1.1數(shù)控機床基本概念與特點

1.1.1基本概念

數(shù)字控制（NumericalControl):

簡稱數(shù)控（NC），是指利用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令對控制對象進行動作控制的技術(shù)。

現(xiàn)代數(shù)控一般是采用通用或?qū)Ｓ糜嬎銠C實現(xiàn)動作控制，因此數(shù)控也稱為計算機數(shù)控(ComputerizedNumericalControl，簡稱CNC)。

數(shù)控系統(tǒng)：

是指實現(xiàn)數(shù)控技術(shù)的機電控制設(shè)備。

數(shù)控機床：

是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作并加工零件。1.1.2數(shù)控加工的特點1.自動化程度高

數(shù)控機床集中了機、電、氣、液以及數(shù)控等多領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)，零件加工過程按照輸入的程序自動完成。目前，柔性制造系統(tǒng)、遠程控制系統(tǒng)等相繼出現(xiàn)在了數(shù)控加工過程中，又進一步提高了數(shù)控機床的自動化程度。2.靈活性好，適應(yīng)性強

對數(shù)控機床來說，不必改變機床的機械部分和控制部分的硬件，只需改變輸入程序就能短時間內(nèi)加工出新產(chǎn)品。因而采用數(shù)控機床加工，準備周期短、靈活性好、適應(yīng)性強，為多品種小批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品研制提供了便利條件。3.加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定可靠

數(shù)控加工過程自動完成，不需要人為干預(yù)，消除了人為產(chǎn)生的誤差。不但能保證單件產(chǎn)品達到較高的加工精度，而且還能保證加工精度的一致性，從而能保證成批產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定、可靠。4.生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟效益好

數(shù)控機床的切削參數(shù)所選范圍較大，每道工序都能以最佳的切削參數(shù)完成加工，生產(chǎn)效率高。另外，還可以生產(chǎn)準備、工件裝夾、換刀等輔助時間也大幅減少，使生產(chǎn)效率提高更加明顯。數(shù)控機床相比普通機床，生產(chǎn)效率可提高2~3倍，復(fù)雜零件可提高十幾倍甚至幾十倍。5.降低操作者的勞動強度、改善勞動條件6.具有故障自動監(jiān)控和診斷能力CNC系統(tǒng)一般具有軟件查找故障功能，通過診斷程序自動查找并顯示出來，極大地提高了檢修效率。7.有利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化

數(shù)控機床逐漸與CAD/CAM、FMS、網(wǎng)絡(luò)等有機地結(jié)合起來，構(gòu)成由計算機控制和管理的生產(chǎn)系統(tǒng)，實現(xiàn)制造和生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。1.2數(shù)控機床的工作原理1.2.1.數(shù)控機床的組成圖1-1數(shù)控機床的基本組成1）控制介質(zhì)

用于記載機床零件加工的全部信息。如加工程序、工藝參數(shù)、切削參數(shù)等，是機床的信息輸入通道。

早期的控制介質(zhì)有穿孔紙帶、磁帶等，目前大多采用磁盤。2）數(shù)控裝置

是數(shù)控機床的核心。其基本任務(wù)是將控制介質(zhì)輸入的各種加工信息進行譯碼、運算和邏輯處理后，發(fā)出伺服系統(tǒng)能夠接收的指令信號，控制伺服系統(tǒng)完成預(yù)訂的加工動作。數(shù)控裝置由CPU、存儲器、總線、I/O接口及相應(yīng)軟件組成★

數(shù)控裝置的主要功能：（1）多軸聯(lián)動控制；（2）實現(xiàn)直線、圓弧、拋物線等多種函數(shù)的插補；（3）輸入、存儲、編輯和修改加工程序；（4）數(shù)控加工信息的轉(zhuǎn)換，包括ISO/EIA代碼轉(zhuǎn)換、米/英制轉(zhuǎn)換、坐標轉(zhuǎn)換、絕對值/增量值轉(zhuǎn)換等；（5）補償功能。包括刀具半徑補償、刀具長度補償、傳動間隙補償、螺距誤差補償?shù)龋唬?）實現(xiàn)固定循環(huán)、重復(fù)加工、鏡像加工、凹凸模加工等多種加工方式選擇；（7）故障顯示及診斷功能。3）伺服系統(tǒng)

