數(shù)控概念簡介

★我們都知道，在普通機(jī)床上加工零件時(shí)，一般是由工藝人員按照設(shè)計(jì)圖樣事先制訂好零件的加工工藝規(guī)程。在工藝規(guī)程中制訂出零件的加工工序、切削用量、機(jī)床的規(guī)格及刀具、夾具等內(nèi)容。操作人員按工藝規(guī)程的各個(gè)步驟操作機(jī)床，加工出圖樣給定的零件。也就是說零件的加工過程是由人來完成。例如開車、停車、改變主軸轉(zhuǎn)速、改變進(jìn)給速度和方向、切削液開、關(guān)等都是由工人手工操縱的。

在由凸輪控制的自動(dòng)機(jī)床或由仿形機(jī)床加工零件時(shí)，雖然不需要人對它進(jìn)行操作，但必須根據(jù)零件的特點(diǎn)及工藝要求，設(shè)計(jì)出凸輪的運(yùn)動(dòng)曲線或靠模，由凸輪、靠?？刂茩C(jī)床運(yùn)動(dòng)，最后加工出零件。在這個(gè)加工過程中，雖然避免了操作者直接操縱機(jī)床，但每一個(gè)凸輪機(jī)構(gòu)或靠模，只能加工一種零件。當(dāng)改變被加工零件時(shí)，就要更換凸輪、靠模。因此，它只能用于大批量、專業(yè)化生產(chǎn)中。

數(shù)控機(jī)床和以上兩種機(jī)床是不一樣的。它是按照事先編制好的加工程序，自動(dòng)地對被加工零件進(jìn)行加工。我們把零件的加工工藝路線、工藝參數(shù)、刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡、位移量、切削參數(shù)(主軸轉(zhuǎn)數(shù)、進(jìn)給量、背吃刀量等)以及輔助功能(換刀、主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、切削液開、關(guān)等)，按照數(shù)控機(jī)床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫成加工程序單，再把這程序單中的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上(如穿孔紙帶、磁帶、磁盤、磁泡存儲(chǔ)器)，然后輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中，從而指揮機(jī)床加工零件。

數(shù)控（英文名字：Numerical Control 簡稱:NC）技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。數(shù)控一般是采用通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制，因此數(shù)控也稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控(Computer Numerical Control )，簡稱CNC，國外一般都稱為CNC，很少再用NC這個(gè)概念了。

它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問世；19世紀(jì)末，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明；1938年，香農(nóng)在美國麻省理工學(xué)院進(jìn)行了數(shù)據(jù)快速運(yùn)算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來的。1952年，第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問世，成為世界機(jī)械工業(yè)史上一件劃時(shí)代的事件，推動(dòng)了自動(dòng)化的發(fā)展。

現(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)也叫計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)（CNC，Compute Numerical Control），它是采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計(jì)算機(jī)按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設(shè)備的運(yùn)動(dòng)軌跡和外設(shè)的操作時(shí)序邏輯控制功能。由于采用計(jì)算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入操作指令的存貯、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實(shí)現(xiàn)，均可通過計(jì)算機(jī)軟件來完成，處理生成的微觀指令傳送給伺服驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)或液壓執(zhí)行元件帶動(dòng)設(shè)備運(yùn)行。

數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，如數(shù)控機(jī)床等。其技術(shù)涉及多個(gè)領(lǐng)域：(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動(dòng)控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。

數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。世界各國信息產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對市場的適應(yīng)能力和競爭能力。工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅大力發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在"高精尖"數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實(shí)行封鎖和限制政策。因此大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

這種從零件圖的分析到制成控制介質(zhì)的全部過程叫數(shù)控程序的編制。從以上分析可以看出，數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床加工零件的區(qū)別在于控機(jī)床是按照程序自動(dòng)加工零件，而普通機(jī)床要由人來操作，我們只要改變控制機(jī)床動(dòng)作的程序就可以達(dá)到加工不同零件的目的。因此，數(shù)控機(jī)床特別適用于加工小批量且形狀復(fù)雜要求精度高的零件。

