布式结构。多主结构是指带CPU的功能 部件之间采用紧耦合方式联结, 有集中的操作 系统用总线仲裁器解决总线争用通过公共存储 器交换系统信息。
.
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手摇脉冲发生 器
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⑶通信接口
通常数控系统均具有标准的RS232C串行
通信接口, 因此与外设以及上级计算机连
接很方便。
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⑷进给轴控制接口
实现进给轴的位置控制包括三方面 的内容: 进给速度控制、插补运算和 位置闭环控制。插补方法分为基准脉 冲法与数据采式提供给位置控制单元，这种插 补方法进给速度与控制精度较低，主
.
⑶速度控制程序
速度控制程序根据给定的速度值控制插补 运算的频率, 以保预定的进给速度。在速度变 化较大时, 需要进行自动加减速控制, 以避免因 速度突变而造成驱动系统失步。
.
⑷管理程序
管理程序负责对数据输入、数据处理、插补运算 等为加工过程服务的各种程序进行调度管理。管理程 序还要对面板命令、时钟信号、故障信号等引起的中 断进行处理。
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3. 多微处理机CNC装置的典型结构
（1）共享总线结构 （2）共享存储器结构
.
数控软件的特点及关键技术
1.多任务与并行处理技术
（1）. 数控装置的多任务性
图4-11 数控装置的任务及分类框图
.
这些任务中有些可以顺序执行，有些必须同时执行，如: （1） 显示和控制任务必须同时执行，以便操作人员及时了解
数控系统的组成
数控系统的组成
1 数控系统的组成
数控系统是由多种元件组成的控制系统，其中最主要的元件包括微处理器、数据输入设备、数据输出装置、存储器和算法程序等。
1.1 微处理器
微处理器是数控系统的核心部件，它主要用来处理计算、控制和调整系统中的信息和数据。
它被设计用来分析系统中输入信号形成的数据，根据程序发出控制信号，实现各种机械设备的控制。
1.2 数据输入设备
数据输入设备由不同的传感器组成，它们能够收集机器的实时状态，输入到处理器中，用于数据分析和控制操作。
1.3 数据输出装置
数据输出装置是将处理器处理后的数据重新输出到机器环境中，进行显示和控制，保证机器的正常运行。
1.4 存储器
存储器主要负责存储系统中的各种程序指令和数据，将微处理器分析的数据和程序码存储起来，以便后续使用。
1.5 算法程序
算法程序是数控系统的关键要素，它由计算机控制所需的数学公式和语句所组成，其目的是实现机器系统控制所需的标准和特性。
总之，数控系统由上述五个元件组成，它们起到协调系统不同部件之间的功能，实现数控系统的基本功能。
数控系统的基本构成
数控系统的基本构成数控系统是以计算机技术为基础的机电一体化技术，它可以控制各种复杂的机器设备进行加工制造，从而提高了生产效率和产品质量。
数控系统的基本构成主要包括硬件、软件和电气控制系统。
下面我们将对这三个方面进行详细介绍。
一、硬件数控系统的硬件主要包括机床和数控装置两部分。
1、机床机床是数控系统的重要组成部分，它主要用于加工制造各种不同的零件。
根据实际需要，机床可以通过改造和升级成为数控机床。
数控机床的加工精度和生产效率要比传统机床高出数倍，同时它还具有自适应能力，可以根据加工要求自动调整加工方式，达到最佳的加工效果。
2、数控装置数控装置是数控系统的核心部分，它由数控器、伺服驱动器和编码器等多个组成部分构成。
数控器是数控装置的最核心部分，它可以接受计算机发出的指令，转化成机床能够识别和执行的控制信号。
伺服驱动器则是控制机床各个运动轴的部分，它们可以根据数控器发出的指令来控制机床各个轴的移动速度、方向和加速度等参数。
编码器则主要用于检测机床的移动距离和反馈信号，从而确保机床的位置控制精度和系统的稳定性。
二、软件数控系统的软件分为两个部分，一个是系统软件，另一个是应用软件。
1、系统软件系统软件是数控系统的基础，它包括数控编程、机床运动控制和数据处理三个部分。
