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P65
5
数控
数控（
NC
）是一种控制运动
的方法
通过直接插入代码指令的机
器部件，以数字和字母，进
入系统。系统自动解释这些
数
据
并
将
其<
/p>
转
换
成
输
出
信
号。这些信号，反过来，控
制各种
例如机器的部件，通过旋转
主轴和关闭，改变工具，移
动
工
件
或
工
具
沿
着
特
定
路
径，
或转向切削液的开和关。
为了感谢机床数字控制的重
要性，
<
/p>
让我们简要回顾一个过程如
何如工历来是开展。在研究
一部分的工作图纸，操作员
设置合适的工艺参数（如切
削速度，切削深度进给，
切削液，等等）
，确定加工操
作顺序
要执行，夹在工件夹具的工
件（如
<
/p>
卡盘或夹头）
，
并与部分的收
益。
根据零件的形状和规定的尺
寸精度，这方法需要熟练的
操作人员。后面的加工过程
可能依赖于特定的操作；由
于人类的可能性错误，甚至
部分由同
一操作者产生可能
不完全相同。
零件
的质量，因此，依赖于
特定的操作或（甚至同一运
营商）在一周
或一天的时间
一天。因为增加关注提高产
品质量和降低制造成本
，这
种变异（和对产品质量的影
响）不再可接受的。这种情
况可以通过数值控制消除
加工操作。
数值控制的重要性可以通
过
进一步的说明下面的例子。
假设几个孔被钻的一部分图
5
所示位置。
1
。<
/p>
P66
在
加
工
这
部
分
传
统
手
工
方
法，操作者
位置钻头相对于工件，使用
参考点
<
/p>
通过三种方法显示在图中给
出。然后操作员进行钻孔。
让我们先假设
100
个部分，
都
有
形
状
和
尺
寸
精
度<
/p>
的
同
时，也要钻。显然，这操作
将是乏味的，因为操作者必
须经过相同的动作反复。此
< br>外，概率高，各种原因，一
些零件加工将与众不同。
<
/p>
现在让我们假设这个生产运
行过程中，这些组成部分的
顺序是改变了，和十的部分
现在需要不同位置的孔。的
机械师现在必须重新定位工
作台；此操作将时间消费是
错误
的。
这样的操作可以由数控机床
很容
易进行能够生产部分多
次准确地处理
不同的部分（通过加载不同
的部分程序，将描述后）
。
在数值控制操作下，有关的
所有方面的数据加
工操作，
如位置，速度，饲料，和切
削液，可以存储在磁性介质
上，随着时间变化从磁带到
硬盘。的
数控控制概念，具体信息可
以向这些
存
储
设
备
到
机
床
的
控
制
面
板。
对输入信息的基础上，继电
器和其他设备（硬<
/p>
P67
控制）可以采用以获得所需<
/p>
的机器设置。复杂操作（如
将有不同的轮廓，在一部分
或开模铣床）可以很容易地
进行。
数控已经对制造业各方面的
重大影响操作。数控机床是
现在广泛使用的小中量生产
（通常是
500
< br>件或更少）的
各种各样的部分，在小商店
和大型制造设施
。老的机器
通常可以加装数控。
5.1
历史
在数值控制的基本概念，显
然是实现
在
19
世纪早期，
当穿孔金属
板卡被用来自动控制织机的
动作。针由感应卡中
孔的存
在或不存在的活性。这发明
后自动钢琴（钢琴）
，其中钥
匙是由流动的空气通过孔活
性在穿孔辊
穿孔纸。
对数控机床的运动原理最初
设想是在
40
年代由美国人在
他
企
图
机
复
杂
的
直
升
机
桨
叶。第一个原型数控机床建
于
1952
在麻省理工学院。
这
是一个垂直轴，两轴仿形铣
床加装伺服电机，和加工执
行的操作包括端铣和面铣上
厚厚的一层铝合金板数值数
据被输入进纸带生成的数字
计算机，另一种是在相同的
开发时
间在麻省理工学院。
在实验中，
部分被加工成功，
准确，并多次在没有操作员
干预。此成功的基础上，对
机床工具行业开始设计，建
设，销售数控机床工具。后
来，这
些机器都配备了计算
机数值控制
（
CN
C
）
产生了更
大的灵活性，准确性，通
用
性强，易于操作。
P68
5.2
计算机数字控制
在数控发展的下一个步骤，
控制
硬件（安装在数控机床上）
转换到本地计算机用软件控
制。两种类型的计算机系统
被开发出来：
直接数值控
制，
和计算机数值控制。
在直接数字
控制（
DNC
）
，最
< br>初的设想和在上世纪
60
年
代，
几台机器的直接控制，
一步一步，由一个中央计算
机主机。在这
个系统中，运
营商已经进入中央计算机通
过远程终端。这样，录
音带
的处理在每台机器上的一个
单独的计算机需要被淘汰。
随着
DNC
，<
/p>
所有机器在制造设备的
状
态
监
测
从
中
< br>央
计
算
机
评
估。
然而，
有一个关键的
DNC
缺点：如果计算机关闭时，
所有的机器都
不起作用。
DNC
最近的定义（现在
意义
的分布式计算控制）包括中
央计算机作为控制系统中的
应用在一些个人电脑数值控
制机器车载微机。该系统提
供
了
大
量
< br>的
内
存
和
计
算
能
力，提供了灵活性，同时克<
/p>
服直接的缺点数值控制。
计算机数控<
/p>
（
CNC
）
是一
个系
统的控制微型计算机是一台
机器或设备的一个组成部分
