典型数控系统

德国海德汉尔530数控系统
Heidenhain的iTNC530 控制系统是适合铣床、 加工中心或需要优化刀 具轨迹控制之加工过程 的通用性控制系统，属 于高端数控系统。该系 统的数据处理时间比以 前的TNC系列产品快8倍， 所配备的“快速以太网” 通讯接口能以100Mbit／ s的速率传输程序数据， 比以前快了10倍，新型 程序编辑器具有大型程 序编辑能力，可以快速 插入和编辑信息程序段。
是用计算机控制加工功能，实现数值控制的系统。CNC系统根据计算 机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有 接口电路和伺服驱动装置，用于控制自动化加工设备的专用计算机系
统。
• CNC系统由数控程序存储装置（从早期的纸带到磁环，到磁带、磁 盘到计算机通用的硬盘）、计算机控制主机（从专用计算机进化到PC体 系结构的计算机）、可编程逻辑控制器（PLC）、主轴驱动装置和进给 （伺服）驱动装置（包括检测装置）等组成。 • CNC系统是一个专用的实时多任务计算机系统，在它的控制软件中 融合了当今计算机软件技术中的许多先进技术，其中最突出的是多任务 并行处理和多重实时中断。 • CNC系统是一种位置控制系统。其控制过程是根据输入的信息(加工 程序)，进行数据处理、插补运算，获得理想的运动轨迹信息，然后输出 到执行部件，加工出所需要的工件。CNC系统的核心是CNC装置。由于 采用了计算机，使CNC装置的性能和可靠性提高，促使CNC系统迅速发 展。
• • • ①0i系列——只卖给中国(如沈阳机床厂)②16i系列——可以卖给台湾、韩国 ③30i系列——供本国和美国使用 新系列:150i/160i/180i/210i
0D系列： 0—TD 用于车床 0—MD 用于铣床及小型加工中心 0—GCD 用于圆柱磨床 0—GSD 用于平面磨床 0—PD 用于冲床 0C系统：0—TC 用于普通车床、自动车床 0—MC 用于铣床、钻床、加工中心 0—GCC 用于内、外磨床 0—GSC 用于平面磨床 0—TTC 用于双刀架、4轴车床 POWER MATE 0：用于2轴小型车床 0i系列：0i—MA 用于加工中心、铣床 0i—TA 用于车床，可控制4轴 16i 用于最大8轴，6轴联动 18i 用于最大6轴，4轴联动 160/18MC 用于加工中心、铣床、平面磨床 160/18TC 用于车床、磨床 160/18DMC 用于加工中心、铣床、平面磨床的开放式CNC系统 160/180TC 用于车床、圆柱磨床的开放式CNC系统
型 号 划 分系 统 的
FANUC 0 系 列
FANUC系统 操作界面
德国西门子数控系统
• SIEMENS公司的数控装置采用模块化结构设计，经济性好，在一种 标准硬件上，配置多种软件，使它具有多种工艺类型，满足各种机床 的需要，并成为系列产品。采用SIMATICS系列可编程控制器或集成 式可编程控制器，用SYEP编程语言，具有丰富的人机对话功能，具 有多种语言的显示。 • SIEMENS公司CNC装置主要有SINUMERIK3／8／810／820／850 ／880／805／802／840系列
华中HNC数控系统
华中数控具有自主知识产权的 数控装置形成了高、中、低三个档 次的系列产品，研制了华中8型系 列高档数控系统新产品，已有数十 台套与列入国家重大专项的高档数 控机床配套应用；具有自主知识产 权的伺服驱动和主轴驱动装置性能 指标达到国际先进水平。 HNC－848数控装置品是全数 字总线式高档数控装置，瞄准国外 高档数控系统，采用双CPU模块的 上下位机结构，模块化、开放式体 系结构，基于具有自主知识产权的 NCUC工业现场总线技术。具有多 通道控制技术、五轴加工、高速高 精度、车铣复合、同步控制等高档 数控系统的功能，采用15”液晶显 示屏。主要应用于高速、高精、多 轴、多通道的立式、卧式加工中心， 车铣复合，5轴龙门机床等。
