第二章 计算机数控系统CNC与控制原理总结
速度处理要做的工作是根据合成速度来计算各运动坐标 的 分速度。 开环系统:通过控制向步进电机输出脉冲的频率来实现。
速度计算的方法是根据程编的F值来确定该频率值。 半闭环和闭环系统:采用数据采样方法进行插补加工，速度
计算是根据程编的F值，将轮廓曲线分割为采样周期的轮 廓步长。
可以实现较复杂的系统功能。容错能力强，在某模块出 故障后，通过系统重组仍可断继续工作。
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2.2 CNC装置的硬件结构
结构形式：可分：分布式、主从式、总线式。
分布式：各CPU独立、完整，通过外部通信链路连接起来，
数据交换和资源共享通过网络技术实现。
主从式：主控CPU、从控CPU，主控CPU才能控制和访问总
第二章 计算机数控系统CNC与控制原理
本章主要内容
第一节 概述 第二节 CNC装置的硬件结构 第三节 CNC装置的软件结构
第四节 可编程控制器（PLC）
第五节 典型的CNC系统简介
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2.1概述
1. CNC系统?
从自动控制的角度来看，CNC系统是一种位置、速 度
（还包括电流）控制系统，其本质上是以多执行部件(各运 动轴)的位移量、速度为控制对象并使其协调运动的自动控 制系统，是一种配有专用操作系统的计算机控制系统。 从外部特征来看，CNC系统是由硬件（通用硬件和专 用硬件）和软件（专用）两大部分组成的。
两个以上任务处理。
♦ 并行处理的实现方式： ☆ 资源分时共享（单CPU）
☆ 资源重叠流水处理（多CPU）
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Have a Rest!
2.3 CNC系统的软件
资源分时共享并行处理（对单一资源的系统）
♦ 在单CPU结构的CNC系统中，可采用 “资源分时共
享”并行处理技术。即：在规定的时间长度（时间片）内，
在多CPU结构的CNC系统中，根据各任务之间的关联程
度，可采用以下两种并行处理技术：
♦ 若任务间的关联程度不高，则可让其分别在不同的CPU上
同时执行——并发处理； ♦ 若任务间的关联程度较高，即一个任务的输出是另一个任
务的输入，则可采取流水处理的方法来实现并行处理。
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2.3 CNC系统的软件
顺序处理 流水处理技术示意图
其在运行过程中，不断地定时被前台中断程序所打
断，前后台相互配合来完成零件的加工任务。
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2.3 CNC系统的软件
②中断型结构
此结构除了初始化程序之外，整个系统软件的各个任务模 块分别安排在不同级别的中断服务程序中，然后由中断管理
系统（由硬件和软件组成）对各级中断服 务程序实施调度管
理。整个软件就是一个大的中断管理系统。
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2.2 CNC装置的硬件结构
4. 功能模块式结构
将CPU、存储器、输入输出控制、位置控制、显示部 件等分别做成插件板（硬件模块），相应的软件也是模块
结构，固化在硬件模块中，软硬件模块形成一个功能模块。
将各功能模块以总线方式实现连接，以积木方式构成CNC
装置。
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2.2 CNC装置的硬件结构
5. 开放式数控系统结构
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2.1概述
2）译码：以一个程序段为单位，根据一定的语法规则解释、 翻译成计算机能够识别的数据形式，并以一定的数据格式存 放在指定的内存专用区内。 3）数据处理：包括刀具补偿，速度计算以及辅助功能的处理 等。 4）插补：通过插补计算程序在一条曲线的已知起点和终点之 间进行“数据点的密化工作”。 5）位置控制：在每个采样周期内，将插补计算出的理论位置 与实际反馈位置相比较，用其差值去控制进给伺服电机。 6）I/O处理：处理CNC装置与机床之间的强电信号输入、输 出和控制。 7）显示：零件程序、参数、刀具位置、机床状态等。 8）诊断：检查一切不正常的程序、操作和其他错误状态。
