數控輸入輸出裝置的作用

⑴ 數控銑床由哪些部分組成數控裝置的作用是什麼

數控銑床由：床身來部分自，銑頭部分，工作台部分，橫進給部分，升降台部分，冷卻、潤滑部分。
數控裝置：（習慣稱為數控系統）是數控機床的中樞，在普通數控機床中一般由輸入裝置、存儲器、控制器、運算器和輸出裝置組成。 數控裝置接收輸入介質的信息，並將其代碼加以識別、儲存、運算，輸出相應的指令脈沖以驅動伺服系統，進而控制機床動作。

數控銑床是在一般銑床的基礎上發展起來的一種自動加工設備，兩者的加工工藝基本相同，結構也有些相似。數控銑床有分為不帶刀庫和帶刀庫兩大類。其中帶刀庫的數控銑床又稱為加工中心。

⑵ 數控機床中數控裝置主要作用是

數控裝置是數控車床的核心。一般由輸入輸出裝置、控制器、運算器、各種接版口電路、CRT顯示器等硬體以及相權應的軟體組成。數控裝置作為數控機床「指揮系統」，能完成信息的輸入、存儲、變換、補運算以及實現各種控制功能。數控裝置的功能是接受輸入裝置輸入的數控程序中的加工信息，經過數控裝置的系統軟體或邏輯電路進行解碼、運算和邏輯處理後，發出相應的脈沖送給伺服系統，使伺服系統帶動機床的各個運動部件按數控程序預定要求動作。

⑶ 請問數控機床由那幾部分組成,各部分的作用是什麼

數控機床有由以下部分組成
一、程序編制及程序載體
數控程序是數控機床自動加工零件的工作指令.在對加工零件進行工藝分析的基礎上,確定零件坐標系在機床坐標繫上的相對位置,即零件在機床上的安裝位置；刀具與零件相對運動的尺寸參數；零件加工的工藝路線、切削加工的工藝參數以及輔助裝置的動作等.得到零件的所有運動、尺寸、工藝參數等加工信息後,用由文字、數字和符號組成的標准數控代碼,按規定的方法和格式,編制零件加工的數控程序單.編製程序的工作可由人工進行；對於形狀復雜的零件,則要在專用的編程機或通用計算機上進行自動編程（APT）或CAD/CAM設計.
編好的數控程序,存放在便於輸入到數控裝置的一種存儲載體上,它可以是穿孔紙帶、磁帶和磁碟等,採用哪一種存儲載體,取決於數控裝置的設計類型.
二、輸入裝置
輸入裝置的作用是將程序載體（信息載體）上的數控代碼傳遞並存入數控系統內.根據控制存儲介質的不同,輸入裝置可以是光電閱讀機、磁帶機或軟盤驅動器等.數控機床加工程序也可通過鍵盤用手工方式直接輸入數控系統；數控加工程序還可由編程計算機用RS232C或採用網路通信方式傳送到數控系統中.
零件加工程序輸入過程有兩種不同的方式：一種是邊讀入邊加工（數控系統內存較小時）,另一種是一次將零件加工程序全部讀入數控裝置內部的存儲器,加工時再從內部存儲器中逐段逐段調出進行加工.
三、數控裝置
數控裝置是數控機床的核心.數控裝置從內部存儲器中取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段數控加工程序,經過數控裝置的邏輯電路或系統軟體進行編譯、運算和邏輯處理後,輸出各種控制信息和指令,控制機床各部分的工作,使其進行規定的有序運動和動作.
零件的輪廓圖形往往由直線、圓弧或其他非圓弧曲線組成,刀具在加工過程中必須按零件形狀和尺寸的要求進行運動,即按圖形軌跡移動.但輸入的零件加工程序只能是各線段軌跡的起點和終點坐標值等數據,不能滿足要求,因此要進行軌跡插補,也就是在線段的起點和終點坐標值之間進行「數據點的密化」,求出一系列中間點的坐標值,並向相應坐標輸出脈沖信號,控制各坐標軸（即進給運動的各執行元件）的進給速度、進給方向和進給位移量等.
四、驅動裝置和位置檢測裝置
驅動裝置接受來自數控裝置的指令信息,經功率放大後,嚴格按照指令信息的要求驅動機床移動部件,以加工出符合圖樣要求的零件.因此,它的伺服精度和動態響應性能是影響數控機床加工精度、表面質量和生產率的重要因素之一.驅動裝置包括控制器（含功率放大器）和執行機構兩大部分.目前大都採用直流或交流伺服電動機作為執行機構.
位置檢測裝置將數控機床各坐標軸的實際位移量檢測出來,經反饋系統輸入到機床的數控裝置之後,數控裝置將反饋回來的實際位移量值與設定值進行比較,控制驅動裝置按照指令設定值運動.
五、輔助控制裝置
輔助控制裝置的主要作用是接收數控裝置輸出的開關量指令信號,經過編譯、邏輯判別和運動,再經功率放大後驅動相應的電器,帶動機床的機械、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規定的開關量動作.這些控制包括主軸運動部件的變速、換向和啟停指令,刀具的選擇和交換指令,冷卻、潤滑裝置的啟動停止,工件和機床部件的松開、夾緊,分度工作台轉位分度等開關輔助動作.
由於可編程邏輯控制器（PLC）具有響應快,性能可靠,易於使用、編程和修改程序並可直接啟動機床開關等特點,現已廣泛用作數控機床的輔助控制裝置.
六、機床本體
數控機床的機床本體與傳統機床相似,由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、工作台以及輔助運動裝置、液壓氣動系統、潤滑系統、冷卻裝置等組成.但數控機床在整體布局、外觀造型、傳動系統、刀具系統的結構以及操作機構等方面都已發生了很大的變化.這種變化的目的是為了滿足數控機床的要求和充分發揮數控機床.

