置调节器的指令值，机床上位置检测元件测得的位移作为 实际位置值。位置调节器将两者进行比较，经过调节，输 出相应的位置和速度控制信号，控制各轴伺服系统驱动机 床坐标轴运动。通过各个坐标轴运动的合成，产生数控加 工程序所要求的工件轮廓尺寸。
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4. 插补计算 一个程序段的加工控制信息预处理完毕后进行插补处
理。所谓“插补”就是指在一条已知起点和终点的曲线上 进行数据点的密化。插补的任务就是根据进给速度的要求， 在一段零件轮廓的起点和终点之间，计算出若干个中间点， 分别向各个坐标轴发出方向、大小和速度都确定的运动序 列指令。
5. 位置控制 各个坐标轴的伺服系统将插补结果作为各个坐标轴位
输入设备 程序 输出设备
计算机 数字控 制装置 （CNC 装置）
可编程控 制器（PLC）
主轴控制单元
主轴电机 机 床
速度控制单元
进给电机 位置检测器
图1-1 CNC系统框图
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1. 用户程序 它是零件加工程序。根据零件图纸，用手工编程或自
动编程的方法编制出数控加工程序并存储在一种信息载 体上。 2. 输入输出设备
统主要指数控设备的主轴驱动和进给驱动，是CNC系统的 执行部分。伺服系统的作用是把来自CNC装置的各种指令 （脉冲信号），转换成数控设备移动部件的运动。
在数控机床的伺服驱动机构中，常用的驱动元件有功 率步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机，后二者都带 有感应同步器、编码器等位置检测元件。
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（二）CNC系统的主要工作过程 1. 正常工作前的准备工作 在接通电源后，CNC装置将对数控系统及数控机床的 各组成部分的工作状态进行检查和诊断，并设置初始状态。 2. 零件加工控制信息的输入 CNC系统具备了正常工作条件后，开始输入零件加工 程序、刀具长度补偿数值、刀具半径补偿数值以及工件坐 标系原点相对机床原点的坐标值。 3. 数控加工程序的译码和预处理 加工控制信息输入后，启动加工运行，此时CNC装置 在系统控制程序的作用下，对数控程序进行预处理，即进 行译码和预计算（刀补计算、坐标变换等）。
CNC系统对数控设备进行自动控制所需的各种外部 控制信息及加工数据,都是通过输入设备存入CNC装置的 存储器中。输入CNC装置的有零件加工程序、控制参数、 补偿数据等。
输出设备主要的功能为显示、打印、输出加工程序、 控制参数、补偿参数等。
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3. CNC装置 CNC装置由硬件和软件组成。 硬件主要由微处理器、存储器、位置控制、输入/输出
由于计算机数控是数控系统的一种，再加上现在已经 没有硬件数控，所以我们现在管数控系统统称为CNC系统。
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二、CNC系统的组成
（一）CNC系统的组成
数控机床在数控系统的控制下，自动地按给定的程序 进行机械零件的加工。数控系统是由用户程序、输入输出 设备、计算机数字控制装置（CNC装置）、可编程控制器 （PLC）、主轴驱动装置和进给驱动装置等组成。
数控设备用PLC有内装型和独立型两种。内装型PLC 从属于CNC装置，PLC硬件电路可与CNC装置其它电路 制作在同一块印刷板上，也可以作成独立的电路板。独立 型PLC独立CNC装置，本身具有完备的硬、软件功能，可 以独立完成所规定的控制任务。
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5. 伺服系统 伺服系统包括驱动部分和执行机构两大部分。伺服系
第一节数控机床 的基本概念
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《数控技术》说明
• 参考教材：《微机数控技术》，北京理工大学出版社，焦 振学主编。《机床计算机数控技术》，北京理工大学出版 社，任玉田等编著。
• 《微机数控技术》 的数控部分的章节是单独排列的，相 关的内容都可以在《微机数控技术》中找到。
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第一章 概 述
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第一节 数控机床的基本概念
一、数控设备和数控机床 (一)数控设备和数控机床的概念 ⒈数控，即数字控制（Numerical Control，简称NC）是近 代发展起来的一种自动控制技术，在机床领域是指用数字 化信号对机床运动及其加工过程进行控制的一种方法。定 义中的“机床”不仅指金属切削机床，还包括其它各类机 床，如线切割机床、三坐标测量机等。 ⒉采用数控技术的控制系统称为数控系统。装备了数控系 统的受控设备称为数控设备。受控设备包括机床行业的各 种数控机床和其它行业的许多数控设备，如数控火焰切割 机、电火花加工机、数控冲剪机、数控测量机等。
第一节 数控机床的基本概念 一、数控设备和数控机床 二、CNC系统的组成 三、CNC机床的特点 第二节 计算机数控机床的分类 一、按控制系统的特点分类 二、按伺服系统的控制方式分类 三、按照CNC装置的功能水平分类 第三节 数控技术与现代制造系统 一、数控设备和数控系统的发展趋势 二、数控技术与计算机集成制造系统
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⒊装备了数控系统的机床叫数控机床，数控机床包含在数 控设备中。国际信息处理联盟第五技术委员会对数控机床 作了如下定义：数控机床是一个装有程序控制系统的机床， 该系统能够逻辑地处理具有使用号码，或其它符号编码指 令规定的程序。 ⒋数控系统是一种控制系统，它能自动阅读输入载体上事 先给定的数字值和指令，并将其译码、处理，从而自动地 控制机床移动和加工零件。
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（二）数控（NC）与计算机数控（CNC）
数控装置是数控机床的控制核心，通常由一台通用或 专用的微、计算和控制，实现其数控功能。
以前数控设备的数控功能是用专用计算机的硬件结构 来实现，所以称为硬件数控，简称NC。现在主要以计算 机的系统控制程序来实现部分或全部数控功能，所以称为 软件数控或计算机数控，简称CNC。
接口、可编程控制器、图形控制、电源等模块组成。 软件由管理软件和控制软件组成。管理软件系指零件
加工程序的输入输出、系统的显示功能和诊断功能。控制 软件则包括译码处理、刀具补偿、插补运算、位置控制和 速度控制。
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4. 可编程控制器(PLC) 数控设备用可编程控制器主要完成数控设备的各种执
行机构的逻辑顺序控制，即用PLC程序代替用继电器控制 线路，实现数控设备的辅助功能、主轴转速功能、刀具功 能的译码和控制。