從外觀看，數(shù)控機(jī)床都有CRT屏幕，我們可以從屏幕上看到加工各種工藝參數(shù)等內(nèi)容。從內(nèi)部結(jié)構(gòu)來看，數(shù)控機(jī)床沒有變速箱，主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)都是由直流或交流無級變速伺服電動(dòng)機(jī)來完成另外，數(shù)控機(jī)床一般都有工件測量系統(tǒng)，在加工過程中，可以減工件進(jìn)行人工測量的次數(shù)。所以數(shù)控機(jī)床在各行各業(yè)中的使用將來越普及。

由于數(shù)控機(jī)床要按照程序來加工零件，編程人員編制好程序以后，入到數(shù)控裝置中來指揮機(jī)床工作。程序的輸入是通過控制介質(zhì)來的。具體的方法有多種，如穿孔紙帶、數(shù)據(jù)磁帶、軟磁盤及手動(dòng)輸入即MDI。

1、穿孔紙帶

我國數(shù)控機(jī)床上常用的控制介質(zhì)，大都是穿孔紙帶。它是把數(shù)控程序按一定的規(guī)則制成穿孔紙帶，數(shù)控機(jī)床通過紙帶閱讀裝置把紙帶上的代碼轉(zhuǎn)換成數(shù)控裝置可以識別的電信號，經(jīng)過識別和譯碼以后分別輸送到相應(yīng)的寄存器，這些指令作為控制與運(yùn)算的原始依據(jù)，控制器根據(jù)指令控制運(yùn)算及輸出裝置，達(dá)到對機(jī)床控制的目的。常用的是八單位的穿孔紙帶。

2．?dāng)?shù)據(jù)磁帶

這種方法是將編制好的程序錄制在數(shù)據(jù)磁帶上，在加工零件時(shí)，再將程序從數(shù)據(jù)磁帶上讀出來，從而控制機(jī)床動(dòng)作。

3．軟磁盤

隨著計(jì)算機(jī)行業(yè)的迅速發(fā)展，使用計(jì)算機(jī)軟磁盤作為程序輸入控制介質(zhì)的越來越多。編程人員可以在計(jì)算機(jī)上使用自動(dòng)編程軟件進(jìn)行編程，然后把計(jì)算機(jī)與數(shù)控機(jī)床上的RS—232標(biāo)準(zhǔn)串行接口連接起來，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與機(jī)床之間的通信(或使用數(shù)控機(jī)床上配備的軟盤驅(qū)動(dòng)器)。這樣就不必把程序制成穿孔紙帶，而是通過通信的方式，把加工指令直接送入數(shù)控系統(tǒng)，指揮機(jī)床進(jìn)行加工，從而提高了系統(tǒng)的可靠性和信息的傳遞效率。

4．MDI

MDI即手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式。它是利用數(shù)控機(jī)床操作面板上的鍵盤，將編好的程序直接輸入到數(shù)控系統(tǒng)中，并可以通過顯示器顯示有關(guān)內(nèi)容。MDI的特點(diǎn)是輸入簡單，檢驗(yàn)與校核、修改方便，適用于形狀簡單、程序不長的零件。

數(shù)控簡介于歷史　數(shù)控（英文名字：Numerical Control 簡稱:NC）技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。數(shù)控一般是采用通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制，因此數(shù)控也稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控(Computer Numerical Control )，簡稱CNC，國外一般都稱為CNC，很少再用NC這個(gè)概念了。

它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問世；19世紀(jì)末，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明；1938年，香農(nóng)在美國麻省理工學(xué)院進(jìn)行了數(shù)據(jù)快速運(yùn)算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來的。1952年，第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問世，成為世界機(jī)械工業(yè)史上一件劃時(shí)代的事件，推動(dòng)了自動(dòng)化的發(fā)展。

現(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)也叫計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)（CNC，Compute Numerical Control），它是采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計(jì)算機(jī)按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設(shè)備的運(yùn)動(dòng)軌跡和外設(shè)的操作時(shí)序邏輯控制功能。由于采用計(jì)算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入操作指令的存貯、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實(shí)現(xiàn)，均可通過計(jì)算機(jī)軟件來完成，處理生成的微觀指令傳送給伺服驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)或液壓執(zhí)行元件帶動(dòng)設(shè)備運(yùn)行。

數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，如數(shù)控機(jī)床等。其技術(shù)涉及多個(gè)領(lǐng)域：(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動(dòng)控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。

數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。世界各國信息產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對市場的適應(yīng)能力和競爭能力。工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅大力發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在"高精尖"數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實(shí)行封鎖和限制政策。因此大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