⑷ 簡述計算機數控裝置常用的實現功能

一、數控裝置的功能
1.數控裝置的功能
數控裝置是對機床進行控制，並完成零件自動加工的專用電子計算機。它接收數字化了的零件圖樣和工藝要求等信息，按照一定的數學模型進行插補運算，用運算結果實時地對機床的各運動坐標進行速度和位置控制，完成零件的加工。
2.數控裝置的概述
數控裝置（digital controller[2] ，習慣稱為數控系統）是數控機床的中樞，在普通數控機床中一般由輸入裝置、存儲器、控制器、運算器和輸出裝置組成。 數控裝置接收輸入介質的信息，並將其代碼加以識別、儲存、運算，輸出相應的指令脈沖以驅動伺服系統，進而控制機床動作。在計算機數控機床中，由於計算機本身即含有運算器、控制器等上述單元，因此其數控裝置的作用由一台計算機來完成。
二、伺服系統的功能
1.伺服系統的功能
（1）以小功率指令信號去控制大功率負載；
（2）在沒有機械連接的情況下，由輸入軸控制位於遠處的輸出軸，實現遠距同步傳動；
（3）使輸出機械位移精確地跟蹤電信號，如記錄和指示儀表等。
2.伺服系統的概述
伺服系統（servomechanism）又稱隨動系統，是用來精確地跟隨或復現某個過程的反饋控制系統。伺服系統使物體的位置、方位、狀態等輸出被控量能夠跟隨輸入目標（或給定值）的任意變化的自動控制系統。它的主要任務是按控制命令的要求、對功率進行放大、變換與調控等處理，使驅動裝置輸出的力矩、速度和位置控制非常靈活方便。在很多情況下，伺服系統專指被控制量（系統的輸出量）是機械位移或位移速度、加速度的反饋控制系統，其作用是使輸出的機械位移（或轉角）准確地跟蹤輸入的位移（或轉角），其結構組成和其他形式的反饋控制系統沒有原則上的區別。伺服系統最初用於國防軍工, 如火炮的控制, 船艦、飛機的自動駕駛,導彈發射等,後來逐漸推廣到國民經濟的許多部門,如自動機床、無線跟蹤控制等。