特点： ♦ 一个微处理器完成所有的功能 ♦ 采用总线结构 ♦ 结构简单，易于实现
♦ 功能受限制
单微处理器结构组成：
微处理器（运算、控制）、存储器、总线、接口；
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2.2 CNC装置的硬件结构
存储器
只读存储器（ROM）：系统程序 ；
随机存储器（RAM）：运算的中间结果、需显示的数 据、运行中的状态、标志信息； CMOS RAM或磁泡存储器：加工的零件程序、机床参 数、刀具参数 。
♦ 采用多端口控制逻辑来解决多个模块同时访问多端
口存储器冲突的矛盾。 由于多端口存储器设计较复杂，而且对两个以上的主
模块，会因争用存储器可能造成存储器传输信息的阻塞，
所以这种结构一般采用双端口存储器（双端口 RAM ）。
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2.2 CNC装置的硬件结构
3. 大板结构
所谓大板结构就是将所有或大部分硬件电路集中设计 在一块大印刷电路板上，在其插槽内插入部分辅助小印刷 电路板，构成硬件，配合软件实现预定数控功能。
并行处理
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2.3 CNC系统的软件
分类 ①前后台型结构
♦ 前台程序:主要完成插补运算、位置控制、故障诊断
等实时性很强的任务，它是一个实时中断服务程序。 ♦ 后台程序(背景程序):完成显示、程序编辑管理、系
统输入/输出、插补预处理（译码、刀补处理、速度预
处理)等弱实时性的任务，它是一个循环运行的程序，
线，通过总线对从控CPU控制、监视、协调。 总线式（多主式）：主总线连接多个CPU，可直接访问所有
系统资源，解决总线争用问题。
典型结构: 共享总线型、共享存储器型及混合型结构。
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2.2 CNC装置的硬件结构
共享总线结构
FANUC 15系统硬件结构 14
2.2 CNC装置的硬件结构
结构特征：
♦ 功能模块分为带有CPU的主模块和从模块
③数据处理程序 刀具半径和长度补偿、速度处理、辅助功能等处理.
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2.3 CNC系统的软件
2) 功能： (1)刀具半径补偿
刀补处理的主要工作：
♦ 根据G90/G91计算零件轮 廓的终点坐标值。 ♦ 根据R和G41/G42，计算本
段刀具中心轨迹的终点坐标 值。 ♦ 根据本段与前段连接关系， 进行段间连接处理。
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2.3 CNC系统的软件
刀具半径补偿的方法 ♦ B刀补 对加工轮廓的连接都是以圆弧进行的。 ♦ C刀补 采用直线作为轮廓之间的刀具过 渡，因此，它的尖角性好，并且 它可自动预报(在内轮廓 刀具中 心轨迹加工时) 过切，以避免产 生过切。
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2.3 CNC系统的软件
(2) 速度处理功能
G01 x50 F80; G01 x50 y80 F80; 问题：两条命令中，X、Y轴速度是否一样？
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2.2 CNC装置的硬件结构
CNC装置的硬件结构
按其中含有CPU的多少可分为： 单微处理机结构和多微处理机结构； 按电路板的结构特点可分为： 大板结构和模块化结构。
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2.2 CNC装置的硬件结构
单微处理器
单微处理器硬件结构图
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2.2 CNC装置的硬件结构
1. 单微处理器数控装置:
以一个CPU（中央处理器）为核心，CPU通过总线与存储 器和各种接口相连接，采取集中控制、分时处理的工作方式， 完成数控加工各个任务。
