数控控制系统
Ⅰ 简述数控系统的分类
成；分类；发展趋势 1 概述 上世纪 40 年代，随着社会生产力的发展和科学技术的不断进步，人们对所 生产出的各种产品的生产效率和质量有了更高的要求。 自动化过程是机械加工实 现以上要求的重要途径之一。1948 年美国的麻省理工学院研究所与帕森斯公司 进行合作， 提出了三坐标式立式铣床。正是由于这台用计算机控制的数控铣床的 出现，数控技术在全球飞速的发展。通过符号、文字和数字组成的数字化信息控 制多台或一台机械设备动作及加工过程的技术称为数控技术，简称数控（英文名 字：numerical control 简称：NC） 。由于计算机的发展，现代数控大部分是通过 计算机进行控制的，所以数控技术又名计算机数控（ computerized numerical control，CNC ） 。数控机床（NC 机床）就是数控技术控制的机床，他是各学科 结合的产物，他运用了自动控制技术，计算机技术，精密测量技术，软件技术， 伺服驱动技术和传感器技术等先进技术，是典型的机电一体化产品。 2 数控系统的组成 控制系统主要包括输入介质，控制介质，伺服系统，数控装置，测量反馈装 置，执行部件等。 2.1 控制介质 所谓的控制介质就是数控机械在工作时，不需要人为的手动加工，但是机械 设备还必须按照操作人的意图工作， 这就需要我们在操作者和机械设备之间建立 一定关系，这就是我们所说的控制介质（信息载体） 。
Ⅱ 数控系统有哪些
⑴
控制介质
控制介质又称信息载体，是人与数控机床之间联系的中间媒介物质，反映了数控加工中全部信息。
⑵
数控系统
数控系统是机床实现自动加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在。主要由输人装置、监视器、主控制系统、可编程控制器、各类输人／输出接口等组成。主控制系统主要由
CPU
、存储器、控制器等组成。数控系统的主要控制对象是位置、角度、速度等机械量，以及温度、压力、流量等物理量．其控制方式又可分为数据运算处理控制和时序逻辑控制两大类。其中主控制器内的擂补模块就是根据所读入的零件程序，通过译码、编译等处理后，进行相应的刀具轨迹插补运算，并通过与各坐标伺服系统的位置、速度反馈信号的比较，从而控制机床各坐标轴的位移。而时序逻辑控制通常由可编程控制器
PI
尤来完成，它根据机床加工过程中各个动作要求进行协调，按各检测信号进行逻辑判别，从而控制机床各个部件有条不紊地按顺序工作。
⑶
伺服系统
伺服系统是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节．主要由伺服电动机、驱动控制系统和位置检测与反馈装置等组成．伺服电动机是系统的执行元件，驱动控制系统则是伺服电动机的动力源．数控系统发出的指令信号与位置反馈信号比较后作为位移指令，再经过驱动系统的功率放大后，驱动电动机运转，通过机械传动装置带动工作台或刀架运动。
⑷
强电控制柜
强电控制柜主要用来安装机床强电控制的各种电气元器件，除了提供数控、伺服等一类弱电控制系统的输入电源，以及各种短路、过载、欠压等电气保护外，主要在
PLC
的输出接口与机床各类辅助装置的电气执行元件之间起桥梁连接作用，控制机床辅助装置的各种交流电动机、液压系统电磁阀或电磁离合器等。此外．它也与机床操作台有关手动按钮连接。强电控制柜由各种中间继电器、接触器、变压器、电源开关、接线端子和各类电气保护元器件等构成．它与一般普通机床的电气类似，但为了提高对弱电控制系统的抗干扰性，要求各类频繁启动或切换的电动机、接触器等电磁感应器件中均必须并接
RC
阻容吸收器；对各种检测信号的输人均要求用屏蔽电缆连接。