数控编程主要用于将加工要求转化为机床识别的加工指令，它可以实现二维和三维图形的绘制和代码的生成。
机床运动控制用于控制机床各个轴的运动，它可以根据数控编程生成的代码来实现精准的位置控制和速度调节。
数据处理则主要用于将加工过程中获取的数据进行分析和处理，从而提高加工质量和效率。
2、应用软件应用软件则是数控系统的应用层，它主要用于完成特定的加工任务，也可以根据实际需要进行自定义开发。
例如，飞机制造过程中需要使用复杂的多轴数控系统，这种系统需要先进行特定的加工工艺规划，然后再通过数控编程来实现机床的加工操作。
三、电气控制系统数控系统的电气控制系统主要用于机床的电气控制和信号交互。
数控系统的基本结构
第二章数控系统的基本结构第一节数控系统的硬件结构
一、数控系统硬件结构的类型
1.大板式结构和模块化结构
2.专用型结构和开放式结构
3.单微处理器结构和多微处理器结构
二、数控系统硬件结构主要组成部分的功能
1.微处理器和总线
2.存储器
3.定时器和中断控制器
4.位置控制器
5.可编程控制器接口
三、输入/输出接口
1.纸带阅读机接口
2.键盘MDI接口
3.数码显示器接口
4.CRT显示器接口
5.直流开关量输入接口
6.直流开关量输出接口
7.模拟量输入/输出接口
8.通信接口
第二节数控系统的软件结构
一、数控系统软硬件界面
二、数控系统软件的内容
三、数控系统软件的结构特点
1.数控系统的多任务并行处理
2.实施中断处理
四、数控系统软件的结构
1.前后台型结构
2.中断型结构
第三节、数控系统的信息处理
一、输入
1.输入过程
2.键盘输入
二、存储
三、译码
1.代码的识别
2.功能码的译码
四、运算
1.刀具补偿
2.速度处理
3.插补
4.位置控制处理。
数控机床的系统组成及其功能
数控机床的系统组成及其功能数控机床是一种高度自动化的机床，它利用数字控制技术来加工金属或其他材料。
数控机床的系统组成包括以下几个主要部分：1.数控装置：数控装置是数控机床的核心部件，它通过接收输入的加工程序，将加工过程转化为一系列的指令，控制机床的各个部件进行精确的运动。
数控装置一般由计算机硬件、控制软件和输入输出接口等组成。
2.进给系统：进给系统是数控机床的重要部分，它负责将动力传递给机床的各个运动部件，包括工作台、主轴、刀架等。
进给系统通常由电动机、丝杠、齿轮、轴承等组成，通过改变电动机的转速和旋转方向来控制机床的运动速度和方向。
3.主轴系统：主轴系统是数控机床的关键部件，它负责驱动刀具进行切削加工。
主轴系统一般由电动机、主轴、轴承、刀具夹头等组成，通过调节电动机的转速和旋转方向来控制刀具的旋转速度和旋转方向。
4.辅助装置：数控机床的辅助装置包括冷却系统、润滑系统、排屑系统、照明系统等，它们分别负责提供冷却液、润滑油、排除切屑、照明等工作。
这些辅助装置对于保证机床的正常运转和加工过程的顺利进行至关重要。
5.控制系统：控制系统是数控机床的基础部分，它通过接收操作者输入的指令，将加工过程转化为一系列的数控指令，控制机床的各个部件进行精确的运动。
控制系统通常由控制器、操作面板、传感器等组成，通过调节电动机的转速和旋转方向来控制刀具的旋转速度和旋转方向。
数控机床的功能非常广泛，它可以加工各种类型的零件，包括金属和非金属材料，如钢、铸铁、有色金属、塑料等。
数控机床可以完成多种加工操作，如车削、铣削、钻孔、攻丝、磨削等。
此外，数控机床还可以进行精确的测量和检验，确保加工出的零件符合精度要求。
除了自动化和高精度，数控机床还具有高效率的特点。
由于数控机床可以同时控制多个坐标轴，因此它可以一次装夹多个工件，减少装夹和测量时间，提高生产效率。
此外，数控机床还可以进行在线监测和故障诊断，及时发现并解决问题，减少停机时间和维修成本。
数控系统由哪几个部分组成
数控系统由哪几个部分组成机床数控系统的硬件主要由3部分组成：一、电源系统数控机床的控制电源是数控系统硬件的重要组成部分，也是在维修中常常出现问题的部分。
数控机床的电源系统有交流与直流两个部分。
（1）交流电源。
是控制系统提供能源的器件，也是给伺服驱动提供能源的器件。
交流电源上也有各种保护及切换装置；有短路、隔离及失压保护。