（车载电脑）
。
该项目的一部
分，可以通过远程站点的准
备
程序员，它可能包含了制图
信息
软件包和加工模拟，为了确
保
部分程序的
bug
。
机器操作员
可以，但是，容易和手动程
序计算机。操作员可以修
改
程序直接，准备不同的零件
程序，并将程序。由于利用
小
型
计
算
机
有
一
个
大
的
内
存，
< br>
P69
微处理器（
S
）
，和程序的编
辑功能，数控系统广泛今天<
/p>
使用的。低成本可编程控制
器的可用性也起到了在数控
制
造
厂
成
功
实
施
的
重
要
作
用。
在传统的数控系统数控机床
的一些优点如下：
（
1
）
< br>增加刀灵活性的机器可
以产生一个特定的部分，然
后
其他不同形状的零件，以降
低成本。
（
2
）
高精度
电脑具有较高的
采样率和更快的
操作。
（
3
）
多样化的编辑和调试程
序，编程，<
/p>
策划和印刷部分的形状是简
单的。
<
/p>
数控机床的
5.3
项原则的基
本元素，一个典型的数控机
床操作显示图。在数值控制
功能元件和组件
包括以下。
<
/p>
（
1
）数据输入：数字信息的
读取和存储在磁带
读者或在计算机内存。
（
2
）数据处理：程序读入机
控制单元
处理。
P70
（
3
）数据欧印
UT
：这个信
息翻译成命令（通常
脉
冲
命
令
）
给
伺
服
电
机
（
fig.5.3
）
。然后移动的伺服
电机
表（即工件安装）的特定位
置，通过线性或旋转运动，<
/p>
由步进电机，丝杠，等类似
的装置。
<
/p>
控制电路的类型。数控机床
可以控制通过两类型：开环
和
闭
环
电
路
。
在
开
环
系
统
（
fig.5.3
（一）
）
，信号通过控
制器发送给伺服电机，但运
动和工作台的最终位置不检
查的准确性。
闭环系统（
fig.5.3
（
B
）
）配备
各种传感器，传感器和计数
器，
精确测量工作台的位置。
通过反馈控制，工作台的位
置比较信号。
表运动终止时，
适当的坐标达到。闭环系统
是
更
复
杂
和
更
昂
贵
开
环
系
统。数控机床中的位
置测量
可
以
通
过
直
接
或
间<
/p>
接
的
方
法。直接
测量系统，传感装
置读取
刻度尺在机台或滑直线运动
（
fig.5.4
（一）
）
。本系统是更
准确，因为规模建成
机，和间隙（相邻两啮合齿
轮齿之间的游戏）
机制不显著
P71
在间接测量系统，旋转编码
器或解析器（图
5.4
（
b
）
。
中（
C
）
）转换成旋转运动的
平移运动。在这个系统中，
侧隙可显著影响测量精度。
位置反馈
机制，利用各种传感器，主
要是根据磁
光电原理。
5.4
种类型的控制系统
有数控控制系统的两个基本
类型：
点对点和轮廓。
（
< br>1
）在一个点对点的系统，
也被称为定位，对各轴
机分别被丝杠驱动，一个氏
取决于类型的<
/p>
以不同的速度运行。该机最
初在最大
速度以减少非生产时间，但
在刀具
<
/p>
方法数据定义的位置。
因此，
在一个操作
钻床等
（或打孔）
，
定位和切割发生
顺序
（
fig.5.5
（一）
）
< br>。在钻或冲孔
缩回，工具上
迅
速移动到另一个位置，并
重复上述操作。路径
从一个位置到另一个是重要
的只有一点：它必须是
<
/p>
选择减少旅行时间，提高效
率。点对点系统
P72
主要用于钻孔，冲孔，直铣
操作。
<
/p>
（
2
）在一个轮廓系统（也被
称为连续路径系统）
，其
定位和操作都沿着指定的路
径，但在进行
< br>不同的速度。因为这个工具
是它沿着规定的路径
（
fig.5.5
（
B
）
）
，运动和速度
< br>的精确控制和同步
是重要的。轮廓系统通常用
于车床，铣床
机，研磨机，焊接机械，加
工中心。
插值。沿路径运动（插值）
发生
一
个
增
量
的
几
种
基
本
方
法
（
< br>fig.5.6
）
。实际的例子
路径钻，镗，铣操作示于图
5.7
冲压
。在所有的
插值，路径控制，刀具的旋
转中心。
对于不同类型的刀具补偿，
对不同直径的工具，或
在加工过程中，可以在数控
程序的刀具磨损。
P73
（一）线性插值，从开始到
结束在一条直线上移动的工
具（
fig.5
.6
（一）
）
，在两或三
轴。理论上，所有类型的配
置文件，可以用这种方法生
产的，做点小的增量（
fig.5.6
（
B
）
）
。然而，大量的数据必
须经过处理才能。
（
b
）
在
圆
弧
插
补
（
fi
g.5.6
（
C
）
）
，
为路径所需要的输入
是结束点
的坐标，对圆心和
半径的坐标，并沿圆弧方向
的工具。
（
c
）在抛物线插值
法和三次
插值，路径近似曲线的数学
方程，利用高阶。这种方法
是有效的，是特别有用的五
轴机床开模操作板汽车体形
成。这些方法也可用于工业
机器人的运动。
5.5
精度的数值控制
数控机床中的定位准确度被
定义为机器可以定位到某一
坐标系统。数控机床通常有
至
少
3<
/p>
±
|
微
米
定
位
精
度
（
0.0001
。
）
。
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