⑸ 簡述數控機床的組成,及各部分的功能

數控機床的基本組成包括加工程序載體、數控裝置、伺服驅動裝置、機床主體和其他輔助裝置。
加工程序載體：
數控機床工作時，不需要工人直接去操作機床，要對數控機床進行控制，必須編制加工程序。零件加工程序中，包括機床上刀具和工件的相對運動軌跡、工藝參數（進給量主軸轉速等）和輔助運動等。將零件加工程序用一定的格式和代碼，存儲在一種程序載體上，如穿孔紙帶、盒式磁帶、軟磁碟等，通過數控機床的輸入裝置，將程序信息輸入到CNC單元。
數控裝置：
數控裝置是數控機床的核心。現代數控裝置均採用CNC（Computer Numerical Control）形式，這種CNC裝置一般使用多個微處理器，以程序化的軟體形式實現數控功能，因此又稱軟體數控（Software NC）。CNC系統是一種位置控制系統，它是根據輸入數據插補出理想的運動軌跡，然後輸出到執行部件加工出所需要的零件。因此，數控裝置主要由輸入、處理和輸出三個基本部分構成。而所有這些工作都由計算機的系統程序進行合理地組織，使整個系統協調地進行工作。
1）輸入裝置：將數控指令輸入給數控裝置，根據程序載體的不同，相應有不同的輸入裝置。主要有鍵盤輸入、磁碟輸入、CAD/CAM系統直接通信方式輸入和連接上級計算機的DNC（直接數控）輸入，現仍有不少系統還保留有光電閱讀機的紙帶輸入形式。
（1）紙帶輸入方式。可用紙帶光電閱讀機讀入零件程序，直接控制機床運動，也可以將紙帶內容讀入存儲器，用存儲器中儲存的零件程序控制機床運動。
（2）MDI手動數據輸入方式。操作者可利用操作面板上的鍵盤輸入加工程序的指令，它適用於比較短的程序。
在控制裝置編輯狀態（EDIT）下，用軟體輸入加工程序，並存入控制裝置的存儲器中，這種輸入方法可重復使用程序。一般手工編程均採用這種方法。
在具有會話編程功能的數控裝置上，可按照顯示器上提示的問題，選擇不同的菜單，用人機對話的方法，輸入有關的尺寸數字，就可自動生成加工程序。
（3）採用DNC直接數控輸入方式。把零件程序保存在上級計算機中，CNC系統一邊加工一邊接收來自計算機的後續程序段。DNC方式多用於採用CAD/CAM軟體設計的復雜工件並直接生成零件程序的情況。
2）信息處理：輸入裝置將加工信息傳給CNC單元，編譯成計算機能識別的信息，由信息處理部分按照控製程序的規定，逐步存儲並進行處理後，通過輸出單元發出位置和速度指令給伺服系統和主運動控制部分。CNC系統的輸入數據包括：零件的輪廓信息（起點、終點、直線、圓弧等）、加工速度及其他輔助加工信息（如換刀、變速、冷卻液開關等），數據處理的目的是完成插補運算前的准備工作。數據處理程序還包括刀具半徑補償、速度計算及輔助功能的處理等。

3）輸出裝置：輸出裝置與伺服機構相聯。輸出裝置根據控制器的命令接受運算器的輸出脈沖，並把它送到各坐標的伺服控制系統，經過功率放大，驅動伺服系統，從而控制機床按規定要求運動。
伺服與測量反饋系統：
伺服系統是數控機床的重要組成部分，用於實現數控機床的進給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統的作用是把接受來自數控裝置的指令信息，經功率放大、整形處理後，轉換成機床執行部件的直線位移或角位移運動。由於伺服系統是數控機床的最後環節，其性能將直接影響數控機床的精度和速度等技術指標，因此，對數控機床的伺服驅動裝置，要求具有良好的快速反應性能，准確而靈敏地跟蹤數控裝置發出的數字指令信號，並能忠實地執行來自數控裝置的指令，提高系統的動態跟隨特性和靜態跟蹤精度。
伺服系統包括驅動裝置和執行機構兩大部分。驅動裝置由主軸驅動單元、進給驅動單元和主軸伺服電動機、進給伺服電動機組成。步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機是常用的驅動裝置。
測量元件將數控機床各坐標軸的實際位移值檢測出來並經反饋系統輸入到機床的數控裝置中，數控裝置對反饋回來的實際位移值與指令值進行比較，並向伺服系統輸出達到設定值所需的位移量指令。
機床主體：
機床主機是數控機床的主體。它包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作台、主軸箱、進給機構、刀架及自動換刀裝置等機械部件。它是在數控機床上自動地完成各種切削加工的機械部分。與傳統的機床相比，數控機床主體具有如下結構特點：
1）採用具有高剛度、高抗震性及較小熱變形的機床新結構。通常用提高結構系統的靜剛度、增加阻尼、調整結構件質量和固有頻率等方法來提高機床主機的剛度和抗震性，使機床主體能適應數控機床連續自動地進行切削加工的需要。採取改善機床結構布局、減少發熱、控制溫升及採用熱位移補償等措施，可減少熱變形對機床主機的影響。
2）廣泛採用高性能的主軸伺服驅動和進給伺服驅動裝置，使數控機床的傳動鏈縮短，簡化了機床機械傳動系統的結構。
3）採用高傳動效率、高精度、無間隙的傳動裝置和運動部件，如滾珠絲杠螺母副、塑料滑動導軌、直線滾動導軌、靜壓導軌等。
數控機床輔助裝置：
輔助裝置是保證充分發揮數控機床功能所必需的配套裝置，常用的輔助裝置包括：氣動、液壓裝置，排屑裝置，冷卻、潤滑裝置，回轉工作台和數控分度頭，防護，照明等各種輔助裝置。

⑹ 計算機數控系統各組成部分的作用是什麼

（1）輸入裝置：一般指微機的輸入設備，如鍵盤。其作用是輸入數控系統對生產機械進行自動控制時所必需的各種外部控制信息和加工數據信息。

（2）微機：微機是MNC系統運算和控制的核心。在系統軟體指揮下，微機根據輸入信息，完成數控插補器和控制器運算，並輸出相應的控制和進給信號。若為閉環數控系統，則由位置檢測裝置輸出的反饋信息也送入微機進行處理。