这个交流电源向伺服系统供电时，一定要注意有晶闸管器件的装置的供电相序，一旦程序接错，有晶闸管器件就失去了同步的关系，造成故障。
（2）直流电源。
直流电源作为控制用多为开关稳压电源，有＋5V、＋24V、15V等电压，各设备的电压情况不尽相同，例如 CRT上供电电压有的是 24V，有的是交流 110V或 220V。
所以，尽可能地看好各端子供电电压的要求。
电源非常重要，一旦出错会造成不可弥补的损失。
还有是对伺服供电的直流电压，它大多数是经伺服变压器及整流装置所获得的。
（3）电池电源。
由于数控装置中有些信息要在机床断电情况下进行保持，因此有一部分RAM区用电池来进行数据保持，这些电池多数是锂电池，寿命长，但电量小。
这部分电池也可用普通电池经二极管降压达到所需电压值来代替，但一定要注意寿命。
电池必须在通电情况下进行更换，否则数据就会丢失，这一点与常规习惯不同，更换时要注意不产生短路现象。
在电源系统中，还有一个关键的装置，就是控制电压的稳压设备，也时常出现修复问题。
二、控制系统这里所指的控制系统是指数控装置中信号产生、处理、传输及执行过程所涉及到的单元及各单元的联系手段。
对于数控系统来说，如果有这方面的资料，特别是图纸，那么就好办多了，我们可以认真研读图纸，弄清它的主要电气原理，把一个复杂的系统的大体情况刻划出来，分成各种各样的功能框，然后对每一个功能框的输入、输出信号进行分析，找出各功能框在总体中的地位以及各功能框之间的联系。
大部分数控机床不提供图纸，没有有关硬件的资料，甚至于连芯片的型号也很难查到，在这种情况下维修就十分困难。
数控系统的基本构成与分类
资料范本本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载数控系统的基本构成与分类地点：__________________时间：__________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容数控系统科技名词定义中文名称：数控系统英文名称：numerical control system定义：能按照零件加工程序的数值信息指令进行控制，使机床完成工作运动并加工零件的一种控制系统。
所属学科：HYPERLINK "/view/21354.htm" \t "_blank" 机械工程（一级学科）；切削加工工艺与设备（二级学科）； HYPERLINK "/view/2115738.htm" \t "_blank" 自动化制造系统（三级学科）本内容由 HYPERLINK "/view/1490464.htm" \t "_blank" 全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片数控系统是数字控制系统的简称，英文名称为（Numerical Control System），根据 HYPERLINK "/view/3314.htm" \t "_blank" 计算机存储器中存储的控制 HYPERLINK"/view/17674.htm" \t "_blank" 程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的 HYPERLINK "/view/949321.htm" \t "_blank" 专用计算机系统。
通过利用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和开关量。
数控系统的组成及工作原理
数控系统的工作原理
数控系统的工作原理包括输入编程代码，数控装 置处理编程代码，输出控制信号，执行装置按照 控制信号进行加工。
数控系统工作原理的步骤
输入编程代 码
提供机床加工的 指令
输出控制信 号
指导执行装置进 行加工
执行装置加 工
按照控制信号进 行材料加工
处理ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ程代 码
数控装置解析并 生成控制信号
我国数控技术经过几十年的发展，已取得显著成 果，但与国外先进水平相比，仍有差距。未来， 我国应加大对数控技术研发的投入，提高数控系 统的性能和可靠性，推动数控技术在全球市场的 竞争力。