是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部件。其任務(wù)是將數(shù)控裝置發(fā)來的信號經(jīng)過調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換、放大后，驅(qū)動伺服電機，控制機床執(zhí)行部件，完成零件的自動加工。伺服系統(tǒng)由伺服驅(qū)動電機和伺服驅(qū)動裝置組成4）檢測反饋裝置

檢測反饋裝置是閉環(huán)（半閉環(huán)）數(shù)控機床的重要組成部分，由檢測元件和相應(yīng)的硬件電路組成，功能是檢測執(zhí)行部件的實際移動位移和速度，并將信息直接反饋給數(shù)控裝置。5）機床本體

也稱主機，包括機床的主運動部件、進給運動部件、執(zhí)行部件和基礎(chǔ)部件，如底座、立柱、滑鞍、工作臺（刀架）、導(dǎo)軌等，另外還包括冷卻、自動排屑、潤滑、防護、對刀儀等配套設(shè)施。圖1-2

數(shù)控機床加工零件的一般工作過程數(shù)控機床的工作過程如圖1-2所示1.2.2數(shù)控機床的工作過程數(shù)控機床的工作過程就是將加工零件的幾何信息和工藝信息進行數(shù)字化處理的過程。具體過程如下：首先由編程人員按照零件的幾何形狀和加工工藝要求將加工過程編成加工程序，并將加工程序輸入到數(shù)控裝置中，數(shù)控裝置對輸入的加工程序進行數(shù)據(jù)處理、運算，輸出各種信息和指令，控制機床的啟停、主軸變速、進給的方向、速度和位移量，以及其他如刀具選擇和變換、零件的裝卸、冷卻潤滑的開關(guān)等動作，使刀具與零件及其他輔助裝置嚴格地按照加工程序規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)進行工作。數(shù)控機床的運行處于不斷地計算、輸出、反饋等控制過程中，以保證刀具和零件之間相對位置的精確性，從而加工出符合要求的零件。1.3數(shù)控系統(tǒng)與數(shù)控機床的分類1.3.1數(shù)控系統(tǒng)分類1.NC

是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機械設(shè)備動作控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進制形式數(shù)據(jù)運算的出現(xiàn)。NC是數(shù)控技術(shù)發(fā)展最初階段，現(xiàn)在已經(jīng)很少再用NC這個概念了。2.CNC

是采用計算機實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計算機按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設(shè)備的控制功能。由于采用計算機替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入數(shù)據(jù)的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現(xiàn)，均可通過計算機軟件來完成。3.DNC

分布式數(shù)控(DistributedNumericalControl，DNC)意為直接數(shù)字控制或分布數(shù)字控制。是實現(xiàn)CAD/CAM和計算機輔助生產(chǎn)管理系統(tǒng)集成的紐帶，是機械加工自動化的又一種形式。

按DNC系統(tǒng)的內(nèi)涵不同，可分為直接DNC、分布式DNC、柔性DNC，網(wǎng)絡(luò)DNC、集成DNC和智能DNC等。

1.3.2數(shù)控機床分類1.按機床運動控制軌跡分類1）點位控制數(shù)控機床(a)點位控制

圖1-3機床控制運動軌跡點位控制數(shù)控機床只能控制刀具進給的起點和終點位置，對于兩點間的運動軌跡不作要求。如圖1-3（a）所示

★運動軌跡通常由系統(tǒng)設(shè)定，在刀具移動過程中，不進行任何加工?！餅榱藴p少運動部件的運動、定位時間和定位精度，要求刀具高速運行，接近目標點時，采用分級或連續(xù)降速，低速趨近目標點，從而減小由于刀具慣性而引起的定位誤差。應(yīng)用場合：數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、數(shù)控沖床、數(shù)控電焊機、三坐標測量機和印制電路板鉆床等。2）直線控制數(shù)控機床

直線控制數(shù)控機床在控制刀具運動起點和終點位置的同時，還要保證刀具在兩點之間沿著直線運動規(guī)律運行，而且刀具在移動過程中往往要進行切削加工。如圖1-3(b)所示。(b)直線控制