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2.3 CNC系统的软件
1. CNC系统软件的组成与功能
1) 组成：由CNC管理软件和CNC控制软件两部分组成。
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2.3 CNC系统的软件
①输入程序 把加工程序、控制参数和补偿数据输入到CNC装置中。 ②译码程序 将程序段中的工件轮廓信息、进给速度等工艺信息和辅助 信息翻译成计算机识别的数据形式，并按一定格式存放在 指定的内存专用区域。翻译过程中对程序段进行语法错误 检查和逻辑错误检查，发现错误立即报警。
（RAM/ROM，I/O模块）； ♦ 以系统总线为中心，所有的主、从模块都插在严格定
义的标准系统总线上；
♦ 采用总线仲裁机构（电路）来裁定多个模块同时请求 使用系统总线的竞争问题。
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2.2 CNC装置的硬件结构
共享存储器结构
多CPU共享存储器框图 16
2.2 CNC装置的硬件结构
结构特征：
♦ 面向公共存储器设计，即采用多端口来实现各主模块之 间的互连和通讯；
③功能模块型软件结构
多微处理器CNC装置一般采用模块化结构,每个微处理器 承担不同任务,形成特定功能模块，软件模块化，各功能模块
之间有明确的接口。
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2.3 CNC系统的软件
3. 数控系统功能的发展趋势
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2.3 CNC系统的软件
3. 数控系统功能的发展趋势
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2.3 CNC系统的软件
3. 数控系统功能的发展趋势
位置控制单元 ♦对进给运动的坐标轴位置进行控制（包括位置和速度控制） ♦对主轴控制，一般只包括速度控制
♦刀库位置控制（简易位置控制）
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2.2 CNC装置的硬件结构
2. 多微处理器结构
在一个数控系统中有两个或两个以上的微处理器，
分别实现相应的数控功能。
特点：
能实现真正意义上的并行处理，处理速度快，
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2.1概述
CNC系统平台
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2.1概述
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2.1概述
2. CNC系统工作过程
输入 译码 数据处理 插补 将各个坐标轴的
分量送到各控制轴的驱动电路，经过转换、放大去驱动 伺服电动机，带动各轴运动 实时位置反馈控制，使 各个坐标轴能精确地走到所要求的位置。
1）输入 输入内容——零件程序、控制参数和补偿数据。 输入方式——磁盘输入、光盘输入、键盘输入、通 讯接口输入及连接上位计算机的DNC接口输入等。
开放的含义
可移植性：系统的应用模块无需经过任何改变就可以用
于另一平台，仍然保持原有特性。
CNC工作原理
CNC工作原理CNC（Computer Numerical Control，计算机数控）是一种先进的自动化控制技术，广泛应用于各种机械加工领域。
它通过计算机程序控制机床的运动和操作，实现高精度、高效率的加工过程。
本文将详细介绍CNC工作原理，包括数控系统、数控编程和机床控制等方面的内容。
一、数控系统数控系统是CNC工作的核心部分，它由硬件和软件两部分组成。
硬件包括主机、控制柜、操作面板、伺服电机等设备，软件则是运行在主机上的程序。
数控系统的主要功能是接收和解释用户输入的加工程序，并将指令转化为机床运动的控制信号。
数控系统的工作原理是将加工程序中的指令逐行读取，并按照预定的顺序执行。
每条指令包含了机床运动、刀具切削和加工参数等信息。
数控系统根据这些信息，控制伺服电机的转动，使机床按照预定的路径和速度进行加工。