（3）輸出裝置：一般包括輸出緩沖電路、隔離電路、輸出信號功率放大器、各種顯示設備等。在微機控制下，輸出裝置一方面顯示加工過程中的各有關信息，另一方面向被控生產機械輸出各種有關的開關量控制信號（冷卻、啟、停等），還向伺服機構發出進給脈沖信號等。

（4）伺服機構：一般包括各種伺服元件和功率驅動元件。其功能是將輸出裝置發出的進給脈沖轉換成生產機械相應部件的機械位移（線位移、角位移）運動。

（5）加工機械：即數控系統的控制對象，各種機床、織機等。已有專門為數控裝置配套設計的各種機械，如各種數控機床，它們的機械結構與普通機床有較大的區別。

(6)數控輸入輸出裝置的作用擴展閱讀

傳統的機械加工都是用手工操作普通機床作業的，加工時用手搖動機械刀具切削金屬，靠眼睛用卡尺等工具測量產品的精度的。

現代工業早已使用電腦數字化控制的機床進行作業了，數控機床可以按照技術人員事先編好的程序自動對任何產品和零部件直接進行加工了。

這就是說的「數控加工」。數控加工廣泛應用在所有機械加工的任何領域，更是模具加工的發展趨勢和重要和必要的技術手段。

由於數控機床要按照程序來加工零件，編程人員編制好程序以後，輸入到數控裝置中來指揮機床工作。程序的輸入是通過控制介質來的。

⑺ CNC裝置由哪幾部分組成各有什麼作用

1、主機，它是數控機床的主體，包括機床身、立柱、主軸、進給機構等機械部件。它是用於完成各種切削加工的機械部件。

2、數控裝置，是數控機床的核心，包括硬體（印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機等）以及相應的軟體，用於輸入數字化的零件程序，並完成輸入信息的存儲、數據的變換、插補運算以及實現各種控制功能。

3、驅動裝置，它是數控機床執行機構的驅動部件，包括主軸驅動單元、進給單元、主軸電機及進給電機等。

它在數控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統實現主軸和進給驅動。當幾個進給聯動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。

4、輔助裝置，指數控機床的一些必要的配套部件，用以保證數控機床的運行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作台、數控轉台和數控分度頭，還包括刀具及監控檢測裝置等。

5、編程及其他附屬設備，可用來在機外進行零件的程序編制、存儲等。

(7)數控輸入輸出裝置的作用擴展閱讀

由於採用計算機替代原先用硬體邏輯電路組成的數控裝置，使輸入操作指令的存儲、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現，均可通過計算機軟體來完成，處理生成的微觀指令傳送給伺服驅動裝置驅動電機或液壓執行元件帶動設備運行。

傳統的機械加工都是用手工操作普通機床作業的，加工時用手搖動機械刀具切削金屬，靠眼睛用卡尺等工具測量產品的精度的。

現代工業早已使用電腦數字化控制的機床進行作業了，數控機床可以按照技術人員事先編好的程序自動對任何產品和零部件直接進行加工了。這就是說的數控加工。數控加工廣泛應用在所有機械加工的任何領域，更是模具加工的發展趨勢和重要和必要的技術手段。

對於大批量生產的零件，使用自動化和半自動化的車床已能實現生產過程的自動化。但是，對於單件、小批量生產的零件，實現自動化一直是個難題。

在過去相當長的一段時間內，總是無法圓滿解決。尤其是在加工形狀復雜的、加工精度要求高的零件，一直在自動化的道路上處於停頓狀態。雖然有些應用仿形裝置解決了一部分，但是實踐證明，仿形車床還是不能徹底地解決這一問題。

數控車床（機床）的出現，為從根本上解決這一問題開辟了廣闊的道路，所以成為機械加工中的一個重要發展方向。

⑻ 數控機床基礎知識

數控機床基本概念

1.1.1 數控技術與數控

數控技術，簡稱數控(Numerical Control—NC)，是利用數字化信息對機械運動及加工過程進行控制的一種方法。由於現代數控都採用了計算機進行控制，因此，也可以稱為計算機數控(Computerized Numerical Control—CNC)。

為了對機械運動及加工過程進行數字化信息控制，必須具備相應的硬體和軟體。用來實現數字化信息控制的硬體和軟體的整體成為數控系統(Numerical Control System)，數控系統的核心是數控裝置(Numerical Controller)。

採用數控技術進行控制的機床，稱為數控機床(NC機床)。它是一種綜合應用了計算機技術、自動控制技術、精密測量技術和機床設計等先進技術的典型機電一體化產品，是現代製造技術的基礎。控制機床也是數控技術應用最早、最廣泛的領域，因此，數控機床的水平代表了當前數控技術的性能、水平和發展方向。