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日本三菱数控系统
• 工业中常用的三菱数控系统有：M700V系列、M70V系列、M70系列、 M60S系列、E68系列、E60系列、C6系列、C64系列、C70系列。其中， M700V系列属于高端产品，完全纳米控制系统，高精度高品位加工，支持5 轴联动，可加工复杂表面形状的工件。
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日本MAZAK数控系统
• 山崎马扎克公司主要生产CNC车床、复合车铣加工中心、立式加工 中心、卧式加工中心、CNC激光系统、FMS柔性生产系统、CAD／CAM 系统、CNC装置和生产支持软件等。 • Mazatrol Fusion640数控系统在世界上首次使用了CNC和PC融合技 术，实现了数控系统的网络化、智能化功能。数控系统直接接入因特网， 即可接受到小巨人机床有限公司提供的24小时网上在线维修服务。
数控系统软件结构
•（1）输入数据处理程序 • 它接收输入的零件加工程序，将标准代码表示的加工指令和数据 进行译码、数据处理，并按规定的格式存放。有的系统还要进行补偿 计算，或为插补运算和速度控制等进行预计算。通常，输入数据处理 程序包括输入、译码和数据处理三项内容。 •（2）插补计算程序 • CNC系统根据工件加工程序中提供的数据，如曲线的种类、起点、 终点、既定速度等进行中间输出点的插值密化运算。上述密化计算不 仅要严格遵循给定轨迹要求还要符合机械系统平稳运动加减速的要求。 根据运算结果，分别向各坐标轴发出形成进给运动的位置指令。这个 过程称为插补运算。计算得到进给运动的位置指令通过CNC内或伺服 系统内的位置闭环、速度环、电流环控制调节，输出电流驱动电机带 动工作台或刀具作相应的运动，完成程序规定的加工任务。 • CNC系统是一边插补进行运算，一边进行加工，是一种典型的实 时控制方式。
•（3）管理程序 • 管理程序负责对数据输入、数据处理、插补运算等为加工过程服 务的各种程序进行调度管理。管理程序还要对面板命令、时钟信号、 故障信号等引起的中断进行处理。在PC化的硬件结构下，管理程序 通常在实时操作系统的支持下实现。 •（4）诊断程序 • 诊断程序的功能是在程序运行中及时发现系统的故障，并指出故 障的类型。也可以在运行前或故障发生后，检查系统各主要部件 （CPU、存储器、接口、开关、伺服系统等）的功能是否正常，并指 出发生故障的部位。
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德国力士乐数控系统
• 力士乐（BoschRexroth）是原博世自动化技术部与原力士乐公司于2001 年合并组成，属博世集团全资拥有。博世力士乐是世界知名的传动与制控公 司，在工业液压、电子动与控制、线性传动与组装技术、气动、液压传动服 务以至行走机械液压方面居世界领先地位。公司注册总部位于德国斯图加特， 而营运总部及董事局总办事处则设于德国洛尔。
简介
• 数控是数字控制系统简称，英文名称为Numerical Control System，早期是与计算机并行发展演化的，用于控制自动化加工设 备的，由电子管和继电器等硬件构成具有计算能力的专用控制器的称 为硬件数控（Hard NC）。20世纪70年代以后，分离的硬件电子元件 逐步由集成度更高的计算机处理器代替，称为计算机数控系统。 • 计算机数控（Computerized numerical control，简称CNC）系统