二、数控编程数控编程是将零件的几何形状和加工要求转化为机床可识别的指令的过程。
数控编程语言有多种，常用的包括G代码和M代码。
G代码用于定义机床的运动轨迹，如直线、圆弧等；M代码用于定义机床的辅助功能，如切削液开关、主轴启停等。
数控编程的基本步骤包括：确定加工顺序、选择合适的刀具、绘制零件的几何图形、确定刀具路径、计算切削参数、生成加工程序等。
编写好的加工程序可以通过U盘、网络或直接输入到数控系统中。
三、机床控制机床控制是指数控系统对机床运动的控制。
数控系统根据加工程序中的指令，控制伺服电机的转动，使机床按照预定的路径和速度进行加工。
机床控制的主要参数包括进给速度、进给方式、切削速度、切削深度等。
机床控制的实现方式有多种，常见的包括点位控制和连续控制。
点位控制是指机床在每个加工点上停留一段时间，然后再移动到下一个加工点；连续控制则是机床在加工过程中连续运动，不停留在每个加工点上。
四、CNC工作流程CNC工作的基本流程包括：设计零件几何形状和加工要求、编写加工程序、设置机床和工件、调试和运行加工程序、检查加工结果。
CNC工作原理
CNC工作原理CNC（Computer Numerical Control）是一种通过计算机控制的数控系统，广泛应用于各种机械加工领域。
它通过预先编写好的程序指令，控制机床进行各种加工操作，实现高精度、高效率的加工过程。
本文将详细介绍CNC工作原理，包括其基本组成、工作流程和关键技术。
一、CNC工作原理的基本组成CNC系统由计算机、数控设备、传感器和执行机构等多个组成部份构成。
其中，计算机是CNC系统的核心，用于编写、编辑和存储加工程序，并通过数控设备将程序指令传输给机床。
数控设备包括数控控制器、数控伺服系统和数控操作面板等，用于接收和解析计算机传输的指令，并控制机床的运动。
传感器用于检测机床的位置、速度和加速度等参数，并将其反馈给数控设备。
执行机构包括伺服机电、液压系统温和动系统等，用于驱动机床进行各种加工操作。
二、CNC工作原理的基本流程1. 编写加工程序：在计算机上使用专门的编程软件，根据零件的几何形状和加工要求，编写相应的加工程序。
加工程序包括加工路径、切削参数和加工顺序等信息。
2. 传输加工程序：将编写好的加工程序通过数控设备传输给机床。
传输方式可以是通过有线连接，也可以是通过网络传输。
3. 解析加工程序：数控设备接收到加工程序后，进行解析，将程序指令转换为机床能够理解和执行的指令。
解析过程包括语法检查、坐标系转换和插补运算等。
4. 控制机床运动：数控设备根据解析后的指令，通过控制执行机构，驱动机床进行各种运动。
运动包括直线插补、圆弧插补和螺旋线插补等。
5. 监控加工过程：数控设备通过传感器实时监测机床的位置、速度和加速度等参数，并将其反馈给计算机进行处理。
同时，还可以监控刀具磨损情况和加工质量等。
6. 完成加工任务：机床按照加工程序指令进行加工操作，直至完成所有加工任务。
数控设备可以根据需要进行自动化换刀、自动化测量和自动化修补等操作，提高加工效率和精度。
三、CNC工作原理的关键技术1. 插补算法：插补算法是数控设备控制机床进行各种运动的关键技术。
CNC工作原理
CNC工作原理CNC（Computer Numerical Control）工作原理CNC工作原理是指计算机数控系统对机床进行控制和指导的过程。
CNC技术在现代制造业中得到广泛应用，它通过计算机程序控制机床的运动，实现复杂零件的加工和生产。
下面将详细介绍CNC工作原理的基本流程和关键技术。
一、CNC工作原理的基本流程1. 设计产品和加工工艺：首先，根据零件的设计要求，制定相应的加工工艺。
这包括确定机床的加工顺序、切削参数、刀具选择等。
2. 编写加工程序：根据加工工艺要求，使用专门的编程软件编写加工程序。
加工程序是CNC机床的“指挥棒”，它包含了机床的各种运动指令、切削参数和加工路径等信息。
3. 加工前准备：在开始加工之前，需要进行机床的准备工作。
这包括安装合适的刀具、夹紧工件、调整机床的各项参数等。
4. 加工过程控制：CNC机床通过计算机数控系统控制各个轴向的运动，实现零件的加工。
计算机数控系统根据加工程序中的指令，逐步控制机床的进给速度、主轴转速、刀具轨迹等，以达到精确的加工要求。
5. 加工质量检测：在加工完成后，需要对零件进行质量检测。
这可以通过测量工具、影像检测系统等手段来实现。