數控機床種類繁多，有鑽 銑 鏜床類、車削類、磨削類、電加工類、鍛壓類、激光加工類和其他特殊用途的專用數控機床等等，凡是採用了數控技術進行控制的機床統稱為NC機床。

帶有自動換刀裝置ATC(Automatic Tool Changer—ATC)的數控機床(帶有回轉刀架的數控車床除外)稱為加工中心(Machine Center—MC)。它通過刀具的自動交換，工件可以一次裝、夾完成多工序的加工，實現了工序集中和工藝的復合，從而縮短了輔助加工時間，提高了機床的效率;減少了工件安裝、定位次數，提高了加工精度。加工中心是目前數控機床中產量最大、應用最廣的數控機床。

在加工中心的基礎上，通過增加多工作台(托盤)自動交換裝置(Auto Pallet Changer—APC)以及其他相關裝置，組成的加工單元稱為柔性加工單元(Flexible Manufacturing Cell—FMC)。FMC不僅是現了工序的集中和工藝的復合，而且通過工作台(托盤)的自動交換和較完善的自動監測、監控功能，可以進行一定時間的無人化加工，從而進一步提高了設備的加工效率。FMC既是柔性製造系統FMS(Flexible Manufacturing System)的基礎，又可以作為獨立的自動化加工設備使用，因此其發展速度較快。

在FMC和加工中心的基礎上，通過增加物流系統、工業機器人以及相關設備，並由中央控制系統進行集中、統一控制和管理，這樣的製造系統稱為柔性製造系統FMS(Flexible Manufacturing System)。FMS不僅可以進行長時間的無人化加工，而且可以實現多品種零件的全部加工和部件裝配，實現了車間製造過程的自動化，它是一種高度自動化的先進製造系統。

隨著科技發展，為了適應市場需求多變的形勢，對現代製造業來說，不僅需要發展車間製造過程的自動化，而且要實現從市場預測、生產決策、產品設計、產品製造直到產品銷售的全面自動化。將這些要求綜合、構成的完整的生產製造系統，稱為計算機集成製造系統(Computer Integrated Manufacturing System-—CIMS)。CIMS將一個更長的生產、經營活動進行了有機的集成，實現了更高效益、更高柔性的智能化生產，是當今自動化製造技術發展的最高階段。在CIMS中，不僅是生產設備的集成，更主要的是以信息為特徵的技術集成和功能集成。計算機是集成的工具，計算機輔助的自動化單元技術是集成的基礎，信息和數據的交換及共享是集成的橋梁，最終形成的產品，可以看成是信息和數據的物質體現。

1.1.2 數控系統及其組成

數控系統的基本組成

數控系統是所有數控設備的核心。數控系統的主要控制對象是坐標軸的位移(包括移動速度、方向、位置等)，其控制信息主要來源於數控加工或運動控製程序。因此，作為數控系統的最基本組成應包括：程序的輸入/輸出裝置、數控裝置、伺服驅動這三部分。

輸入/輸出裝置輸入/輸出裝置的作用是進行數控加工或運動控製程序、加工與控制數據、機床參數以及坐標軸位置、檢測開關的狀態等數據的輸入、輸出。鍵盤和顯示器是任何數控設備都必備的'最基本的輸入/輸出裝置。此外，根據數控系統的不同，還可以配光電閱讀機、磁帶機或軟盤驅動器等。作為外圍設備，計算機是目前常用的輸入/輸出裝置之一。

數控裝置數控裝置是數控系統的核心。它由輸入/輸出介面線路、控制器、運算器和存儲器等部分組成。數控裝置的作用是將輸入裝置輸入的數據，通過內部的邏輯電路或控制軟體進行編譯、運算和處理，並輸出各種信息和指令，以控制機床的各部分進行規定的動作。

在這些控制信息和指令中，最基本的是坐標軸的進給速度、進給方向和進給位移量指令。它經插補運算後生成，提供給伺服驅動，經驅動器放大，最終控制坐標軸的位移。它直接決定了刀具或坐標軸的移動軌跡。

此外，根據系統和設備的不同，如：在數控機床上，還可能有主軸的轉速、轉向和起、停指令;刀具的選擇和交換指令;冷卻、潤滑裝置的起、停指令;工件的松開、夾緊指令;工作台的分度等輔助指令。在數控系統中，它們是通過介面，以信號的形式提供給外部輔助控制裝置，由輔助控制裝置對以上信號進行必要的編譯和邏輯運算，放大後驅動相應的執行器件，帶動機床機械部件、液壓氣動等輔助裝置完成指令規定的動作。

