数控的意义与分类：数字控制的实质及早期数控机床NC装置

数控的意义与分类：数字控制的实质及早期数控机床NC装置

1、数控

（1）数控的意义：

数控即数字控制（ ），是数字程序控制的简称。

数控技术实际上是通过特定处理手段下的数字数据（非边界变化的数字量）来对机械装置的动作进行自动化控制，这种控制方式与基于连续变化的模拟量进行的程序控制（即顺序控制）在本质上是完全不同的。

数控技术涉及的控制指令，需借助计算机来处理这些简短的信息，因此，通过计算机实现自动控制的技术被称为数控。在此所述的数控，专指在机床加工过程中应用的数控技术，也就是我们常说的机床数控。除了机床加工，数控技术还广泛用于测量、理化试验与分析、物质与信息传输、建筑以及科学管理等众多领域。

（2）数控的分类：

早期的数控机床，其NC装置主要由各类逻辑元件和记忆元件构成，形成了随机逻辑电路。这种装置采用的是固定接线的硬件结构，通过硬件来执行数控功能，我们称之为硬件数控。采用这种技术制造的数控机床，通常被称作NC机床。

计算机数控技术，通常简称为CNC。它是一种基于微处理器或专用微机的数控系统，通过存储器中预先存放的系统程序（即软件）来执行控制逻辑，进而实现部分或局部的数控功能。此外，它还能通过接口与外部设备相连接，形成所谓的CNC系统。具备这些特性的机床通常被称为CNC机床。

2、机床数控与数控机床

（1）机床数控

机床数控技术涉及编制加工程序，将控制指令以数字信号形式存储于信息载体，通过计算机处理，从而实现对机床动作顺序、位移及速度的自动化调控。这项技术的应用范围聚焦于机床及其加工过程，其中机床不仅包括金属切削设备，如车床、铣床、刨床、钻床、磨床和镗床等。

（2）数控机床

数控机床是一种先进的机电一体化设备，它能够依据数字指令，按照既定的运动轨迹自动执行加工任务。

数控机床是数字控制技术与机床相融合的成果，这种技术是通过数控机床的加工过程来实现的，而要充分发挥数控技术的优势，关键在于精通并熟练运用数控机床。

机床数控率的高低，体现了一个国家机床工业与机械制造业的发展水平，亦是衡量该国科技进步的关键指标之一。这一比率对实现生产自动化、推动科技进步以及加快现代化进程具有极其重要的意义。发达国家将数控技术视为机械工业发展的核心战略，因此他们积极推动数控机床的研发与应用。

3、数控机床的应用

数控机床的特点：

数控机床与传统机床相比，具有以下一些特点。

（1）具有高度柔性

在数控机床上进行零件加工，关键在于加工程序的设计。与普通机床相比，它无需频繁制造或更换众多模具和夹具，也无需频繁调整机床。因此，数控机床特别适用于那些需要频繁更换零件的场合，比如单件或小批量产品的生产，以及新产品的研发。这样的应用不仅缩短了生产准备的时间，还大幅减少了工艺装备的成本。

（2）加工精度高

数控机床的加工精度通常能够达到0.05至0.1毫米，这类机床通过数字信号进行操控。每当数控装置发出一个脉冲信号，机床的移动部件就会按照脉冲当量（通常为0.001毫米）进行移动。此外，机床进给传动链的反向间隙以及丝杆螺距的平均误差，都可以通过数控装置进行曲线补偿。正因为如此，数控机床的定位精度相对较高。

（3）加工质量稳定、可靠

对同一批次的零件进行加工，若在相同的机床、一致的加工环境中，采用同样的刀具和加工流程，那么刀具的移动路径将保持一致，从而确保了零件的统一性和产品质量的稳定性。

（4）生产率高

数控机床能显著缩短零件加工及辅助作业所需时间，其主轴转速和进给量覆盖广泛区间，使得机床能够执行高强度的大切削量作业。当前，数控机床正迈向高速加工的新阶段，机床移动部件的高速移动与精准定位，以及高速切削技术的应用，都极大地提升了生产效率。此外，当与加工中心的刀具存储系统协同作业时，可以在同一台设备上连续完成多个工序的加工，此举缩短了半成品在工序间的流转时间，进而提升了生产效率。

（5）改善劳动条件

数控机床在调整完毕后，输入程序并启动，便能够自动连续地进行加工，直到完成整个加工过程。操作人员只需负责程序的输入、编辑、零件的装夹、刀具的准备、加工状态的监控以及零件的检验等工作，从而大幅减轻了劳动强度，使得机床操作者的工作逐渐向智力型转变。此外，机床通常与清洁和安全措施相结合，既保持了清洁，又确保了操作的安全性。

（6）利用生产管理现代化

数控机床的加工过程能够事先精确预测所需时间，同时，对使用的刀具和夹具可以进行标准化和现代化管理，便于实现加工信息的规范化处理。