圖1-3機床控制運動軌跡

應(yīng)用場合：數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控鏜床3）輪廓控制數(shù)控機床

輪廓控制數(shù)控機床在控制刀具進給運動的起點和終點位置的同時，還能夠控制刀具在兩點之間按指定的曲線規(guī)律進行切削加工。常用曲線規(guī)律包括直線、圓弧、二次曲線或樣條曲線等。圖1-3機床控制運動軌跡（c）輪廓控制如圖1-3（c）所示應(yīng)用場合：數(shù)控銑床、可加工復(fù)雜回轉(zhuǎn)面的數(shù)控車床、加工中心等2.按伺服系統(tǒng)的類型分類1）開環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機床

這類數(shù)控機床沒有位置檢測反饋裝置，其精度主要取決于伺服單元和伺服電動機的精度。通常用步進電機作為執(zhí)行機構(gòu)。輸入的程序經(jīng)過數(shù)控裝置運算處理后，發(fā)出脈沖指令信號，驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)過一個步距角，再通過機械傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)換為工作臺的直線移動，移動部件的移動速度和位移量由輸入脈沖的頻率和脈沖個數(shù)決定。

結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、調(diào)試方便、易于維護和維修，但是精度低，適用于精度要求不高的經(jīng)濟型、中小型數(shù)控機床。2）閉環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機床

這類數(shù)控機床上裝有位置檢測反饋裝置。檢測元件安裝在最終運動部件（如工作臺）上，對運動部件的位移量進行測量，將測量到的位移反饋到數(shù)控裝置的比較器中，與輸入指令位移量進行比較，用差值控制運動部件運動，進行誤差修正，直到差值為零為止，使運動部件嚴格按照實際需要的位移量運動。

主要用于精度要求很高的數(shù)控機床，如鏜銑床、超精密車床、精密磨床、加工中心等。3）半閉環(huán)伺服系統(tǒng)數(shù)控機床

這類數(shù)控機床的位置檢測反饋裝置安裝在電動機主軸或絲杠的端部，通過測量電動機主軸或絲杠的旋轉(zhuǎn)角度間接地檢測出運動部件的實際位移，反饋給數(shù)控裝置進行比較。

多數(shù)數(shù)控機床均采用半閉環(huán)伺服系統(tǒng)，如數(shù)控車床、數(shù)控銑床等。3.按系統(tǒng)功能水平分類

按功能水平又可以將數(shù)控機床分為高級型、普及型和經(jīng)濟型3種。如表1-1所示。類別性能指標CPU聯(lián)動軸數(shù)分辨率/μm進給速度/m/min顯示高級型32或64≥5≤0.1≥24三維動態(tài)普及型1630.1~1010~24字符/圖形經(jīng)濟型8<3≥10≤10字符4.按加工方式分類1）金屬切削類數(shù)控機床該類機床通過切削多余的金屬材料而完成加工。如數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控刨床、數(shù)控磨床、數(shù)控鉆床、加工中心等都屬于此類。2）金屬成型類數(shù)控機床該類機床通過改變材料的形狀、狀態(tài)等完成零件的加工。如數(shù)控彎管機、數(shù)控折彎機、數(shù)控沖床、數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機等。3）特種加工類數(shù)控機床主要包括數(shù)控線切割機床、數(shù)控電火花成型機、數(shù)控激光切割機、數(shù)控火焰切割機等。5.按控制的坐標軸數(shù)分類兩坐標軸聯(lián)動兩軸半聯(lián)動三軸及以上聯(lián)動。1.4數(shù)控機床的發(fā)展史1.4.1國外數(shù)控機床的發(fā)展史第一臺數(shù)控機床產(chǎn)生年代：1952年產(chǎn)地：美國研制單位：美國帕森斯公司、麻省理工學(xué)院研究背景：受美國空軍委托，研制飛機螺旋槳葉片輪廓樣板的加工設(shè)備。機床特點：三坐標聯(lián)動立式仿形銑床。