伺服驅動伺服驅動通常由伺服放大器(亦稱驅動器、伺服單元)和執行機構等部分組成。在數控機床上，目前一般都採用交流伺服電動機作為執行機構;在先進的高速加工機床上，已經開始使用直線電動機。另外，在20世紀80年代以前生產的數控機床上，也有採用直流伺服電動機;對於簡易數控機床，也有用作為執行器件。伺服放大器的形式決定於執行器件，它必須與驅動電動機配套使用。

以上是數控系統最基本的組成部分。隨著數控技術的發展和機床性能水平的提高，對系統的功能要求也日益增強，為了滿足不同機床的控制要求，保證數控系統的完整性和統一性，並方便用戶使用，常用較為先進的數控系統，一般都帶有內部可編程式控制制器作為機床的輔助控制裝置。此外，在金屬切削機床上，主軸驅動裝置也可以成為數控系統的一個部分;在閉環數控機床上，測量、檢測裝置也是數控系統必不可少的。對於先進的數控系統，有時甚至採用計算機作為系統的人機界面和數據的管理、輸入/輸出設備，從而使數控系統的功能更強、性能更完善。

總之，數控系統的組成決定於控制系統的性能和設備的具體控制要求，其配置和組成具有很大的區別，除加工程序的輸入/輸出裝置、數控裝置、伺服驅動這三個最基本的組成部分外，還可能有更多的控制裝置。圖1-1的虛線框部分表示計算機數控系統。

NC、CNC、SV與PLC的概念

NC(CNC)、SV與PLC(PC、PMC)是數控設備中最為常用的英文縮寫，在實際使用中，在不同的場合具有不同的含義。

NC(CNC)NC與CNC分別是數控(Numerical Control)與計算機數控(Computerized Numerical Control)的常用英文縮寫。由於現代數控都採用了計算機控制，因此，可以認為NC和CNC的含義完全等同。在工程應用上，根據使用場合的不同，NC(CNC)通常有三種不同的含義：在廣義上代表一種控制技術——數控技術;在狹義上代表一種控制系統的實體——數控系統;此外，還可以代表一種具體的控制裝置——數控裝置。

SVSV是伺服驅動(Servo Drive，簡稱伺服)的常用英文縮寫。按日本JIS標准規定的術語，它是“以物體的位置、方向、狀態作為控制量，追蹤目標值的任意變化的控制機構”。簡言之，它是一種能夠自動跟隨目標位置等物理量的控制裝置。

在數控機床上，伺服驅動的作用主要有兩個方面：一是使坐標軸按照數控裝置給定的速度運行;二是使坐標軸按照數控裝置給定的位置定位。

伺服驅動的控制對象通常是機床坐標軸的位移和速度;執行機構是伺服或;對輸入指令信號進行控制和功率放大的部分常稱為伺服放大器(亦稱為驅動器、放大器、伺服單元等)，它是伺服驅動的核心。

伺服驅動不僅可以和數控裝置配套使用，而且還可以單獨作為一個位置(速度)隨同系統使用，故也常稱為伺服系統。在早期的數控系統上，位置控制部分一般與CNC製成一體，伺服驅動只進行速度控制，因此，伺服驅動又常稱為速度控制單元。

PLCPC是可編程序控制器(Programmable Controller)的英文縮寫。隨著個人計算機的日益普及，為了避免和個人計算機(亦稱PC)混淆，現在一般都將可編程序控制器稱為可編程序邏輯控制器(Programmalbe Logic Controller——PLC)或可編程序機床控制器(Programmable Machine Controller——PMC)。因此，在數控機床上，PC、PLC、PMC具有完全相同的含義。

PLC具有響應快、性能可靠、使用方便、編程和調試容易等特點，並可直接驅動部分機床電器，因此，被廣泛用來作為數控設備的輔助控制裝置。目前，大多數數控系統都帶有內部PLC，用於處理數控機床的輔助指令，從而大大簡化了機床的輔助控制裝置。此外，在很多場合，通過PLC的軸控制模塊、定位模塊等特殊功能模塊，還可以直接利用PLC，實現點位控制、直線控制以及簡單的輪廓控制，組成數控專用機床或數控生產線。

