机械制造中的数控技术应用探讨

摘要

:本文通过笔者多年经验，论述了如何利用现代数控技术的灵活性，最大限度的应

用于机械制造行业。介绍了数控技术原理、主要数控技术设备及数控技术在机械制造中的应
用。

 　　
关键词

:数控技术;机床;机械制造 

　　

1、数控技术的概述 

　　数控技术是根据设计和工艺要求，用计算机对产品加工过程进行数字化信息处理与控
制，达到生产自动化、提高综合效益的一门技术。这种技术用计算机按事先存储的控制程序
来执行对设备的控制功能。数控技术是典型的机械、电子、自动控制、计算机和检测技术密切
结合的机电一体化高新技术。数控技术是实现制造过程自动化的基础，是自动化柔性系统的
核心，是现代集成制造系统的重要组成部分。数控技术把机械装备的功能、效率、可靠性和产
品质量提高到一个新水平，使传统的制造业发生了极其深刻的变化。

 

　　

2、数控技术的原理 

　　所谓数控技术是现代数控系统综合运用了计算机、自动控制、电气传动、精密测量、机械
制造等多门技术而发展来的，它是自动化机械系统、机器人、柔性制造系统（

FMS）、计算机

集成制造系统（

CIMS）等高技术的基础。 

　　

2.1 CNC 系统的组成 

　　现代数控系统，即

CNC 系统，主要是靠存储程序来实现各种机床的不同控制要求。由

图

1 可知，整个数控系统是由程序、输入、输出设备、计算机数控（CNC）装置、可编程控制

单元、主轴控制单元和速度控制单元等部分组成，习惯上简称为

CNC 系统。CNC 系统能自

动阅读输入载体上事先给定的数字值并将其译码，从而使机床动作并加工出符合要求的零
件。

 

　　

2.2 CNC 装置的工作原理 

　　

CNC 系统的核心是 CNC 装置。CNC 装置实质上是一种专用计算机，它除了具有一般计

算机的结构外，还有和数控机床功能有关的功能模块结构和接口单元。

CNC 装置由硬件和

软件两大部分组成。

CNC 装置的工作过程是在硬件的支持下，执行软件的过程。CNC 装置的

工作原理是通过输入设备输入机床加工所需的各种数据信息，经过译码、计算机的处理、运
算，将每个坐标轴的移动分量送到其相应的驱动电路，经过转换、放大，驱动伺服电机，带
动坐标轴运动，同时进行实时位置反馈控制，使每个坐标轴都能精确移动到指令所需求的
位置。

 

　　

 

　　

2.3 CNC 装置的插补原理 

　　对于连续切削的

CNC 机床，不仅要求工作台准确定位，还必须控制刀具相对于工件给

定速度沿着指定的路径运动，进行切削运动，并保证切削过程中每一点的精度和粗糙度，
这取决于

CNC 装置的插补功能。数控机床加工曲线时，用一小段折线逼近要加工的曲线。

“插补”实质是数控系统根据零件轮廓线型的有限信息，计算出刀具的一系列加工点、完成所
谓的数据

“密化”工作。数控系统中完成插补工作的装置称为插补器。硬件插补器由分立元件

或集成电路组成，特点是运算速度快，但灵活性差，不易改变。软件插补器利用

CPU 通过