⑸
辅助装置
辅助装置主要包括自动换刀装置
ATC
(
Automatlc
Tool
Changer
）、自动交换工作台机构
APc
(
Automatic
Pallet
changer
）、工件夹紧放松机构、回转工作台、液压控制系统、润滑装置、切削液装置、排屑装置、过载和保护装置等。
⑹
机床本体
数控机床的本体指其机械结构实体．它与传统的普通机床相比较，同样由主传动系统、进给传动机构、工作台、床身以及立柱等部分组成，但数控机床的整休布局、外观造型、传动机构、工具系统及操作机构等方面都发生了很大的变化。为了满足数控技术的要求和充分发挥数控机床的特点，归纳起来包括以下几个方面的变化：
①采用高性能主传动及主轴部件。其有传递功率大、刚度高、抗振性好及热变形小等优点。
②进给传动采用高效传动件。具有传动链短、结构简单、传动精度高等特点，一般采用滚珠丝杠副、直线滚动导轨副等。
③具有完善的刀具自动交换和管理系统。
④在加工中心上一般具有工件自动交换、工件夹紧和放松机构．
⑤机床本身具有很高的动、静刚度。
⑥采用全封闭罩壳。由于数控机床是自动完成加工，为了操作安全等，一般采用移动门结构的全封闭罩壳，对机床的加工部件进行全封闭。
Ⅲ 数控机床按伺服系统的控制方式分类可分为哪几种它们之间有什么区别
可分为以下三种：
1、开环控制：这类数控系统不带检测装置，也无反馈电路，以步进电动机为驱动元件。
2、半闭环控制：反馈电机或丝杠的转动量，中间的配合间隙误差不能反馈补偿，常用伺服电机。位置检测元件被安装在电动机轴端或丝杠轴端，通过角位移的测量间接计算出机床工作台的实际运行位置。
3、闭环控制：通过光栅尺反馈工作台的位置信号，反馈精度比半闭环高，但是不稳定，中间环节间隙大的话将会有震荡。位置检测装置安装在机床工作台上，用以检测机床工作台的实际运行位置(直线位移）。
区别如下：
开环控制，精度最低；半闭环控制，伺服编码器反馈到数控系统，精度较高；闭环控制，反馈信号一般是从光栅尺反馈到数控系统，精度最高。
(3)数控控制系统扩展阅读：
数控机床使用条件
数控车床的正常使用必须满足如下条件，机床所处位置的电源电压波动小，环境温度低于30摄示度，相对温度小于80%。
1、环境要求
机床的位置应远离振源、应避免阳光直接照射和热辐射的影响，避免潮湿和气流的影响。如机床附近有振源，则机床四周应设置防振沟。否则将直接影响机床的加工精度及稳定性，将使电子元件接触不良，发生故障，影响机床的可靠性。
2、电源要求
一般数控车床安装在机加工车间，不仅环境温度变化大，使用条件差，而且各种机电设备多，致使电网波动大。因此，安装数控车床的位置，需要电源电压有严格控制。电源电压波动必须在允许范围内，并且保持相对稳定。否则会影响数控系统的正常工作。
3、温度条件
数控车床的环境温度低于30摄示度，相对温度小于80%。一般来说，数控电控箱内部设有排风扇或冷风机，以保持电子元件，特别是中央处理器工作温度恒定或温度差变化很小。过高的温度和湿度将导致控制系统元件寿命降低，并导致故障增多。温度和湿度的增高，灰尘增多会在集成电路板产生粘结，并导致短路。
4、规范使用机床
用户在使用机床时，不允许随意改变控制系统内制造厂设定的参数。这些参数的设定直接关系到机床各部件动态特征。只有间隙补偿参数数值可根据实际情况予以调整。
用户不能随意更换机床附件，如使用超出说明书规定的液压卡盘。制造厂在设置附件时，充分考虑各项环节参数的匹配。盲目更换造成各项环节参数的不匹配，甚至造成估计不到的事故。
使用液压卡盘、液压刀架、液压尾座、液压油缸的压力，都应在许用应力范围内，不允许任意提高。
参考资料：网络：数控机床使用条件