該機床利用脈沖乘法器原理的試驗數(shù)字控制系統(tǒng)，并把它裝在一臺立式仿形銑床上。其控制裝置由大約2000個電子管組成，體積約為一間普通教室那么大。1959年，耐克-杜列克公司開發(fā)出了裝有自動換刀裝置，能夠一次裝夾、多工序加工的加工中心。1967年英國首先把幾臺數(shù)控機床連接成具有一定柔性的加工系統(tǒng)，即柔性制造系統(tǒng)20世紀80年代，國際上又出現(xiàn)了以數(shù)臺加工中心為主體，配以工件自動裝卸和監(jiān)控檢驗裝置而構(gòu)成的柔性制造單元20世紀80年代末90年代初，計算機集成制造系統(tǒng),已經(jīng)逐漸投入使用。

數(shù)控機床在發(fā)展過程中形成了六個階段，如表1-2所示發(fā)展階段六代史國外產(chǎn)生年代國內(nèi)產(chǎn)生年代第一階段，硬件聯(lián)結(jié)的NC系統(tǒng)電子管數(shù)控系統(tǒng)19551958晶體管數(shù)控系統(tǒng)19591964集成電路數(shù)控系統(tǒng)19651972第二階段，計算機軟件的CNC系統(tǒng)小型計算機數(shù)控系統(tǒng)19701978微處理器數(shù)控系統(tǒng)19741981基于PC機的數(shù)控系統(tǒng)80年代1992表1-2國內(nèi)外數(shù)控機床發(fā)展六代史的年代對比表1-32010年主要機床生產(chǎn)國家產(chǎn)值（百萬美元）名次國家/地區(qū)產(chǎn)值名次國家/地區(qū)產(chǎn)值1中國209106中國臺灣3803.32日本11841.77瑞士2185.43德國9749.98美國2026.24意大利5166.49奧地利908.95韓國449810西班牙8121.3.2國內(nèi)數(shù)控機床發(fā)展史及現(xiàn)狀

1958年起步：第一臺電子管數(shù)控機床“六五”、“七五”引進技術(shù)、消化吸收；“八五”國產(chǎn)化：“九五”產(chǎn)業(yè)化：“十五”高精尖、重大數(shù)控裝備關(guān)鍵技術(shù)、數(shù)控系統(tǒng)和關(guān)鍵零部件開發(fā)：“十一五”高檔數(shù)控系統(tǒng)國產(chǎn)化：1.4數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向高速、高精度速度和精度是數(shù)控機床的兩個重要指標，它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

★采用位數(shù)、頻率更高的處理器，以提高系統(tǒng)的基本運算速度?！锊捎贸笠?guī)模的集成電路和多微處理器結(jié)構(gòu)，以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，即提高插補運算的速度和精度?！锊捎弥本€電動機直接驅(qū)動機床工作臺的直線伺服進給方式，其高速度和動態(tài)響應(yīng)特性相當(dāng)優(yōu)越。采用前饋控制技術(shù)，使追蹤滯后誤差大大減小，從而改善拐角切削的加工精度。2.智能化

智能化是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的重要方向之一，有助于減輕操作者的勞動強度，而且能夠提高數(shù)控加工的質(zhì)量和效率1）適應(yīng)控制智能化。2）編程智能化。3）監(jiān)控及故障診斷智能化。

將人工智能技術(shù)和現(xiàn)代傳感器技術(shù)與數(shù)控技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)了具有人工智能的在線監(jiān)控和故障診斷系統(tǒng)。對加工過程的一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)和因素進行智能化監(jiān)控，對數(shù)控系統(tǒng)或數(shù)控機床的故障進行自動診斷，并自動或指導(dǎo)維修人員快速排除故障。3.工藝復(fù)合化和多軸化

工藝復(fù)合化是指工件在一臺機床上裝夾后，通過自動換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或工作臺等措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。復(fù)合機床根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點，可以分為工藝復(fù)合型和工序復(fù)合型兩種。

工序復(fù)合型機床應(yīng)用刀具自動交換裝置，主軸立臥轉(zhuǎn)換頭、雙擺銑頭、多主軸頭、多回轉(zhuǎn)刀架等配置，增加工件在一次安裝下的加工工序數(shù)。4.集成化、網(wǎng)絡(luò)化5.數(shù)控系統(tǒng)開放化