1.1.3 數控機床的組成與加工原理

數控機床的基本組成

數控機床是最典型的數控設備。為了了解數控機床的基本組成，首先需要分析數控機床加工零件的工作過程。在數控機床上，為了進行零件的加工，可以通過如下步驟進行：

據被加工零件的圖樣與工藝方案，用規定的代碼和程序格式，將刀具的移動軌跡、加工工藝過程、工藝參數、切削用量等編寫成數控系統能夠識別的指令形式，即編寫加工程序。

將所編寫的加工程序輸入數控裝置。

數控裝置對輸入的程序(代碼)進行解碼、運算處理，並向各坐標軸的伺服驅動裝置和輔助機能控制裝置發出相應的控制信號，以控制機床的各部件的運動。

在運動過程中，數控系統需要隨時檢測機床的坐標軸位置、行程開關的狀態等，並與程序的要求相比較，以決定下一步動作，直到加工出合格的零件。

操作者可以隨時對機床的加工情況、工作狀態進行觀察、檢查，必要時還需要對機床動作和加工程序進行調整，以保證機床安全、可靠的運行。

由此可知，作為數控機床的基本組成，它應包括：輸入/輸出裝置、數控裝置、伺服驅動和反饋裝置、輔助控制裝置以及機床本體等部分(如圖1-1所示)。

圖1—1中的虛線框部分統稱為數控系統，實現對機床主機的加工控制。目前數控系統大部分採用計算機數控(即CNC)，圖中的輸入/輸出裝置、數控裝置、伺服驅動和反饋裝置構成的機床數控系統，作用在上面已經敘述。下面再簡要介紹其他組成部分。

圖1—1數控機床的組成

測量反饋裝置它是閉環(半閉環)數控機床的檢測環節，其作用是通過現代化的測量元件：脈沖編碼器、旋轉變壓器、感應同步器、光柵、磁尺和激光測量儀等，將執行元件(如、刀架等)或工作台等的實際位移的速度和位移量檢測出來，反饋回伺服驅動裝置或數控裝置，並補償進給的速度或執行機構的運動誤差，以達到提高運動機構精度的目的。檢測裝置的安裝、檢測信號反饋的位置，決定於數控系統的結構形式，伺服內裝式脈沖編碼器、測速機以及直線光柵等都是較常用的檢測部件。

由於先進的伺服都採用了數字式伺服驅動技術(稱為數字伺服)，伺服驅動和數控裝置間一般都採用匯流排進行連接;反饋信號在大多數場合都是與伺服驅動進行連接，並通過匯流排傳送到數控裝置。只有在少數場合或採用模擬量控制的伺服驅動(俗稱模擬伺服)時，反饋裝置才需要直接和數控裝置進行連接。

輔助控制機構、進給傳動機構它是介於數控裝置和機床機械、液壓部件之間的控制部件。其主要作用是接受數控裝置輸出的主軸轉速、轉向和啟停指令;刀具選擇交換;冷卻、潤滑裝置的啟停指令;工件和機床部件的松開、夾緊工作台轉位等輔助指令信號，以及機床上檢測開關的狀態等信號，經必要的編譯、邏輯判斷、功率放大後直接驅動相應的執行元件，帶動機床機械部件、液壓氣動等輔助裝置完成指令規定的動作。它通常由PLC和強電控制迴路構成，PLC在結構上可以與CNC一體化(內置式PLC)，也可以相對獨立(外置式PLC)。

機床本體就是數控機床的機械結構件，也是由主傳動系統、進給傳動系統、床身、工作台以及輔助運動裝置、液壓氣動系統、潤滑系統、冷卻裝置、排屑、防護系統等部分組成。但為了滿足數控的要求，充分發揮機床性能，它在總體布局、外觀造型、傳動系統結構、刀具系統以及操作性能方面都已發生了很大的變化。機床機械部件包括床身、箱體、立柱、導軌、工作台、主軸、進給機構、刀具交換機構等。

數控加工的原理

在傳統的金屬切削機床上，加工零件時需要操作者根據圖樣的要求，通過不斷改變刀具的運動軌跡和運動速度等參數，使刀具對工件進行切削加工，最終加工出合格零件。

數控機床的加工，其實質是應用了“微分”原理。其工作原理與過程可以簡述如下(圖1-2)：

數控裝置根據加工程序要求的刀具軌跡，將軌跡按機床對應的坐標軸，以最小移動量(脈沖當量)進行微分(圖1-2中的△X、△Y)，並計算出各坐標軸需要移動的脈沖數。

通數控裝置的“插補”軟 件或“插補”運算器，把要求的軌跡用以“最小移動單位”為單位的等效折線進行擬合，並找出最接近理論軌跡的擬合折線。

③數控裝置根據擬合折線的軌跡，給相應的坐標軸連續不斷地分配進給脈沖，並通過伺服驅動使機床坐標軸按分配的脈沖運動。圖1-2數控加工原理示意圖

由上可見：第一，只要數控機床的最小移動量(脈沖當量)足夠小，所用的擬合折線就可以等效代替理論曲線。第二，只要改變坐標軸的脈沖分配方式，即可以改變擬合折線的形狀，從而達到改變加工軌跡的目的。第三，只要改變分配脈沖的頻率，即可改變坐標軸(刀具)的運動速度。這樣就實現了數控機床控制刀具移動軌跡的根本目的。

