本章重点学习机床的数字控制系统及原理，主要包括以下内容：

CNC 的插补原理

数控技术概述 位置检测装置

伺服驱动系统

刀具补偿原理

2.1 数控技术概述

CNC 装置的组成结构与作用

本节主要内容：

CNC 装置的工作过程数控机床的分类数控加工的特点及应用数控技术的发展趋势

CNC 装置的组成结构与作用组成微型计算机数控系统 (CNC 系统 ) 由程序、输入输出设备、计算机数控装置、可编程控制器（ PLC ）单元、主轴驱动装置和进给驱动装置等组成。作用接受信息—计算处理—发出控制命令。

CNC 数控系统

硬件系统

软件系统

微机部分外围设备机床控制部分

系统软件

应用软件

数据处理插补运算管理 --

CNC 装置硬件结构一般分为单微处理器结构和多微处理器结构。CNC 系统中的软件结构CNC 装置的系统软件包括管理软件和控制软件两大类。在许多情况下， CNC 装置中的管理和控制的某些工作必须同时进行，即所谓的并行处理。前后台型软件结构中断型软件结构

数控机床的组成与结构

输入装置

输出装置

计算机数控装置

PLC

速度控制单元

主轴控制单元 主轴

机床

工作台

伺服电机

位置检测反馈装置

CNC 装置的工作过程

控制介质

输入装置

数控装置

伺服驱动装置

辅助控制装置

位置检测

机 床主 进 辅运 给 助动 运 运机 动 动构 机 机 构 构

CNC 装置的功能要求：高效、稳定、可靠、开放。通常包括基本功能和选择功能。

程序存储

译码

数据处理

插补

位置控制

伺服驱动

机床

反馈

零件程序

数控机床的分类数控机床的品种规格繁多，分类方法不一。根据数控机床的功能、结构、组成不同，可从控制方式、伺服系统类型、功能水平、工艺方法几个方面进行分类。

按运动控制方式分

点位控制

直线控制

轮廓控制

③②

①

A

A

刀具 工件

X

Y

Z

刀具 工件

按伺服系统类型分

开环控制

半闭环控制

闭环控制

按系统的功能水平分

经济型

中档型

高档型

按加工工艺方法分

数控车床

数控铣床

数控钻床

数控加工的不足之处数控机床价格较贵，加工成本高，提高了起始阶段的投资。技术复杂，增加了电子设备的维护，维修困难。对工艺和编程要求较高，加工中难以调整，对操作人员的技术水平要求高。

数控加工的特点及应用

柔性好

加工精度高

能加工复杂型面

生产效率高

劳动条件好

有利于生产管理易于建立计算机通信网络

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数控加工技术的主要应用对象

几何形状复杂的零件

多品种小批量生产的零件

必须严格控制公差的零件

贵重的、不允许报废的关键零件

数控技术的发展趋势

高速加工

网路数控

高速度、高精度，适合于精密制造与精密加工

与上位计算机进行网络连接和控制 ，具有远程通讯服务等功能络

复合功能

并联机床

复合加工是指在同一机械上，可以进行多种工艺的加工

由基座、平台、多根可伸缩杆件组成，通过球面支承分别将运动平台与基座相连，可实现伸缩作任意轨迹的运动