所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象，形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)。6.配套裝置和功能部件的品種質(zhì)量日臻完善FANUC數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展

★FANUC公司創(chuàng)建于1956年，1959年首先推出了電液步進電機，在后來的若干年中逐步發(fā)展并完善了以硬件為主的開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。

★1976年FANUC公司研制成功數(shù)控系統(tǒng)5、7?！?979年研制出數(shù)控系統(tǒng)6.★1980年在系統(tǒng)6的基礎(chǔ)上同時向抵擋和高檔兩個方向發(fā)展，研制了系統(tǒng)3和系統(tǒng)9。1.5常用數(shù)控系統(tǒng)簡介

1．5.1FANUC數(shù)控系統(tǒng)

★1984年FANUC公司又推出新型系列產(chǎn)品數(shù)控10系統(tǒng)、11系統(tǒng)和12系統(tǒng)。

★1985年FANUC公司又推出了數(shù)控系統(tǒng)0，它的目標是體積小、價格低，適用于機電一體化的小型機床，因此它與適用于中、大型的系統(tǒng)10、11、12一起組成了這一時期的全新系列產(chǎn)品。

★1987年FANUC公司又成功研制出數(shù)控系統(tǒng)15，被稱之為劃時代的人工智能型數(shù)控系統(tǒng)。

FANUC公司是生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)和工業(yè)機器人的著名廠家，該公司自60年代生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)以來，已經(jīng)開發(fā)出40多種的系列產(chǎn)品。目前生產(chǎn)的數(shù)控裝置有F0、F10/F11/F12、F15、F16、F18系列。F00/F100/F110/F120/F150系列是在F0/F10/F12/F15的基礎(chǔ)上加了MMC功能，即CNC、PMC、MMC三位一體的CNC。2.FANUC系統(tǒng)的0系列型號劃分

0D系列：0—TD用于車床0—MD用于銑床及小型加工中心0—GCD用于圓柱磨床0—GSD用于平面磨床0—PD用于沖床0C系列：

0—TC用于普通車床、自動車床0—MC用于銑床、鉆床、加工中心0—GCC用于內(nèi)、外磨床0—GSC用于平面磨床0—TTC用于雙刀架、4軸車床POWERMATE0：用于2軸小型車床0i系列：0i—MA用于加工中心、銑床0i—TA用于車床，可控制4軸16i用于最大8軸，6軸聯(lián)動18i用于最大6軸，4軸聯(lián)動160/18MC用于加工中心、銑床、平面磨床160/18TC用于車床、磨床160/18DMC用于加工中心、銑床、平面磨床的開放式CNC系統(tǒng)160/180TC用于車床、圓柱磨床的開放式CNC系統(tǒng)1.5.2SIEMENS數(shù)控系統(tǒng)介紹

西門子數(shù)控系統(tǒng)是一個集成所有數(shù)控系統(tǒng)元件（數(shù)字控制器，可編程控制器，人機操作界面）于一體的操作面板安裝形式的控制系統(tǒng)。所配套的驅(qū)動系統(tǒng)接口采用西門子公司全新設(shè)計的可分布式安裝以簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的驅(qū)動技術(shù)，這種新的驅(qū)動技術(shù)所提供的DRIVE-CLiQ接口可以連接多達6軸數(shù)字驅(qū)動。

1．西門子數(shù)控系統(tǒng)功能特點

西門子數(shù)控系統(tǒng)是目前國際上功能最為先進的數(shù)控系統(tǒng)之一。其功能的不斷改進為廣大的客戶在希望擴大應(yīng)用領(lǐng)域和范圍方面提供了更多的可能和受益。

★可以方便的使用DIN編程技術(shù)和ISO代碼進行編程。

★卓越的產(chǎn)品可靠性，數(shù)字控制器，可編程控制器，人機操作界面，輸入/輸出單元一體化設(shè)計的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

★由各種循環(huán)和輪廓編程提供的擴展編程幫助技術(shù)，通過DRIVE-CLiQ接口實現(xiàn)的最新數(shù)字式驅(qū)動技術(shù)提供了統(tǒng)一的數(shù)字式接口標準。

