计算机数控系统分析

计算机数控系统计算机数控系统3．1 计算机数控（CNC）系统的基本概念计算机数控（computerized numerical contro，简称CNC）系统是用计算机操纵加工功能，实现数值操纵的系统。

CNC系统根据计算机存储器中存储的操纵程序，执行部分或者全部数值操纵功能．由一台计算机完成往常机床数控装置所完成的硬件功能，对机床运动进行实时操纵。

CNC系统由程序、输入装置、输出装置、CNC装置、PLC、主轴驱动装置与进给（伺眼）驱动装置构成。

由于使用了CNC装置，使系统具有软件功能，又用PLC取代了传统的机床电器逻辑操纵装置，使系统更小巧，灵活性、通用性、可靠性更好，易于实现复杂的数控功能，使用、维修也方便，同时具有与上位机连接及进行远程通信的功能。

3．2 微处理器数控（MNC）系统的构成大多数CNC装置现在都使用微处理器构成的计算机装置，故也可称微处理器数控系统（MNC）。

MNC通常由中央处理单元（CPU）与总线、存储器（ROM，RAM）、输入/输出（I／O）接口电路及相应的外部设备、PLC、主轴操纵单元、速度进给操纵单元等构成。

图3 .2.1为MNC 的构成原理图。

3.2.1中央处理单元（CPU）与总线(BUS）CPU是微型计算机的核心，由运算器、操纵器与内寄存器组构成。

它对系统内的部件及操作进行统一的操纵，按程序中指令的要求进行各类运算，使系统成为一个有机整体。

总线（BUS）是信息与电能公共通路的总称，由物理导线构成。

CPU与存储器、I/O 接口及外设间通过总线联系。

总线按功能分为数据总线（DB）、地址总线（AB）与操纵总线（CB）。

３．２．２存储器(memory)(１)概述存储器用于存储系统软件（管理软件与操纵软件）与零件加工程序等，并将运算的中间结果与处理后的结果（数据）存储起来。

数控系统所用的存储器为半导体存储器。

（２）半导体存储器的分类①随机存取存储器（读写存储器）ＲＡＭ（random access memory）用来存储零件加工程序，或者作为工作单元存放各类输出数据、输入数据、中间计算结果，与外存交换信息与堆栈用等。

2023年数控系统行业市场环境分析2023年数控系统行业市场环境分析数控系统是一种计算机辅助制造技术，近年来有着快速发展的势头，在自动化水平不断提高的背景下，数控系统产业的前景广阔。

随着国家对制造业转型升级的重视，数控系统行业也成为了国内市场竞争最激烈的行业之一。

本文将对数控系统行业的市场环境进行分析。

首先，政策环境方面，我国正在积极推进“中国制造2025”战略，鼓励制造业转型升级，加快数字化、智能化、绿色化的发展模式，数控系统技术的应用成为了重要的发展方向和政策支持的重点。

同时，政府相继出台了多项扶持政策，如财政补贴、税收优惠等，鼓励投资数控系统行业。

其次，市场需求方面，我国制造业的快速发展，对工业自动化和精密制造技术提出了更高的要求。

因此，数控系统的应用范围得到了不断扩大。

尤其是在航空、汽车、军工等领域的高精密加工，对数控系统的需求更是日益加强。

再者，行业竞争方面，目前数控系统行业市场竞争非常激烈。

在国内市场上，有着众多的品牌厂商，其中海格、航天数控、成千上等等大型企业占据了市场主导地位。

而在国外市场上，同样有着许多市场龙头企业，如德国西门子、日本精工等，它们都拥有雄厚的技术实力和先进的生产设备。

最后，技术水平方面，数控系统行业的技术水平在国际上已经处于领先地位，与国外品牌相比，国内数控系统行业已经不再是“山寨”与“跟风”的代名词，而是有自主研发、创新升级的实力。

例如国内企业海格，已经掌握了多数数控技术专利，它的五轴数控机床技术在国内处于领先地位。

结合以上分析，数控系统行业市场环境值得期待。

政策环境扶持明显、市场需求不断增加、行业竞争历练不凡、技术水平飞跃提升，这些因素相互作用，将极大地推动数控系统产业的高质量发展。

数控的基本原理及方法数控(Controlled Numerical Control, CNC)是一种机器控制技术，利用计算机控制数控系统，通过数学模型来操控数控机床实现加工操作。

