数控原理与系统
项目1数控系统基础知识本项目介绍了数控系统的组成及工作原理，数控机床的分类，以及数控机床在加工及使用时的特点。通过本项目的学习应对数控系统的组成及工作原理有一个完整的认识，掌握开环、闭环、半闭环控制系统和点位、点位直线、轮廓控制系统的组成和特点。
任务1数控系统的组成及工作原理学习目标了解数控系统的工作原理。掌握数控系统的组成。
任务1数控系统的组成及工作原理数控系统的工作原理。数控系统特点。知识要点
知识链接随着科学技术的不断发展，机械产品日趋精密、复杂，改型也日益频繁，对机床的性能、精度、自动化程度等提出了越来越高的要求。机械加工工艺过程自动化是实现上述要求的重要技术措施之一，不仅能够提高产品质量和生产率，降低生产成本，还能改善工人的劳动条件。为此，许多企业采用自动机床、组合机床和专用机床组成自动或半自动生产线。但是，采用这种自动、高效的设备，需要很大的初期投资及较长的生产准备周期，只有在大批量的生产条件（如汽车、拖拉机、家用电器等工业主要零件的生产）下，才会有显著的经济效益。任务1数控系统的组成及工作原理
在机械制造工业中，单件、小批量生产的零件约占机械加工总量的70％～80％。科学技术的进步和机械产品市场竞争的日趋激烈，促使机械产品不断改型、更新换代，批量相对减少，质量要求越来越高。采用专用的自动机床加工这类零件就显得很不合理，而且调整或改装专用的“刚性”自动生产线投资大、周期长，有时从技术上甚至是不可能实现的。一、数控机床的产生
为了解决上述问题，满足多品种、小批量，特别是结构复杂、精度要求高的零件的自动化生产，迫切需要一种灵活的、通用的、能够适用于产品频繁变化的“柔性”自动化机床。随着计算机科学技术的发展，1952年，美国帕森斯公司和麻省理工学院（MIT）合作，研制了世界上第一台以数字计算机为基础的数字控制。一、数控机床的产生
二、计算机数控的概念与发展11.计算机数控的概念（1）数字控制。数字控制简称数控。用数值数据的控制装置在运行过程中不断地引入数值数据，从而对某一生产过程实现自动控制。（2）数控机床。若机床的操作命令以数值数据的形式描述，工作过程按照规定的程序自动地进行，则这种机床称为数控机床。（3）数控系统。在数控机床行业中，数控系统是指计算机数字控制装置、可编程序控制器、进给驱动与主轴驱动装置等相关设备的总称；有时则仅指其中的计算机数字控制装置
二、计算机数控的概念与发展2.计算机数控的发展从第一台数控机床问世至今，随着微电子技术的不断发展，数控装置也在不断地更新换代，先后经历了电子管（1952年）、晶体管（1959年）、小规模集成电路（1965年）、大规模集成电路及小型计算机（1970年）和微处理机或微型计算机（1974年）五代数控系统。
前三代数控装置属于采用专用控制计算机的硬接线（硬件）数控装置，一般称为NC数控装置。20世纪70年代初，随着计算机技术的发展，小型计算机的价格急剧下降，出现了采用小型计算机代替专用硬件控制计算机的第四代数控系统。这种数控系统不仅在经济上更为合算，而且许多功能可用编制的专用程序实现，并可将专用程序存储在小型计算机的存储器中，构成控制软件。这种数控系统称为计算机数控系统。二、计算机数控的概念与发展
三、数控系统的组成数控系统是机电一体化设备，由输入/输出装置、数控装置、伺服驱动系统、反馈系统、辅助控制置、机床本体组成。虽然数控系统的种类很多，但其基本结构大致相同，其组成如图1-1所示。图1-1数控系统的组成
123（1）输入/输出装置。输入/输出装置是人与机床建立联系的主要途径，是进行人机信息交流和对话的交互设备。（2）数控装置。数控装置是数控机床的核心，数控机床的所有控制功能都由它来控制实现。数控装置的作用是接收由加工程序、控制面板、反馈系统等送来的各种信息，经处理和分配后，向各驱动机构（伺服系统）发出位置、速度等指令，驱动相应对象执行规定命令。（3）伺服驱动系统。伺服驱动系统是执行数控装置所发指令的驱动机构，是数控系统与机床主体的联系纽带，它的作用是将从数控装置输出的微弱电信号经功率放大器等电子器件，放大为较强的电信号，然后将上述数字量信息转换成模拟量信息，从而驱动执行电动机带动机床运动部件按给定的速度和位置进行运动。三、数控系统的组成
654（4）反馈系统。反馈系统的作用是将机床移动的实际位置、速度参数检测出来，转换成电信号并反馈到数控装置中。（5）辅助控制装置。辅助控制装置的主要作用是接收CNC单元输出的主运动换向、变速、启停、刀具的选择和交换，以及其他辅助装置动作等指令信号，经过必要的编译、逻辑判别、运算和功率放大后直接驱动