★各種驅(qū)動功能按照模塊化設(shè)計，可以根據(jù)性能要求和智能化要求靈活安排，各種模塊不需要電池及風(fēng)扇，因而無需任何維護。最新創(chuàng)新技術(shù)：

★5個數(shù)字驅(qū)動軸，其中任意4個都可以作為聯(lián)動軸進行插補運算，另一個作為定位軸使用。同時，還提供一個相應(yīng)的數(shù)字式主軸（模擬主軸即將推出）作為一個變型使用,在帶C軸功能時，可以采用3個數(shù)字軸，一個數(shù)字主軸，一個數(shù)字輔助主軸和一個數(shù)字定位軸的配置。

★新一代的西門子驅(qū)動技術(shù)平臺SINAMICSS120伺服系統(tǒng)通過已經(jīng)集成在元件級的DRIVE-CLiQ來對錯誤進行識別和診斷，從操作面板就可以進行操作，使用的標準閃存卡（CF）可以非常方便的備份全部調(diào)試數(shù)據(jù)文件和子程序，通過閃存卡（CF）可以對加工程序進行快速處理，通過連接端子使用兩個電子手輪，216個數(shù)字輸入和144個數(shù)字輸出（0.25A），RCS802-遠程診斷和遠程控制（NC和PLC），RCS@Event（通過電子郵件進行遠程診斷），USB口（即將推出）。2．西門子數(shù)控系統(tǒng)的元件

系統(tǒng)集成和連接以下元件：最大可以連接2個電子手輪，小型手持單元，通過I/O模塊PP72/48或通過MCPA模塊控制的機床操作面板，MCPA模塊被插入安裝在PCU210的后背板。MCPA模塊可以連接機床控制面板，同時具有用于模擬主軸的模擬接口。最大可以連接3個I/O模塊PP72/48。3．西門子數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展歷史1960-1964：西門子的工業(yè)數(shù)控系統(tǒng)在市場上出現(xiàn)。這一代的西門子數(shù)控系統(tǒng)以繼電器控制為基礎(chǔ)，主要以模擬量控制和絕對編碼器為基礎(chǔ)。1964西門子為其數(shù)控系統(tǒng)注冊品牌SINUMERIK。1965-1972：西門子以上一代的數(shù)控系統(tǒng)為基礎(chǔ)，推出用于車床，銑床，和磨床的基于晶體管技術(shù)的硬件。1973-1981：西門子推出在SINUMERIK550系統(tǒng)。這一代系統(tǒng)開始應(yīng)用微型計算機和微處理器。在此系統(tǒng)中，PLC（可編程邏輯控制器）集成到控制器。

1982-1983：西門子推出SINUMERIK3系統(tǒng)。1984-1994：西門子推出SINUMERIK840C系統(tǒng)。西門子從此時起開始開放NC數(shù)控自定義功能，公布PC和HMI開放式軟件包。1996–2000：西門子推出SINUMERIK840D系統(tǒng)、SINUMERIK810D系統(tǒng)、SINUMERIK802D系統(tǒng)。人與機器相關(guān)的安全集成功能已經(jīng)集成到軟件之中。面向圖形界面編程的ShopMill和ShopTurn能夠幫助操作工以最少的培訓(xùn)快速上手，易于操作和編程。4.常用西門子數(shù)控系統(tǒng)

西門子數(shù)控系統(tǒng)是西門子集團旗下自動化與驅(qū)動集團的產(chǎn)品。

主要產(chǎn)品：SINUMERIK3/8/810/820/850/880/805/802/840。

目前在廣泛使用的主要有802、810、840等幾種類型。1）SINUMERIK802D具有免維護性能的SINUMERIK802D，其核心部件-PCU（面板控制單元）將CNC、PLC、人機界面和通訊等功能集成于一體?？煽啃愿?、易于安裝。

SINUMERIK802D可控制4個進給軸和一個數(shù)字或模擬主軸。通過生產(chǎn)現(xiàn)場總線PROFIBUS將驅(qū)動器、輸入輸出模塊連接起來。