数控的基本原理和方法主要包括数学模型的建立、实时路径规划、指令转换、执行控制和反馈控制等。

数控的基本原理是通过计算机对工件进行三维建模，并将模型转化为机床能够理解的数学模型。

这个数学模型通常是三维坐标系下的坐标点、线和圆弧等几何元素的集合，描述了工件的几何特征和加工要求。

实时路径规划是数控的核心技术之一。

通过对数学模型进行分析和计算，确定工件在加工过程中各个切削点的位置，实现刀具轨迹的规划。

实时路径规划主要包括直线插补和圆弧插补两种方式。

直线插补是沿直线路径进行插补，圆弧插补则是按照圆弧路径进行插补。

指令转换是将路径规划结果转化为机床能够执行的指令。

通过将刀具的插补轨迹转化为数控机床的控制指令，包括刀具移动的起始位置、方向和速度等信息，实现对机床的控制。

指令转换通常包括编程语言的解析和二进制指令的生成两个步骤。

执行控制是将指令发送给数控机床，并控制机床按照指令进行加工操作。

数控机床通过执行控制系统接收并执行指令，将刀具按照路径规划的结果进行移动和切削操作。

执行控制还包括对加工过程中的各个参数进行实时监测和调整，确保加工质量和稳定性。

反馈控制是指控制系统对机床加工过程中的各个参数进行实时监测和反馈。

通过传感器对机床的位置、速度、力和温度等参数进行监测，并将监测结果反馈给控制系统进行实时调整。

这样可以确保加工过程中的精度、质量和安全。

数控的方法包括手动编程、自动编程和联机编程三种方式。

手动编程是将工件的几何图形和加工要求通过数控编程语言手动输入到计算机中，利用计算机软件自动生成数控机床可执行的刀具轨迹。

自动编程是通过计算机辅助设计(CAD)软件进行自动建模，然后由计算机自动生成数控程序。

联机编程是将计算机与数控机床进行联机连接，直接通过计算机对机床进行编程和控制。

参考资料：/%C5%C9%BF%CB652/blog/item/040742fc5ab3e50eb17e c577.html一、ＣＮＣ系统的基本构成ＣＮＣ系统是一种用计算机执行其存储器内的程序来实现部分或全部数控功能的数字控制系统。

由于采用了计算机，使许多过去难以实现的功能可以通过软件来实现，大大提高了ＣＮＣ系统的性能和可靠性。

ＣＮＣ系统的控制过程是根据输入的信息，进行数据处理、插补运算，获得理想的运动轨迹信息，然后输出到执行部件，加工出所需要的工件。

ＣＮＣ系统由硬件和软件组成，软件和硬件各有不同的特点。

软件设计灵活，适应性强，但处理速度慢；硬件处理速度快，但成本高。

ＣＮＣ的工作是在硬件的支持下，由软件来实现部分或大部分的数控功能。

二、ＣＮＣ系统的硬件结构ＣＮＣ系统的硬件结构可分为单微处理器结构和多微处理器结构两大类。

早期的ＣＮＣ系统和现有的一些经济型ＣＮＣ系统采用单微处理器结构。

随着ＣＮＣ系统功能的增加，机床切削速度的提高，单微处理器结构已不能满足要求，因此许多ＣＮＣ系统采用了多微处理器结构，以适应机床向高精度、高速度和智能化方向的发展，以及适应计算机网络化及形成ＦＭＳ和ＣＩＭＳ的更高要求，使ＣＮＣ系统向更高层次发展。

１．单微处理器结构图６－３ＣＮＣ系统硬件的组成框图所谓单微处理器结构，即采用一个微处理器来集中控制，分时处理ＣＮＣ系统的各个任务。

某些ＣＮＣ系统虽然采用了两个以上的微处理器，但能够控制系统总线的只是其中的一个微处理器，它占有总线资源，其他微处理器作为专用的智能部件，不能控制系统总线，也不能访问存储器，是一种主从结构，故也被归入单微处理器结构中。

单微处理器结构的ＣＮＣ系统由计算机部分（ＣＰＵ及存储器）、位置控制部分、数据输入／输出等各种接口及外围设备组成。

ＣＮＣ系统硬件的组成框图可参见图６－３。

（１）计算机部分计算机部分由微处理器ＣＰＵ及存储器（ＥＰＲＯＭ、ＲＡＭ）等组成。

微处理器执行系统程序，首先读取加工程序，对加工程序段进行译码、预处理计算等，然后根据处理后得到的指令，对该加工程序段进行实时插补和对机床进行位置伺服控制；它还将辅助动作指令通过可编程控制器（ＰＬＣ）发给机床，同时接收由ＰＬＣ返回的机床各部分信息并予以处理，以决定下一步的操作。