检测结果可以反馈给CNC系统，用于调整和改进加工过程。
二、CNC工作原理的关键技术1. 数控系统：数控系统是CNC机床的核心部件，它包括硬件和软件两个方面。
硬件部分主要包括主控板、输入输出接口、电机驱动器等；软件部分则是编程软件和操作界面。
数控系统通过接收加工程序的指令，控制机床的各个运动部件，实现精密加工。
2. 伺服控制系统：伺服控制系统是CNC机床中的一个重要组成部分。
它通过控制伺服电机的转速和位置，实现机床各个轴向的精确运动。
伺服控制系统可以根据加工程序的指令，实现高速、高精度的加工。
3. 编程技术：CNC编程是CNC工作原理中的关键环节。
编程人员需要根据产品的设计要求和加工工艺，编写相应的加工程序。
CNC编程语言通常采用G代码和M代码，它们分别表示机床的运动指令和辅助功能指令。
CNC工作原理
CNC工作原理CNC（Computer Numerical Control）是一种利用计算机控制的数控系统，它能够精确控制机床进行加工操作。
CNC工作原理涉及到计算机控制、传感器、执行器和编程等方面的知识。
下面将详细介绍CNC工作原理的各个方面。
一、计算机控制CNC系统的核心是计算机控制单元（CCU），它负责接收、解释和执行用户编写的程序。
CCU通过与机床的接口进行通信，将指令传递给机床的执行器，控制机床进行各种运动。
计算机控制使得CNC系统具有高度的灵便性和可编程性，能够实现复杂的加工操作。
二、传感器CNC系统中的传感器用于检测和测量机床和工件的状态和位置。
常用的传感器包括位置传感器、压力传感器、温度传感器等。
位置传感器可以精确测量机床各个轴的位置，从而实现精确的加工操作。
压力传感器和温度传感器可以监测切削过程中的刀具负载和工件温度，以保证加工质量和安全性。
三、执行器执行器是CNC系统中负责实际加工操作的部件。
常见的执行器包括机电、液压缸温和动元件等。
机电是最常用的执行器，它可以驱动机床的各个轴进行运动。
液压缸温和动元件通常用于控制机床的夹紧装置和刀具换装装置等。
四、编程CNC系统的编程是指根据加工要求编写机床加工的指令。
常见的编程语言包括G代码和M代码。
G代码用于定义机床的运动轨迹和加工参数，例如切削速度和进给速度等。
M代码用于控制机床的辅助功能，例如刀具换装和冷却液开关等。
编程可以手动输入，也可以通过CAD/CAM软件生成。
五、加工过程CNC系统的加工过程包括以下几个步骤：首先，通过CAD软件设计出要加工的零件，并将其转换为机床能够理解的G代码。
然后，将G代码输入CNC系统，并进行程序的编辑和校验。
接下来，将工件夹紧在机床上，并进行刀具的安装和调整。
最后，启动CNC系统，它会按照程序中定义的运动轨迹和加工参数，控制机床进行加工操作。
六、优势和应用CNC工作原理的优势在于高度的自动化和精度控制。
CNC机床的控制系统和运行机制
CNC机床的控制系统和运行机制一、CNC机床的定义CNC机床是一种半自动化机械设备，它的主要任务是根据预先输入的程序，对工件进行加工处理。
CNC机床通过电子、电气、机械和液压等多个系统构成，从而实现对材料的加工和成型。
二、CNC机床的控制系统CNC机床的控制系统是实现加工过程自动化的核心，它由硬件、软件和微处理器等多个部分构成。
1.硬件部分：硬件部分主要包括伺服电机、控制系统、伺服控制电路板、电源、传感器等组成，它们的作用是实现对机床的控制和调节，使机床能够按照预定的轨迹运动。
2.软件部分：软件部分主要由程序编辑器、预处理器、GG代码生成器、仿真器等组成，它们的作用是根据用户的需求产生相应的加工程序，并且通过仿真器进行试运行。
3.微处理器：微处理器是控制系统中最重要的组成部分，它负责执行自动控制和监控加工过程。
现代机床的控制系统已经实现了高度自动化，从而大大提高了加工速度和精度。
三、CNC机床的运行机制CNC机床的运行机制包括以下几个方面：1.加工程序的编写：在CNC机床上进行加工之前，需要事先准备好相应的加工程序，这一步称为编程。
编程是CNC机床加工的关键之一，它的质量直接影响着加工的准确度和成品率。
现在大部分机床已经实现自动编程，大大节省了编程的时间和人力成本。
2.系统的上传下载：在机床上编写好的加工程序可以先保存到计算机中，然后通过传输软件上传到CNC机床的控制系统中。
程序上传完成后，可以按照实际加工需要进行修改和调整，从而确保加工的精度和效率。