以上根據給定的數學函數，在理想軌跡(輪廓)的已知點之間，通過數據點的密化，確定一些中間點的方法，稱為插補。能同時參與插補的坐標軸數，稱為聯動軸數。顯然，當數控機床的聯動軸數越多，機床加工輪廓的性能就越強。因此，聯動軸的數量是衡量數控機床性能的重要技術指標。

⑼ 數控機床主要構成部件有哪些各實現什麼功能

1、操作面板
它是操作人員與數控裝置進行信息交流的工具。
2、控制介質與輸入輸出設備
控制介質是記錄零件加工程序的媒介
輸入輸出設備是cnc系統與外部設備進行交互裝置。交互的信息通常是零件加工程序。即將編制好的記錄在控制介質上的零件加工程序輸入cnc系統或將調試好了的零件加工程序通過輸出設備存放或記錄在相應的控制介質上。
3、
cnc裝置(cnc單元)
組成：計算機系統、位置控制板、plc介面板，通訊介面板、特殊功能模塊以及相應的控制軟體。
作用：根據輸入的零件加工程序進行相應的處理（如運動軌跡處理、機床輸入輸出處理等），然後輸出控制命令到相應的執行部件(伺服單元、驅動裝置和plc等)，所有這些工作是由cnc裝置內硬體和軟體協調配合，合理組織，使整個系統有條不紊地進行工作的。cnc裝置是cnc系統的核心
4、
伺服單元、驅動裝置和測量裝置
伺服單元和驅動裝置
主軸伺服驅動裝置和主軸電機
進給伺服驅動裝置和進給電機
測量裝置
位置和速度測量裝置。以實現進給伺服系統的閉環控制。
作用
保證靈敏、准確地跟蹤cnc裝置指令：
進給運動指令：實現零件加工的成形運動（速度和位置控制）。
主軸運動指令，實現零件加工的切削運動（速度控制）
5、
plc、機床i/o電路和裝置
plc
(programmable
logic
controller)：用於完成與邏輯運算有關順序動作的i/o控制，它由硬體和軟體組成；
機床i/o電路和裝置：實現i/o控制的執行部件(由繼電器、電磁閥、行程開關、接觸器等組成的邏輯電路；
功能：
接受cnc的m、s、t指令，對其進行解碼並轉換成對應的控制信號，控制輔助裝置完成機床相應的開關動作
接受操作面板和機床側的i/o信號，送給cnc裝置，經其處理後，輸出指令控制cnc系統的工作狀態和機床的動作。
二、數控機床機械部分：數控機床的主體，是實現製造加工的執行部件。
組成：由主運動部件、進給運動部件（工作台、拖板以及相應的傳動機構）、支承件（立柱、床身等）以及特殊裝置（刀具自動交換系統工件自動交換系統）和輔助裝置（如排屑裝置等）。

⑽ 計算機數控系統各組成部分的作用是什麼

（1）輸入裝置：一般指微機的輸入設備，如鍵盤。其作用是輸入數控系統對生產機械進行自動控制時所必需的各種外部控制信息和加工數據信息。

（2）微機：微機是MNC系統運算和控制的核心。在系統軟體指揮下，微機根據輸入信息，完成數控插補器和控制器運算，並輸出相應的控制和進給信號。若為閉環數控系統，則由位置檢測裝置輸出的反饋信息也送入微機進行處理。

（3）輸出裝置：一般包括輸出緩沖電路、隔離電路、輸出信號功率放大器、各種顯示設備等。在微機控制下，輸出裝置一方面顯示加工過程中的各有關信息，另一方面向被控生產機械輸出各種有關的開關量控制信號（冷卻、啟、停等），還向伺服機構發出進給脈沖信號等。

（4）伺服機構：一般包括各種伺服元件和功率驅動元件。其功能是將輸出裝置發出的進給脈沖轉換成生產機械相應部件的機械位移（線位移、角位移）運動。

（5）加工機械：即數控系統的控制對象，各種機床、織機等。已有專門為數控裝置配套設計的各種機械，如各種數控機床，它們的機械結構與普通機床有較大的區別。

(10)數控輸入輸出裝置的作用擴展閱讀

傳統的機械加工都是用手工操作普通機床作業的，加工時用手搖動機械刀具切削金屬，靠眼睛用卡尺等工具測量產品的精度的。

現代工業早已使用電腦數字化控制的機床進行作業了，數控機床可以按照技術人員事先編好的程序自動對任何產品和零部件直接進行加工了。

這就是說的「數控加工」。數控加工廣泛應用在所有機械加工的任何領域，更是模具加工的發展趨勢和重要和必要的技術手段。

由於數控機床要按照程序來加工零件，編程人員編制好程序以後，輸入到數控裝置中來指揮機床工作。程序的輸入是通過控制介質來的。