模塊化的驅(qū)動裝置SIMODRIVE611Ue配套1FK6系列伺服電機，為機床提供了全數(shù)字化的動力。通過視窗化的調(diào)試工具軟件，可以便捷地設(shè)置驅(qū)動參數(shù)，并對驅(qū)動器的控制參數(shù)進行動態(tài)優(yōu)化。SINUMERIK802D集成了內(nèi)置PLC系統(tǒng)，對機床進行邏輯控制。采用標準的PLC的編程語言Micro/WIN進行控制邏輯設(shè)計。并且隨機提供標準的PLC子程序庫和實例程序，簡化了制造廠設(shè)計過程，縮短了設(shè)計周期。

2）SINUMERIK810DSINUMERIK810DNC軟件突出優(yōu)勢：提前預(yù)測功能:可以在集成控制系統(tǒng)上實現(xiàn)快速控制。坐標變換功能:固定點停止可以用來卡緊工件或定義簡單參考點。模擬量控制控制模擬信號輸出;樣條插補功能(A，B，C樣條):用來產(chǎn)生平滑過渡；壓縮功能用來壓縮NC記錄；多項式插補功能可以提高810D/810DE運行速度。

溫度補償功能:保證數(shù)控系統(tǒng)在高技術(shù)、高速度運行狀態(tài)下保持正常溫度。此外，系統(tǒng)還為您提供鉆、銑、車等加工循環(huán)。

3）SINUMERIK840DSINUMERIK840D數(shù)字NC系統(tǒng)用于各種復(fù)雜加工,它在復(fù)雜的系統(tǒng)平臺上，通過系統(tǒng)設(shè)定而適于各種控制技術(shù)。840D與SINUMERIK_611數(shù)字驅(qū)動系統(tǒng)和SIMATIC7可編程控制器一起，構(gòu)成全數(shù)字控制系統(tǒng)，它適于各種復(fù)雜加工任務(wù)的控制，具有優(yōu)于其它系統(tǒng)的動態(tài)品質(zhì)和控制精度。1.5.3三菱數(shù)控系統(tǒng)

常用的三菱數(shù)控系統(tǒng)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。

1.三菱數(shù)控系統(tǒng)M700V系列

控制單元配備最新RISC64位CPU和高速圖形芯片，通過一體化設(shè)計實現(xiàn)完全納米級控制、超一流的加工能力和高品質(zhì)的畫面顯示。系統(tǒng)所搭配的MDS-D/DH-V1/V2/V3/SP、MDS-D-SVJ3/SPJ3系列驅(qū)動可通過高速光纖網(wǎng)絡(luò)連接，達到最高功效的通信響應(yīng)。采用超高速PLC引擎，縮短循環(huán)時間。配備前置式IC卡接口；配備USB通訊接口；配備10/100M以太網(wǎng)接口；真正個性化界面設(shè)計（通過NCDesigner或c語言實現(xiàn)），支持多層菜單顯示；智能化向?qū)Чδ?，支持機床廠家自創(chuàng)的html、jpg等格式文件；產(chǎn)品加工時間估算；多語言支持（8種語言支持、可擴展至15種語言）；完全納米控制系統(tǒng)，高精度高品位加工；支持5軸聯(lián)動，可加工復(fù)雜表面形狀的工件，多樣的鍵盤規(guī)格（橫向、縱向）支持；支持觸摸屏，提高操作便捷性和用戶體驗；支持向?qū)Ы缑妫▓缶驅(qū)А?shù)向?qū)?、操作向?qū)?、G代碼向?qū)У龋?，改進用戶使用體驗；標準提供在線簡易編程支援功能（NaviMill、NaviLathe），簡化加工程序編寫；2.三菱數(shù)控系統(tǒng)M70V系列：針對客戶不同的應(yīng)用需求和功能細分，可選配M70VTypeA:11軸和TypeB:9軸；70VA銑床標準支持雙系統(tǒng)；M70V系列最小指令單位0.1微米，內(nèi)部控制單位提升至1納米；最大程序容量提升到2560m（選配），增大自定義畫面存儲容量（需要外接板卡）。