3.机床的设置和调试：当加工程序输入成功后，需要对机床的一些参数进行设置和调试。
这个过程主要包括工作台的位置、刀具的进给速度、加工深度、材料的参数以及加工轨迹等参数的设置和调试。
4.加工过程的监控：CNC机床的控制系统可以实现对加工过程的实时监控，包括加工速度、刀具的位置、工件的位置等方面。
通过实时监控，可以及时调整加工参数，确保加工精度并避免加工事故的发生。
cnc控制原理
cnc控制原理
CNC控制原理是指通过计算机数控系统来控制加工设备或机器人进行精确的数字控制加工的方法和原理。
CNC控制原理的主要内容包括数字控制系统、运动控制系统、工艺参数控制系统和通信控制系统等。
数字控制系统是CNC控制原理的核心，它由计算机和各种输入输出设备组成。
计算机通过软件控制，将数学模型和加工工艺参数转换为机械加工命令，并通过控制器将这些命令传递给机床控制器。
运动控制系统是CNC控制原理中的重要组成部分，它负责实现机床的轴向和转动运动控制。
运动控制系统包括位置控制、速度控制和加速控制等功能，通过控制驱动器和电机来实现对机床运动轴的控制。
工艺参数控制系统是CNC控制原理中实现加工过程中各项参数的控制和监测的系统。
该系统通过对加工工艺参数的设定和反馈信号的采集，实现对加工过程中压力、温度、润滑和冷却等参数的控制。
通信控制系统是CNC控制原理中实现CNC设备与其他设备之间的数据交互和通信的方法和技术。
通信控制系统通过网络或其他传输方式，实现CNC设备与计算机、上位机以及其他CNC设备之间的数据传输和共享，从而实现数据的集中管理和协同控制。
综上所述，CNC控制原理是利用计算机数控系统来控制加工设备进行数字化精确控制的方法和原理，其核心是数字控制系统、运动控制系统、工艺参数控制系统和通信控制系统等。
这些系统相互配合，实现对加工过程各个环节的数字化控制，提高生产效率和产品质量。
数控 系统基本原理与结构
（4）正是由于只有一个微处理机集中控制，其功能将受微处理机字长、数据 宽度、寻址能力和运算速度等因素的限制。
多微处理机（紧耦合、松耦合）的结构特点：
1）性能价格比高。
2）采用模块化结构具有良好的适应性和扩展性。
3）可靠性高。
4）硬件易于组织规模生产。
多微处理机CNC装置的典型结构
输出至机床的
控制信号图2-18 双端口存储器结构框图
CRT （CPU2）
插补 （CPU3）
轴控制 （CPU4）
图2-19 多微处理机共享存储器结构框图
2.3.2 PC-based数控系统的硬件构成
1. PC-based数控系统的体系结构主要有以下3种形式 （1）专用数控加PC前端的复合式结构
串口
并口
模块 （CPU）
系统总线
操作面板 显示模块
CNC插补 模块
（CPU）
PC功能 模块
（CPU）
位置控制 模块
（CPU）
主轴控制 模块
图2-17 多微处理机共享总线结构框图
1）共享存储器结构
中断 控制
仲裁逻 辑控制
端口1 RAM
地址和数据多 路转换器
从机床来的 控制信号
I/O(CPU1) 共享存储器
端口2
第二章 数控系统基本原理与结构
2.3 计算机数控系统硬件结构
2.3.1 CNC系统的定义与结构
CNC系统: 是用一个存储程序的计算机，按照存储在 计算机内的读写存储器中的控制程序去执行数控装置 的一部分或全部功能，在计算机之外的唯一装置是接 口。
CNC控制器
指令 输入
计算机 (CNC软件)
硬件电路 (CNC硬件)
CNC工作原理
CNC工作原理CNC（Computer Numerical Control）是一种通过计算机控制的机械加工技术，广泛应用于各种工业领域。
CNC工作原理是指通过计算机程序控制机床进行自动化加工，取代了传统的手工操作。
本文将从五个大点阐述CNC工作原理，分别是：计算机控制、运动系统、工具系统、传感器系统和工作过程。
引言概述：CNC工作原理是一种先进的机械加工技术，通过计算机程序控制机床进行自动化加工，提高了生产效率和产品质量。
它在各个工业领域都有广泛应用，如汽车创造、航空航天、电子创造等。
本文将详细介绍CNC工作原理的五个大点。
正文内容：1. 计算机控制1.1 数控程序：CNC工作原理的核心是计算机程序，通过编写数控程序来控制机床的运动和加工过程。
1.2 G代码：G代码是一种机床控制语言，用于描述机床的运动轨迹和加工操作。
程序员根据零件的设计要求编写G代码，通过计算机将其发送给机床进行加工。