其他数控系统简介
• 西班牙FAGOR数控系统
• 发格自动化（FAGORAUTOMATION）是世界著名的数控系统 （CNC）、数显表（DRO）和光栅测量系统的专业制造商，隶属于西班 牙蒙德拉贡集团公司，成立于1972年。发格侧重于在机床自动化领域的 发展，其产品涵盖了数控系统、伺服驱动／电机／主轴系统、光栅尺、 旋转编码器及高分辨率高精度角度编码器、数显表等产品。
数控系统硬件结构
• 从硬件结构上的角度，数控系统到目前为止可分为两个阶段共六 代，第一阶段为数值逻辑控制阶段，其特征是不具有CPU，依靠数值 逻辑实现数控所需的数值计算和逻辑控制，包括第一代是电子管数控 系统，第二代是晶体管数控系统，第三代是集成电路数控系统；第二 个阶段为计算机控制阶段，其特征是直接引入计算机控制，依靠软件 计算完成数控的主要功能，包括第四代是小型计算机数控系统，第五 代是微型计算机数控系统，第六代是PC数控系统。
• 高可靠性的PowerMate0系列用于控制2轴的小型车床，取代步进电 动机的伺服系统；可配画面清晰、操作方便、中文显示的CRT／MDI， 也可配性能／价格比高的DPL／MDI。 • 普及型CNC0－D系列0－TD用于车床，0－MD用于铣床及小型加工 中心，0－GCD用于圆柱磨床，0－GSD用于平面磨床，0－PD用于冲床。 • 全功能型的0－C系列0－TC用于通用车床、自动车床，0－MC用于 铣床、钻床、加工中心，0－GCC用于内、外圆磨床，0－GSC用于平面 磨床，0－TTC用于双刀架4轴车床。 • 高性能／价格比的0i系列整体软件功能包，高速、高精度加工，并 具有网络功能。0i－MB／MA用于加工中心和铣床，4轴4联动；0i－TB ／TA用于车床，4轴2联动；0i－mateMA用于铣床，3轴3联动；0i－ eTA用于车床，2轴2联动。 • 具有网络功能的超小型、超薄型CNC16i／18i／21i系列控制单元与 LCD集成于一体，具有网络功能，超高速串行数据通讯。其中FSl6i－ MB的插补、位置检测和伺服控制以纳米为单位。16i最大可控8轴，6轴 联动；18i最大可控6轴，4轴联动；21i最大可控4轴，4轴联动。 • 除此之外，还有实现机床个性化的CNCl6／18／160／180系列。
典型数控系统
FANUC系统
FANUC公司是生产数控系统和工业机器人的著名厂家，该公司自60 年代生产数控系统以来，已经开发出40多种的系列产品。
FANUC公司目前生产的数控装置有F0、F10/F11/F12、F15、F16、 F18系列。F00/F100/F110/F120/F150系列是在F0/F10/F12/F15的基础 上加了MMC功能，即CNC、PMC、MMC三位一体的CNC。
FANUC系统特点
•1. 刚性攻丝 • 主轴控制回路为位置闭环控制，主轴电机的旋转与攻丝轴（Z轴）进给完全同步，从而实现高速高 精度攻丝。 •2. 复合加工循环 • 复合加工循环可用简单指令生成一系列的切削路径。比如定义了工件的最终轮廓，可以自动生成多 次粗车的刀具路径，简化了车床编程。 •3. 圆柱插补 • 适用于切削圆柱上的槽,能够按照圆柱表面的展开图进行编程。 •4. 直接尺寸编程 • 可直接指定诸如直线的倾角、倒角值、转角半径值等尺寸，这些尺寸在零件图上指定，这样能简化 部件加工程序的编程。 •5. 记忆型螺距误差补偿 • 可对丝杠螺距误差等机械系统中的误差进行补偿，补偿数据以参数的形式存储在CNC的存储器中。 •6. CNC内装PMC编程功能 • PMC对机床和外部设备进行程序控制 •7. 随机存储模块 • MTB(机床厂)可在CNC上直接改变PMC程序和宏执行器程序。由于使用的是闪存芯片，故无需专用 的RAM写入器或PMC的调试RAM。