M70V系列擁有與M700V系列相當(dāng)?shù)腜LC處理性能；畫面色彩由8bit提升至16bit，效果更加鮮艷，支持向?qū)Ы缑妫▓缶驅(qū)?、參?shù)向?qū)?、操作向?qū)?、G代碼向?qū)У龋?，改進用戶使用體驗；標準提供在線簡易編程支援功能（NaviMill、NaviLathe），簡化加工程序編寫；NCDesigner自定義畫面開發(fā)對應(yīng)，個性化界面操作，提高機床廠商知名度；標準搭載以太網(wǎng)接口（10BASE-T/100BASE-T），提升數(shù)據(jù)傳輸速率和可靠性；PC平臺伺服自動調(diào)整軟件MSConfigurator，簡化伺服優(yōu)化手段；支持高速同期攻牙OMR-DD功能，縮短攻牙循環(huán)時間，最小化同期攻牙誤差；全面采用高速光纖通信，提升數(shù)據(jù)傳輸速度和可靠性NCDesigner自定義畫面開發(fā)對應(yīng)，個性化界面操作，提高機床廠商知名度；標準搭載以太網(wǎng)接口（10BASE-T/100BASE-T），提升數(shù)據(jù)傳輸速率和可靠性；PC平臺伺服自動調(diào)整軟件MSConfigurator，簡化伺服優(yōu)化手段；支持高速同期攻牙OMR-DD功能，縮短攻牙循環(huán)時間，最小化同期攻牙誤差；全面采用高速光纖通信，提升數(shù)據(jù)傳輸速度和可靠性。

3．菱數(shù)控系統(tǒng)M60S系列：配備了RISC64位CPU，具備目前世界上最高水準的硬件性能。高速高精度機能對應(yīng)，尤為適合模具加工。

1.5.4國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)介紹1.廣州數(shù)控(GSK)系統(tǒng)GSK擁有國內(nèi)最大的數(shù)控系統(tǒng)研發(fā)生產(chǎn)基地，中國一流的生產(chǎn)設(shè)備和工藝流程，科學(xué)規(guī)范的質(zhì)量控制體系保證每套產(chǎn)品合格出廠。GSK產(chǎn)品批量配套全國五十多家知名機床生產(chǎn)企業(yè)，是中國主要機床廠家數(shù)控系統(tǒng)首選供應(yīng)商。1）GSK980T車床數(shù)控系統(tǒng)（CNC）1998年推出的普及型數(shù)控系統(tǒng)。技術(shù)特點：★采用高級處理器（CPU）和可編程門陣列（PLD）進行硬件插補，實現(xiàn)高速μm級控制；★采用四層線路板，集成度高，整機工藝結(jié)構(gòu)合理，可靠性高；★液晶（LCD）中文顯示、界面友好、操作方便；加減速可調(diào)，可配套步進驅(qū)動器或伺服驅(qū)動器；可變電子齒輪比，應(yīng)用方便。

2）GSK928TC車床數(shù)控系統(tǒng)GSK928TC為經(jīng)濟型μm級車床數(shù)控系統(tǒng)特點：★采用大規(guī)模門陣列（CPLD）進行硬件插補，真正實現(xiàn)了高速μm級控制；★使用圖形液晶顯示器（LCD），中文菜單及刀具軌跡圖形顯示，界面友好；★加減速時間可調(diào)，可適配反應(yīng)式步進系統(tǒng)、混合式步進系統(tǒng)或交流伺服系統(tǒng)構(gòu)成不同檔次的車床數(shù)控系統(tǒng)。3）GSK980i車床數(shù)控系統(tǒng)新近推出的中高檔數(shù)控系統(tǒng)。特點：★四個獨立的伺服電機連接口可實現(xiàn)兩軸聯(lián)動和四軸的全閉環(huán)控制；★獨立主軸通道可連接模擬量主軸（0-10V）或伺服主軸；具有一個可帶512點的串行I/0接口；★完全的速度環(huán)控制系統(tǒng)，高速、高精度、高效率；中、英文界面可選；圖形、坐標、代碼實時跟蹤；全功能代碼編輯器，編輯大小不受限制；★直觀的MDI輸入控制；方便直接的系統(tǒng)