2. 运动系统2.1 伺服系统：CNC机床通过伺服系统控制各轴的运动，包括X轴、Y轴和Z 轴。
伺服系统通过接收数控程序发送的指令，控制机电的转动，从而实现机床的运动。
2.2 位置反馈：伺服系统通过位置传感器实时反馈机床的位置信息，确保机床按照预定的轨迹进行加工。
3. 工具系统3.1 刀具选择：CNC加工中，刀具的选择非常重要。
根据不同的加工要求和材料特性，选择合适的刀具进行加工。
3.2 自动换刀：CNC机床通常配备自动换刀系统，能够根据加工程序的要求自动更换刀具，提高加工效率。
4. 传感器系统4.1 压力传感器：CNC加工中，压力传感器用于检测加工过程中的切削力，以保证加工质量和安全。
4.2 温度传感器：温度传感器用于监测机床和工件的温度，防止因过热而导致的加工问题。
5. 工作过程5.1 加工准备：在进行CNC加工之前，需要进行加工准备工作，包括机床的调试、刀具的安装和工件的夹持等。
5.2 加工过程：根据编写好的数控程序，机床按照预定的轨迹进行自动化加工，包括切削、铣削、钻孔等操作。
第二章(1)计算机数控系统
(四)插补计算
其主要功能是： (1)根据操作面板上“进给修调”开关的设定值，计算本次插补周 期的实际合成位移量： (2)将ΔLi按插补的线形(直线、圆弧等)和本插补点所在的位置分解 到各个进给轴，作为各进给轴的位置控制指令。
CNC装置的工作过程
(五)位置控制处理
位置控制数据转换流程如图3—18所示。位置控制处理主要进行各 进给轴跟随误差(Δx3、Δy3)的计算，并进行调节处理，其输出为位 移速度控制指令(Ux,Uy)。
CNC装置的硬件结构
(2)多机系统。
是指整个CNC装置中有两个或两个以上的CPU，也就是系统中的某些功能模 块自身也带有CPU，根据这些CPU间的相互关系的不同又可将其分为： ①主从结构系统，在该系统中只有一个CPU(通常称为主CPU)对系统的资源 (系统存储器，系统总线)有控制和使用权，而其他带有CPU的功能部件(通常 称之为智能部件)，则无它只能接受主CPU的控制命令或数据，或向主CPU 发出请求信息以获得所需的数据。只有一个CPU处于主导地位，其他CPU 处于从属地位的结构，称之为主从结构。 ②多主结构系统：在该系统中有两个或两个以上的带CPU的功能部件对系统 资源有控制或使用权。功能部件之间采用紧耦合(即均挂在系统总线上，集中 在一个机箱内)，有集中的操作系统，通过总线仲裁器(软件和硬件)来解决争 用总线问题，通过公共存储器来交换系统信息。 ③分布式结构系统：该系统有两个或两个以上的带有CPU的功能模块，每个 功能模块有自己独立的运行环境(系统总线、存储器、操作系统等)，功能模 块间采用松耦合，即在空间上可以较为分散，各模块间采用通信方式交换信 息。
CNC系统的组成
加工程序
C N C 装 置
可编程 控制器
主轴驱 动装置 进给驱 动装置
数控原理与系统概述
（2）译码 译码处理是将零件程序的一个程序段作为单位进行处理。
译码处理将零件轮廓信息、进给速度F和其他辅助信息（M 、S、T）解释后，存放在指定的内存专用区域。 在译码过程中还要完成对程序段的语法检查，发现错误立 即报警。 （3）刀具补偿：刀具补偿是指刀具长度和刀具半径的 补偿。 刀具补偿作用就是把零件轮廓轨迹按已定的刀具尺寸数 据自动转换成刀具中心轨迹。 高档CNC刀具补偿还包括程序段之间的自动转接和过切削判 断，即C刀具补偿功能。
机械制造工艺中的数字控制就 是使工件与刀具的相对运动形 成规定的几何轨迹，及一些辅 助控制。
机床数字控制的根本任务就是运动轨迹程量控制 和开关量控制。总体采用G、M代码和S、T、F等。
柔性自动化要求CNC具有通信和DNC功能。
市场个性化和适应性要求CNC自身具有结构上的开 放性和功能上的可重构性。
1）多微处理器CNC的典型结构
①共享总线结构，如图。
②共享存储器结构，如图。
2）多微处理器的CNC的基本功能模块 主要有以下六种基本功能模块：
①CNC管理模块。包括初始化、中断管理、总线裁决、 系统出错识别和处理、系统硬件与软件诊断等。
②CNC插补模块。完成插补前的预处理，然后进行插补计 算，给定各坐标轴的位置值。 ③位置控制模块。
1）基于PC的有限开放CNC
大多通过改造原有CNC系统的接口，使CNC系统能与PC互连， 由PC承担CNC人机界面功能。具体有
① PC连接型CNC如图,是将现有CNC与PC用串行线直接相 连而构成。