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高速数控技术的要素
高速电机
提供高转速的动 力支持
高速控制
实时调整机床速 度，保持加工精
度
高速传动
减小速度损失， 确保高效加工
精密数控技术
精密数控技术致力于提高机床加工精度和稳定性， 以满足高精度加工的需求。这涉及到精密丝杠、 精密导轨和温度补偿等技术。
精密数控技术的关键要素
精密丝杠
保证精确的轴向 移动
数控技术在航空航天领域具有广泛应用，如飞机 机身、发动机等部件的加工。数控技术实现航空 航天零件的高精度、高效加工，减轻飞机重量， 提高飞行性能。
汽车领域
发动机
数控技术提高发 动机零部件的加
工精度
车身
数控技术在车身 加工中提高精度，
美观度
变速箱
数控技术缩短变 速箱生产周期，
降低成本
模具领域
01 模具型腔
数控系统的发展历程
1952年：世 界第一台数 控系统诞生
标志着数控技术 进入新的发展阶
数控机床的基本硬件组成
数控机床的基本硬件组成数控机床的基本硬件组成主要包括机床主体、数控装置、执行机构、传感器、控制系统和外围设备等几个方面。
一、机床主体机床主体是数控机床的核心组成部分，它包括床身、工作台、主轴箱、导轨、滚珠丝杠等元件。
床身是数控机床的基础部件，用于支撑和固定整个机床的各部件。
工作台是用来夹持和定位加工件的，可以进行水平和垂直的移动。
主轴箱是主轴的载体，主轴可以进行高速旋转，驱动刀具进行切削加工。
导轨和滚珠丝杠等元件用于控制移动部件的精确定位和运动。
二、数控装置数控装置是控制和指挥整个数控机床工作的核心设备，它由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括中央处理器、输入输出设备、存储器等元件，它们可以接收和解析用户输入的加工程序，控制机床的运动轴、工作状态和刀具换刀等操作。
软件部分包括操作系统、数控编程软件和运动控制软件等，它们负责将用户编写的加工程序翻译成机床能够理解和执行的指令。
三、执行机构执行机构是数控机床实现各种运动的关键部件，它由伺服电机、液压元件、传动装置等组成。
伺服电机是控制机床轴运动的主要动力源，通过接收数控装置发出的指令，控制运动轴的位置和速度。
液压元件主要用于数控机床的夹紧装置、换刀装置和刀具升降等操作，通过控制液压系统的压力和流量，实现相关部件的运动。
传动装置负责将电机的旋转运动转化为机床各轴的线性或转动运动。
四、传感器传感器用于感知和测量数控机床的运动状态和工件的加工情况，它们通常包括位移传感器、角度传感器、力传感器等。
位移传感器用于检测与测量各轴的位置和运动速度，通过反馈信号给数控装置进行位置控制。
角度传感器用于测量数控机床旋转轴的转角和转速，主要用于主轴和转台等部件的控制。
力传感器则可以测量加工刀具的切削力以及夹紧装置的紧固力，用于判断工件的质量和加工状态。
五、控制系统控制系统是数控机床的大脑，它由数控装置和执行机构之间的连接和交互部分组成，负责对机床的工作状态进行监控和控制。
控制系统通过实时采集和处理传感器的数据，根据用户输入的加工程序和指令，调整伺服电机的输出以控制机床运动轴的位置和速度。
数控系统的组成
三、刀具半径补偿
１．补偿的类型：
分为左补偿和右补偿两种情形。 刀具半径左补偿：沿着加工方向，当刀具位于工
件左侧时，称刀具半径左补偿。加工时用G41指 令调用。 刀具半径右补偿：沿着加工方向，当刀具位于工 件右侧时，称刀具半径右补偿。加工时用G42指 令调用。
刀具半径补偿图例：
２．刀具补偿的步骤：
控制器结构简图：
１．硬件构成（3） ：
外围设备主要包括操作面板、键盘、显示器、光电阅读机、 纸带穿孔机和外部存储器等。
操作面板：由于不同数控机床的动作不同，所配备的操作 面板是不同的。一般操作面板具有如下按钮和开关：
进给轴手动控制按钮，用于手动调整时移动各坐标轴。 主轴启停与主轴倍率选择按钮：用于主轴的启停与正、反
插补程序：根据加工程序所提供的加工信息，如 曲线的种类（直线、圆弧或其它曲线）、起终点 （直线的起点、终点，圆弧的起点、终点及圆 心）、加工方向（顺时针、逆时针），对这些信 息进行插补运算，决定每一个脉冲到来时的移动 方向及步长，以及曲线与曲线之间如何过渡等。