數(shù)控簡介于歷史　數(shù)控（英文名字：Numerical Control 簡稱:NC）技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。數(shù)控一般是采用通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制，因此數(shù)控也稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控(Computer Numerical Control )，簡稱CNC，國外一般都稱為CNC，很少再用NC這個(gè)概念了。

它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問世；19世紀(jì)末，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明；1938年，香農(nóng)在美國麻省理工學(xué)院進(jìn)行了數(shù)據(jù)快速運(yùn)算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來的。1952年，第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問世，成為世界機(jī)械工業(yè)史上一件劃時(shí)代的事件，推動(dòng)了自動(dòng)化的發(fā)展。

現(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)也叫計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)（CNC，Compute Numerical Control），它是采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計(jì)算機(jī)按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設(shè)備的運(yùn)動(dòng)軌跡和外設(shè)的操作時(shí)序邏輯控制功能。由于采用計(jì)算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入操作指令的存貯、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實(shí)現(xiàn)，均可通過計(jì)算機(jī)軟件來完成，處理生成的微觀指令傳送給伺服驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)或液壓執(zhí)行元件帶動(dòng)設(shè)備運(yùn)行。

數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化裝備，如數(shù)控機(jī)床等。其技術(shù)涉及多個(gè)領(lǐng)域：(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動(dòng)控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。

數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。世界各國信息產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對市場的適應(yīng)能力和競爭能力。工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅大力發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在"高精尖"數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實(shí)行封鎖和限制政策。因此大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。2100433B

這種設(shè)備說簡單了就是一只手，用它“抓”著“切割介質(zhì)”，并控制切割的前進(jìn)方向，它的工作原理是：首先編制程序，將程序輸入數(shù)控切割機(jī)的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)發(fā)送前進(jìn)、后退、左、右的指令到機(jī)床的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并由驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)速，來帶動(dòng)機(jī)床的行動(dòng)，由此而實(shí)現(xiàn)對割槍的控制。數(shù)控切割機(jī)一般配置火焰割炬、等離子割炬、激光頭、水刀等切割介質(zhì)，所以就有了數(shù)控等離子切割機(jī)、數(shù)控火焰切割機(jī)、數(shù)控激光切割機(jī)（簡稱激光切割機(jī))、數(shù)控水射流切割機(jī)（簡稱水刀）等等。

數(shù)控噴涂（英文名字：Numerical Control 簡稱：NC）技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)噴涂。數(shù)控一般是采用通用或?qū)Ｓ糜?jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制，因此數(shù)控也稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控(Computerized Numerical Control )，簡稱CNC，國外一般都稱為CNC，很少再用NC這個(gè)概念了。

第一章　機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的基本概念

§1—1 數(shù)控機(jī)床簡介

§1—2 數(shù)控機(jī)床的組成和原理

§1—3 數(shù)控機(jī)床的分類

§1—4 數(shù)控機(jī)床（系統(tǒng)）的主要技術(shù)指標(biāo)與功能

第二章　數(shù)控機(jī)床的程序編制

§2—1 數(shù)控編程概述

§2—2 實(shí)現(xiàn)數(shù)控編程的相關(guān)規(guī)定與原則

§2—3 數(shù)控編程的數(shù)學(xué)處理

§2—4 數(shù)控銑床的編程

第三章　計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的控制原理

§3—1 概述

§3—2 零件程序的輸入

§3—3 譯碼

§3—4 刀具半徑補(bǔ)償

§3—5 刀具長度補(bǔ)償

§3—6 速度處理

§3—7 插補(bǔ)計(jì)算

§3—8 加減速控制

§3—9 位置控制原理

§3—10 誤差補(bǔ)償原理

§3—11 PLC控制原理

第四章　計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的組成與結(jié)構(gòu)

§4—1 CNC裝置的硬件

§4—2 CNC裝置的軟件

§4—3 典型CNC裝置介紹

第五章　計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的位置測量裝置

§5—1 概述

§5—2 光柵

§5—3 碼盤

§5—4 旋轉(zhuǎn)變壓器和感應(yīng)同步器

§5—5 磁柵

第六章　數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

§6—1 概述

§6—2 伺服電動(dòng)機(jī)及其調(diào)速

§6—3 典型進(jìn)給伺服系統(tǒng)

第七章　數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

§7—1 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展歷史

§7—2 數(shù)控技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢2100433B