数控技术概述

出处：按学科分类—工业技术 北京出版社《现代综合机械设计手册下》第2833页（1972字）

1．2．1 NC系统

NC系统的一般组成形式如图8．5－2所示。输入装置包括读带机(光电输入机)，光电转换放大电路、输入寄存器、奇偶校验和译码电路等。其工作过程是：穿孔纸带上的信息逐行读入，经光电转换放大电路变成脉冲信号后送入输入寄存器，再经奇偶校验和译码送到运算器或控制器。运算器用来进行插补运算。输出装置接收运算器送出的运算结果，输出相应的指令信号，经伺服机构控制机床运动。控制器用来协调各部分工作。

图8．5－2 NC系统

1－输入装置；2－运算器；3－输出装置；4－控制器

1．2．2 CNC系统

CNC(Computerized Numerica1 Contro1)系统即计算机数控系统，是在NC系统的基础上发展起来的。它用一台计算机代替NC装置，完成NC装置所完成的功能。计算机数控系统的数据输入、插补计算及伺服控制由存在计算机内的系统程序完成。由于计算机具有很强的存储能力，故零件程序可以全部存入内存，实行无带加工。还可以根据需要进行现场编辑。

计算机数控系统常采用的插补方法有：

①脉冲增量法。这是模拟硬件插补原理的一种方法，插补运算输出为脉冲，输出脉冲的最大速率受一次插补运算所需时间的限制。

②数据采样法．用于闭环控制系统，其输出不是脉冲，而是数据。计算机定时对反馈回路采样，并与插补程序所产生的指令数据进行比较，将其误差信号输出。采样周期通常定在10ms左右。这种插补方法其最大速度不受计算机运算速度的限制，但插补程序较为复杂。

在计算机数控系统中，计算机成为伺服系统的一部分，可以充分发挥计算机的判断能力，对伺服回路的增益进行调整，使系统运行稳定，定位准确，同时使计算机数控系统具有更强的功能，如对数控机床可实现刀具补偿、切削速度定量控制、固定循环功能等。

采用小型计算机作为控制机的计算机数控系统，称为CNC。采用微型计算机作为控制机组成计算机数控系统，则称为MNC。

与固定接线的硬件数控相比，计算机数控具有灵活性强，通用性强，可靠性高，易于实现复杂功能，使用维修方便等优点。

1．2．3 DNC系统

DNC原指直接数控系统，即通过数据通信系统由一台通用计算机(通常称为DNC计算机)控制一组数控机床。其零件加工程序存于DNC计算机的存储器中，需要时下装到数控系统。

这样的DNC系统，由于在加工过程中，硬件数控系统要求实时从通用计算机获得零件加工程序，所以一台DNC计算机只能控制有限数量的数控机床，系统的管理功能也受到极大的限制，且一旦DNC计算机发生故障，所有受控数控机床全都得停止工作。

现在，DNC意指分布式数控系统(Distributed Numerical Contro1)，DNC计算机除能下装零件加工程序外，还可能完成的工作有：连续对机床加工进行监控；搜集各机床加工的状态和性能等信息，并加以处理；作计划，生成管理信息；自动编写零件加工程序。

1．2．4 柔性制造系统

柔性制造系统(FMS－F1exib1e Manufacturing System)的出现，是对传统工艺的重要突破，它填补了刚性自动线和单台数控机床之间加工方式的空白，其一般应用准则如图8．5－3所示。

图8．5－3 柔性制造系统的一般应用准则

柔性制造系统的基本组成部分包括：数控机床(标准和专用的)及测量、清洗机等；物流系统及刀流系统；计算机控制系统。柔性制造系统的计算机控制系统的第一级为CNC，用来控制各台机床。第二级为DNC(如果存在这一级)，主要用来向各数控机床分配零件程序。系统的第三级用来进行生产控制，物流系统的运行，刀具控制及管理报告的生成等。