２．软件构成（3）：
速度控制程序：根据给定的速度值控制插补运算 的频率，保证预定的进给速度。并能根据反馈值 的正与负自动地调节速度的大小。
诊断程序：通过识别程序中的一些标志符来判断故 障的类型和所在地。
二．机床数控系统的基本工作原理
1 ．数控系统工作原理框图：
１．程序的输入：
分为手动输入和自动输入两种方式。手动输入通 常用键盘输入；自动输入可用穿孔纸带、磁带或 用通讯的方式。
２．译码：
主要是将标准程序格式翻译成便于计算机处理数 据的格式（高级语言→机器语言）。
3．刀具半径补偿原理（2）：
X X X
切直线时刀补的计算：设上段
数控系统原理介绍
数控系统原理介绍数控系统原理介绍数控系统是一种在机床加工或其他工业领域中使用的先进加工工具，可以大大提高生产效率和制造质量。
数控系统是由软件和硬件两部分组成，它的核心部分是控制器。
控制器通过图形化界面、编程语言和运算器等方式，将计算机程序转化为机器指令，控制机床进行加工操作。
下面我们来介绍数控系统的原理。
一、数控系统的基本组成数控系统由五大基本部分组成：电源系统、机床及工作台部分、传感器及执行器部分、数控装置及软件系统部分、执行机构。
电源系统提供所需的电源电压和电流，以保证数控系统运行所需的稳定电力供应。
机床及工作台部分是数控系统的重要组成部分，包括各类机床、传动装置、定位装置、夹紧装置、转载装置和其他辅助装置等，用于在不同的加工条件下完成加工操作。
传感器及执行器部分包括各种传感器和执行器，能够对各种物理量进行测量和控制。
数控装置及软件系统部分是数控系统的核心部分，由计算机、处理器、输入输出设备组成，主要负责进行控制指令的运作和数据传输。
执行机构包括各种驱动装置和执行机构，如步进电机、伺服电机等，主要用于控制零件的移动位移和加工力度。
二、数控系统的基本工作原理数控系统的基本工作原理是通过输入控制指令，驱动执行机构完成零件的加工操作。
首先，根据工件的设计图纸，制定数控程序。
数控程序一般采用高级编程语言，比如G代码和M代码。
G代码用于描述加工轨迹，M代码用于控制机床运行状态。
接下来，将数控程序输入电脑，通过计算机进行处理和解析。
计算机将程序转换为机器指令，并将其发送到数控装置。
数控装置根据指令的类型和内容，对执行机构进行控制，并将指令转换成相应的控制信号送给执行机构。
执行机构接收信号后，根据指令进行动作，控制零件的受力和轨迹，实现零件的加工操作。
加工过程中，传感器可以实时的监测加工状态，并将监测结果反馈给数控装置，以便下一步的程序控制。
最后，加工完成后，数控系统自动停机，操作人员可以通过电脑或连接到数控机床的监视系统对加工质量进行检查，以确保零件符合要求。
数控系统组成及工作过程
数控系统组成及工作过程数控系统是数控机床的核心部件，它负责控制机床的运动以实现加工零件的任务。
一个数控系统通常由硬件部分和软件部分组成。
下面将详细介绍数控系统的组成和工作过程。
数控系统的组成：1.计算机：数控系统通常有一台或多台计算机，用于执行数控程序，实时计算运动轨迹，并控制机床的运动。
计算机通常由控制器、界面电路和输入输出设备组成。
2.控制器：控制器是数控系统的核心部件，它负责接收计算机发送的指令，并将其转换为机床可执行的控制信号。
控制器通常包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出接口等。
3.输入输出设备：数控系统的输入设备通常有键盘、鼠标、手柄等，用于操作员输入相关指令。
输出设备通常有显示屏、打印机等，用于显示和输出相关信息。
4.位置传感器：位置传感器用于测量机床各个轴的位置，常见的位置传感器有光栅尺、编码器等。
5.电机：电机负责驱动机床的各个轴运动，常见的电机有步进电机、伺服电机等。
6.执行机构：执行机构是机床上的各个部件，如刀具、夹具等，它们与电机通过传动装置相连，实现机床的各种运动。
7.通信线缆：通信线缆用于连接各个部件，传输信息和信号。
数控系统的工作过程：1.准备工作：操作员通过输入设备输入相关指令，包括程序的加载、坐标系的选择、工件的夹持方式等。