第1篇一、实验目的1. 了解数控加工中心的基本组成和工作原理。

2. 掌握数控加工中心的基本操作方法。

3. 熟悉数控编程的基本步骤和常用指令。

4. 通过实际操作，提高对数控加工中心的操作技能和编程能力。

二、实验原理数控加工中心是一种集成了计算机数控系统（CNC）和机械加工装置的自动化机床。

它通过CNC系统对机床进行精确控制，实现对工件的自动加工。

数控加工中心主要由以下几部分组成：1. 控制系统：负责接收和处理编程指令，控制机床的运动。

2. 伺服系统：将控制系统的指令转换为机床的运动。

3. 机械装置：包括主轴、进给系统、工作台等，完成实际的加工过程。

4. 辅助装置：如冷却系统、润滑系统等，为加工过程提供必要的辅助条件。

三、实验设备与材料1. 数控加工中心一台2. 数控编程软件一套3. 工件材料：铝、钢等4. 工具：铣刀、钻头等四、实验步骤1. 数控加工中心基本操作（1）启动数控加工中心，检查机床各部分是否正常。

（2）打开数控系统，进行系统初始化。

（3）设置机床参数，如刀具参数、工件参数等。

（4）进行机床坐标系的设定和刀具路径的规划。

（5）启动机床，进行试运行，观察机床运动是否平稳。

2. 数控编程（1）打开数控编程软件，创建新的程序。

（2）输入工件尺寸和刀具参数。

（3）编写刀具路径，包括刀具切入、加工、退出的过程。

（4）编写辅助指令，如冷却、润滑等。

（5）保存程序，并传输到数控系统中。

3. 实际加工（1）将工件放置在加工中心的工作台上。

（2）根据编程指令，设置机床参数。

（3）启动机床，进行实际加工。

（4）观察加工过程，确保加工质量。

（5）加工完成后，关闭机床，取下工件。

五、实验结果与分析1. 通过本次实验，成功掌握了数控加工中心的基本操作方法。

2. 成功完成了数控编程，并成功加工出所需工件。

3. 在实际加工过程中，机床运行平稳，加工质量符合要求。

4. 通过本次实验，提高了对数控加工中心的操作技能和编程能力。

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。

CNC工作原理标题：CNC工作原理引言概述：计算机数控（CNC）是一种自动化控制技术，广泛应用于各种机械加工领域。

CNC工作原理是通过计算机控制机床进行加工，实现精准、高效的加工过程。

本文将详细介绍CNC工作原理的五个部分。

一、数控系统1.1 控制器：CNC系统的核心部分，用于接收计算机发送的指令并控制机床运动。

1.2 编程软件：用于编写加工程序，将加工要求转化为机床可执行的指令。

1.3 人机界面：提供操作界面，方便操作人员进行程序输入、修改和监控。

二、传感器系统2.1 位置传感器：用于检测机床各轴的位置，保证加工精度。

2.2 速度传感器：监测机床各轴的运动速度，保证加工效率。

2.3 压力传感器：监测加工过程中的切削压力，保证加工质量。

三、执行系统3.1 伺服电机：用于驱动机床各轴的运动，实现高精度的定位和运动控制。

3.2 滚珠丝杠：将电机转动运动转化为直线运动，提高机床的定位精度。

3.3 刀具系统：根据加工要求选择合适的刀具，实现不同形状的加工。

四、加工过程4.1 加工参数设置：根据加工要求设置加工速度、刀具转速、进给速度等参数。

4.2 程序加载：将编写好的加工程序加载到CNC系统中。

4.3 自动加工：启动CNC系统，机床按照程序指令自动进行加工，实现高效、精准的加工过程。

五、监控与调整5.1 实时监控：通过人机界面监控机床运行状态，及时发现问题。

5.2 参数调整：根据监控结果调整加工参数，保证加工质量。

5.3 故障诊断：分析机床运行过程中出现的故障原因，及时排除故障，保证生产顺利进行。

结论：CNC工作原理涉及多个方面，包括数控系统、传感器系统、执行系统、加工过程以及监控与调整。

了解CNC工作原理有助于提高生产效率、加工精度，推动工业自动化发展。

希望本文的介绍能够帮助读者更深入了解CNC技术。