文档介绍：第 4 章
计算机数控(CNC)装置
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2021/9/7
概 述
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CNC技术的发展
分类
世代
诞生年代
系统元件及电路构成
世界
我国
硬件数控NC
第一代
第二代
第三代
1952年
1959年
1965年
1958年
1965年
1972年
电子管、继电器，模拟电路
晶体管，数字电路（分立元件）
集成数字电路
计算机数控
CNC
第四代
1970年
1976年
内装小型计算机，中规模集成电路
第五代
1974年
1982年
内装微处理器的NC字符显示，故障自诊断
1979年
1981年
 
1987年
 
1991年
1995年
超大规模集成电路，大容量存储器，可编程接口，遥控接口
人机对话,动态图形显示,实时软件精度补偿,适应机床无人化运转要求
32位CPU，可控15轴，，带前馈控制的交流数字伺服、智能化 系统。
利用RISC技术64位系统。
微机开放式CNC系统。
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CNC技术的发展
年代
76
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79
80
81
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83
84
85
86
87～90
91
CPU
3000C/2901位片机
16位微处理器
32位微处理器
64位
伺服
驱动
直流模拟伺服
交流模
拟伺服
交流数字伺服
最小设定单位
1
进给
速度
高速、
高速型
15m/min
60m/min
快速
15m/min
24m/min
60m/min
240m/min
扩充
功能
用软件扩充数控功能、***补偿，固定循环，存储器运行
用软件充实人机接口，彩色显示，会话编程，仿真
32位CPU，高速、高精度加工，
数字伺服，高速主轴，智能化开放
系统
表4·2 数控系统的技术进步状况
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CNC技术的发展
表4·3 数控系统的功能水平
项目
低档
中档
高档
分辨率
10
1
进给速度
8-15 m/min
15-24 m/min
15-100 m/min
联动轴数
2-3轴
2-4轴或3-5轴以上
主CPU
8位
16位、32位甚至采用RISC的64位
伺服系统
步进电机、开环
直流及交流闭环、全数字交流伺服系统
内装PLC
无
有内装PC，功能极强的内装PC，甚至有轴控制功能
显示功能
数码管,简单的CRT字符显示
有字符图形或三维图形显示
通信功能
无
RC232C和DNC接口
还可能有MAP通讯接口和联网功能
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CNC系统的组成
EIA(美国电子工业协会)所属的数控标准化委员会的定义:“CNC是用一个存储程序的计算机，按照存储在计算机内的读写存储器中的控制程序去执行数控装置的部分或全部功能，在计算机之外的唯一装置是接口”。
ISO(国际标准化组织)的定义:“数控系统是一种控制系统，它自动阅读输入载体上事先给定的数字，并将其译码，从而使机床移动和加工零件”。
CNC系统与NC系统
数控系统分轮廓控制和点位控制系统。
数控系统的核心是完成数字信息运算、处理和控制的计算机，即
数字控制装置。
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CNC系统的组成
从自动控制的角度来看，CNC系统是一种位置（轨迹）、速度（还包括电流）控制系统，其本质上是以多执行部件(各运动轴)的位移量、速度为控制对象并使其协调运动的自动控制系统，是一种配有专用操作系统的计算机控制系统。
从外部特征来看，CNC系统是由硬件（通用硬件和专用硬件）和软件（专用）两大部分组成的。
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CNC装置的组成和工作原理
CNC系统平台
硬件
操作系统
管理软件
应用软件
控制软件
数控加工程序
接
口
被控设备
机 床
机器人
测量机
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CNC装置的组成和工作原理
硬件结构: CPU，存储器，总线、外设等。
软件结构：是一种用于零件加工的、实时控制的、特殊的（或称专用的）计算机操作系统。
系 统
初始化
系统控制软件
程序管理
编辑
存储
录放
管理软件
控制软件
输入程序
输出程序
显示程序