2.程序解释与分析：控制器接收到指令后，将其解释为机床可执行的指令序列，并分析指令的意义和顺序。
3.运动轨迹计算：控制器根据指令序列和机床的位置传感器信息，计算出每个轴的运动轨迹和速度，以实现加工路径的控制。
4.控制信号生成：控制器将计算出的运动轨迹转换为控制信号，通过输出接口发送给电机和执行机构。
5.机床运动控制：电机接收到控制信号后，根据要求进行相应的运动，驱动执行机构完成加工动作。
6.位置反馈与调整：机床的位置传感器实时反馈机床轴的位置信息给控制器，控制器根据反馈信息对机床的位置进行调整，确保加工精度和稳定性。
7.状态监测与报警：数控系统会监测机床和系统的工作状态，一旦出现异常，会及时报警并采取相应措施。
数控系统的构成、工作原理和功能
数控系统的构成、工作原理和功能一、数控装置数控（NC）装置是数控装备的控制核心，通常由一台专用计算机和输入输出设备构成，如下图所示。
▲数控（NC）装置的组成1、信息信息、程序可以通过键盘人工编程输入，也可以在专门的编程系统中完成程序编制，将信息、程序存储在移动硬盘、光盘、U盘上输入数控系统，在通信控制的数控机床上，程序还可以由计算机接口传送。
2、专用计算机它由信息输入装置、运算器、控制器和输出装置组成。
专用计算机对信息进行处理，如计算各执行元件的移动量，另外通过固定、内置的逻辑单元操作程序控制动作信息（如：电动机开停、电动机正反转、刀具更换、检测等）。
3、伺服系统伺服系统控制驱动装备的执行元件，实现伺服电动机的起动、回转、编码检测、反馈、控制回转位置、减速、停止等。
通过上述组成部分可以看出，数控装置的工作过程是：将信息、程序通过专用计算机的输入装置，由控制器中的译码器对输入的信息进行识别，将识别结果向专用计算机的输出装置发出控制信号，执行规定的操作；最后由输出装置实现对伺服系统的数据输出，以实现对伺服系统的控制。
数控装置根据输入的指令进行译码、处理、计算和控制实现数控功能。
该类装置是20世纪50～70年代随着计算机技术发展而产生的一种控制技术。
从本质上讲，数控装置所具有的功能都是采用专用的硬件电路来实现的，因此也称为硬件数控装置。
从现代计算机技术和装备技术要求的角度来讲，这种专用数控装置结构复杂，功能扩展困难并受到一定限制，适应性及灵活性差，设计、制造周期长，制造成本高，稳定可靠性较差。
现代数控装置已发展成为计算机数控装置，也称为软件数控装置。
二、计算机数控系统以小型通用计算机或微型计算机的系统控制程序来实现部分或全部数控功能，简称为计算机数控（CNC）。
CNC系统是现代的主流数字控制系统。
用CNC系统控制的数控机床，简称CNC机床。
1、CNC装置的组成CNC装置由硬件和软件两大部分组成。
（1）硬件由CPU、存储器、总线、输入/输出接口、MDI/CRT接口、位置控制、通信接口等组成。
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6．数控装置中的PLC
数控装置中的 PLC有两种类型：内装型 PLC和独立型 PLC。内装型 PLC是指PLC包含在数控装置当中， PLC与数控功能模块间的信号传送在 数控装置内部实现，PLC与机床间的信号传送则通过输入 /输出接口电路 实现，如图4-25所示。
上：内置型PLC 右：独立型PLC
2.数控系统的软件组成
⑸主轴控制接口
主轴S功能可分为无级变速、有级变速和分 段无级变速三大类。当数控机床配有主轴驱动装 置时，可利用系统的主轴控制接口输出模拟量进 行无级变速，否则需用MST接口实现有级变速。 为提高低速输出转矩，现代数控机床多采用分段 无级变速。主轴的位置反馈主要用于螺纹切削功 能、主轴准停功能以及主轴转速监控等。脉冲发 生器
⑶通信接口
通常数控系统均具有标准的 RS232C串行通信 接口，因此与外设以及上级计算机连接很方便。
⑷进给轴控制接口
实现进给轴的位置控制包括三方面的内 容：进给速度控制、插补运算和位置闭环控 制。插补方法分为基准脉冲法与数据采样法。 基准脉冲法就是数控系统系统每次插补的结 果以脉冲的形式提供给位置控制单元，这种 插补方法进给速度与控制精度较低，主要应 用于开环数控系统。
⑸诊断程序
