計算機數控

一、概述

計算機數控就是利用一個專用的可存儲程序的計算機執行一些或全部的基本數字控制功能的NC系統。隨著計算機硬體性能價格比的迅速降低和圖形顯示器的推廣應用，現代數控系統已不需要穿孔紙帶，而由計算機直接控制，簡稱CNC。它是用一台小型通用計算機或個人計算機直接控制一台機床，機床的控制程序存儲在計算機的內存中，容易修改和擴充功能，靈活性好。

徠二、CNC的組成

計算機數控系統由硬體和軟體兩部分構成，對CNC系統體系結構的認識應該從硬體和軟體兩個方面來進行。其核心是計算機數字控制裝置。它通過系統控制軟體配合系統硬體，合理地組織、管理數控系統的輸入、數據處理、插補和輸出信息，控制執行部件，使數控機床按照操作者的要求進行自動加工。CNC系統採用了計算機作為控制部件，通常由常住在其內部的數控系統軟體實現部分或全部數控功能，從而對機床運動進行實時控制。只要改變計算機數控系統的控制軟體就能實現一種全新的控制方式。CNC系統有很多種類型，有車床、銑床、加工中心等CNC系統。各種數控機床的CNC系統一般包括以下幾個部分：中央處理單元CPU、存儲器（ROM/RAM）、輸入輸出設備（I/O）、操作面板、顯示器和鍵盤、紙帶穿孔機、可編程式控制制器等。

三、CNC的功能

為了充分發揮計算機的潛力，現代CNC系統的功能已遠遠不只是完成基本的直線和圓弧插補計算，而是配置了不少專用的軟體，可完成多方面的工作，其中一些功能傳統的NC不可能完成或完成很困難。下面介紹現代CNC系統通常具備的主要功能。

(1)坐標軸控制　能同時聯動控制3，4和5個坐標軸。能達到較高的切削速度和加工質量。

(2)刀具偏置補償　現代數控系統往往具有三維空間直線的刀具半徑補償功能。

(3)編程功能　系統提供某些編程功能。通常可以使用系統的彩色圖形顯示終端，人工編製由直線和圓弧組成的平面輪廓件的加工程序，系統配有軟體自動計算輪廓的交點與切點。

(4)平行作業　系統可以平行地實現兩種工作模式：機床受控模式和編程模式。

當機床正在受系統控制進行某零件的加工時，操作人員可以同時用鍵盤完成上述手工編程工作，或通過數據傳輸介面進行外部程序的輸入或對已有程序進行編輯修改作業。當機床正在加工時，圖形顯示終端可以同時模擬另一加工程序的執行，以便檢查與編輯。

(5)刀具管理和監控　現代數控機床朝加工中心方向發展。通常銑鏜類機床帶有幾十把刀具的刀庫，車削中心往往也有刀具庫。數控系統具有控制和管理刀庫的功能。刀具的更換在加工機床上是由數控系統按程序控制換刀機構自動換刀的。

(6)高、低速進給控制　系統對機床運動部件的進給速度控制性能是數控系統的一個重要性能指標。現代數控系統能在很短距離內以相當高的進給速度控制機床切削運動。這對曲面加工是十分有利的，可以大大縮短加工時間，尤其對曲率變化較大的過渡區加工，仍可獲得好的加工質量。

(7)電子觸頭找正　系統提供三維測量用觸頭(類似測量的測頭)，用它在找正工件時極為方便。

(8)實物測量及自動生成加工程序　用上述三維電測頭可對實物(要複製的樣件)進行掃描測量，系統自動採集測量點數據，點的間距與掃描速度有關，掃描點數據經由介面自動生成直線插補NC程序，並可不再作任何後置處理就可執行此程序。

(9)外部編程的執行和DNC作業　系統通常配有標準化的數據通信介面，可接受外部傳輸來的程序，例如CAD/CAM系統輸出的加工程序。對於簡短的程序可以存儲入庫；對於加工複雜曲面的長程序可以分塊輸入給本系統，並同步地執行。這就保證系統能適應由別的計算機控制與管理的DNC作業方式。

(10)攜帶型電子手動操縱裝置　系統通常提供攜帶型電子手動操縱器。操作人員用它可以在觀察最清楚與方便的地點靈敏地調整機床運動部件的運動，其控制範圍為0.02～20mm。