诊断程序的功能是在程序运行中及时发现系统的 故障，并指出故障的类型。也可以在运行前或故障发 生后，检查系统各主要部件 （CPU、存储器、接口、 开关、伺服系统等）的功能是否正常，并指出发生故 障的部位。
CNC系统中的微处理器
1．单微处理器系统的组成和特点 单微处理器系统的CNC装置的特点是整个CNC装
数本控节系提统要的基：本组成
? 本节主要介绍数控机床的数控系统硬、软 件组成、分类及特点功能。
数控系统的组成
数控系统是数控机床的核心部分，是整个数控机床的 运算中心和控制中心，其性能的好坏直接决定了数控机床 的整体性能,数控系统由硬件部分和软件部分组成。
1.数控系统的硬件组成：
数控系统的硬件：
1. 微机基本系统、 2. 人机对话界面接口、 3. 通信接口、 4. 进给轴控制接口、 5. 主轴控制接口 6. 辅助控制接口等 。
计算机数控系统组成框图
⑴微机基本系统
通常微机基本系统： CPU、（数据运算 存储器、 I/O接口、 定时器、中断控制器等几个主要部分组成。
存储器
图 2-6 半导体存储器的分类
I/O接口（输入/输出接口）
⑵人机界面接口
数控系统的人机界面包括以下四部分： ? ①键盘(MDl)：用于加工程序的编制以及参数的输入等。 ? ②显示器(CRT)：用于显示程序、数据以及加工信息等。 ? ③操作面板：用于对机床进行操作。 ? ④手摇脉冲发生器(MPG)：通过手摇控制机床运动。
⑶速度控制程序
速度控制程序根据给定的速度值控制插补运算的 频率，以保预定的进给速度。在速度变化较大时，需 要进行自动加减速控制，以避免因速度突变而造成驱 动系统失步。
⑷管理程序
管理程序负责对数据输入、数据处理、插补运算 等为加工过程服务的各种程序进行调度管理。管理程 序还要对面板命令、时钟信号、故障信号等引起的中 断进行处理。
现代数控系统中采用可编程逻辑控制器（ Programmable Logic Controller--PLC ）来实现开关量及其逻辑关系的控制。 PLC是由计算机 简化而来的，为了适应顺序控制的要求， PLC省去了计算机的一些数字运 算功能，强化了逻辑运算功能，是一种介于继电器控制和计算机控制之 间的自动控制装置。 PLC的最大特点是，其输入输出量之间的逻辑关系是 由软件决定的，因此改变控制逻辑时，只要修改控制程序即可，是一种 柔性的逻辑控制装置。另外 PLC能够控制的开关量数量要比 RLC多，能实 现复杂的控制逻辑。由于减少了硬件线路，控制系统的可靠性大大提高。
数控系统系统软件是为实现数控系统 系统各项功能所编制的专用软件，也叫控 制软件。 1. 输入数据处理程序、 2.插补运算程序、 3.速度控制程序、
⑴输入数据处理程序
它接收输入的零件加工程序，将标准代码表示的 加工指令和数据进行 译码、数据处理，并按规定的格
式存放。
⑵插补运算程序
数控系统系统根据工件加工程序中提供的数据， 如曲线的种类、起点、终点等进行运算。根据运算 结果，分别向各坐标轴发出进给脉冲，这个过程称 为插补运算。进给脉冲通过伺服系统驱动工作台或 刀具作相应的运动，完成程序规定的加工任务。
多微处理器系统的组成
? 多微处理器系统的CNC装置中有两个或两个 以上带CPU的功能部件可对系统资源（存储 器、总线）有控制权和使用权。它们又分为 多主结构和分布式结构。多主结构是指带 CPU的功能部件之间采用紧耦合方式联结， 有集中的操作系统用总线仲裁器解决总线争 用通过公共存储器交换系统信息。
⑹MST控制接口
数控系统的MST功能是通过开关量输入／输出接 口完成(除S模拟量输出外)。数控系统所要执行的MST 功能，通过开关量输出接口送至强电箱，而机床与强 电侧的信号则通过开关量输入接口送至数控系统。因 为MST功能的开关量控制逻辑关系复杂，在数控机床 中大量采用PLC可编程控制器来实现MST功能。
1．多微处理器系统特点
? （1）计算处理速度高 ? （2）可靠性高 ? （3）有良好的适应性和扩展性 ? （4）硬件易于组织规模生产
2. 多微处理器系统的基本功能模 块
? （1) CNC管理模块 ? （2）存储器模块 ? （3）CNC插补模块 ? （4）位置控制模块 ? （5）操作和控制数据输入输出和显示模块 ? （6） PLC模块