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计算机数控装置51课件加工程序输入/输出设备CNC装置可编程控制器主轴驱动装置进给驱动装置机床数控机床的组成CNC装置的组成CNC系统平台硬件操作系统管理软件应用软件控制软件数控加工程序被控设备机床机器人测

量机......灵活性大：可改变软件扩展其功能。通用性强：硬件采用模块化设计，易于扩展，改变软件可适应不同需求。可靠性高：采用大规模和超大规模集成电路；程序被检查后才被调用，避免加工过程中的故障停机。功能强大：多功能、可以完成复杂零件的一次成形。使用维修方便：内置

自诊断程序，软件检查程序。CNC系统的特点数控系统的硬件由数控装置、输入输出装置、驱动装置和机床电器逻辑控制装置等组成。通过I/O接口互连.数控装置：(计算机)数控系统的核心输入输出装置：用于控制数据的输入输出，监控数控系统的运行，进行机床操作

面板及机床机电控制/监测机构的逻辑处理和监控。5.2CNC系统的硬件结构驱动装置：以轴为单位的独立体，用以控制各轴的运动。机床电器逻辑控制装置：接受数控装置发出的数控辅助功能控制命令，实现数控机床的顺序控制。目前大多采用PLC控制。总线式模块化结构的CNC。采

用32位RISC（精简指令集）芯片、数学协处理器及闪烁存储器等。多用于多轴控制的高档数控机床。以单板或专用芯片及模板组成结构紧凑的CNC。多用于中档数控机床。5.2.1常规CNC的硬件结构基于通用计算机

（PC或IPC）基础上开发的CNC。可充分利用通用计算机丰富的软件资源，可随计算机硬件进行升级。前两种CNC系统硬件需专门设计，通用性较差，第三种硬件无需专门设计，改变软件即可构成不同CNC系统，通用性好。Fanuc0i-C数控系统的主要部件电源模块主轴

模块伺服模块图中：数控装置（背面）正面：显示器、键盘机床I/O模块Fanuc0i-C数控系统的部件连接•只有一个微处理器能够控制系统总线，占用总线源,集中控制、分时处理数控装置的各个任务。1.单微处理器结构5.

2.2单微处理器结构和多微处理器结构多微处理器结构是指在系统中有两个或两个以上的微处理器能控制系统总线、或主存储器进行工作的系统结构。目前大多数CNC系统均采用多微处理器结构。2.多微处理器结构紧耦合结构：两个或两个以上的微处理器构成的处

理部件之间采用紧耦合（相关性强），有集中的操作系统，共享资源。松耦合结构：两个或两个以上的微处理器构成的功能模块之间采用松耦合（具有相对独立性或相关性弱），有多重操作系统有效地实现并行处理。1）多微处理器CNC的典型结构（1）共享总线结构：通过总线连接系统内的各个模块。主模块控制系统总线，某一

时刻只能有一个主模块占用总线，各模块通过仲裁电路判别各模块的优先级，进而共享总线资源。串行总线仲裁连接方式主模块1主模块2主模块3总线优先权入总线优先权出总线忙入忙出入忙出串行方式中,按各主模块的链接位置来决定它们的优先权并行总线仲裁连接方式主模块1总线优总线总线优先权入忙先

权出主模块3入忙出译码器主模块2入忙出优先权编码器…采用多端口存储器来实现各微处理器之间的相互连接和通信，每个端口都配有一套数据、地址、控制线，以供端口访问。由多端口控制逻辑电路解决访问冲突。（2）共享存储结构CNC管理模块CNC插补模块位置控制模块PLC（PMC）模块命令与

数据输入输出和显示模块存储器模块2）多微处理器CNC的基本功能模块定义：开放式CNC系统必须具备不同应用程序能协调地运行于系统平台上的能力，提供面向功能的动态重构工具，同时提供统一标准化的应用程序用户界面。并具有以下特征。可互操作性：不同应用程序模块通过标准化的应用程

序接口运行于系统平台，不同模块之间保持平等的相互操作能力。可移植性：不同应用程序模块可运行于不同供应商提供的不同系统平台上。可缩放性：增加和减少系统功能仅仅表现为特定模块单元的装载与卸载。可相互替代性：不同性能与可靠性和不同功能能力的功能模块可以相互替代。1.开放式CNC的定

义5.2.3开放式CNC的硬件结构2.基于PC开放式CNC的硬件配置形式（1）PC连接型CNC结构：CNC与PC通过串行线连接。特点：容易实现，已有CNC几乎不需改动即可应用。1）基于PC的有限开放CNC结构：CNC内部加装PC，PC与CNC

之间通过总线连接。特点：保持了CNC原有的性能、可靠性和功能，并且数据传送快，系统响应快。（2）PC内藏型CNC结构：通用PC机的扩展槽中加入专用CNC卡。特点：CNC卡完成包括加工轨迹生成等几乎所有CNC处理功能

。充分保证系统性能，软件通用性强，编程处理灵活。2）基于PC的可开放CNC•包括应用软件和系统软件。•应用软件：包括零件数控加工程序或其他辅助软件。•系统软件：为实现CNC系统各项功能所编制的专用软件。也称为控制软件。5.3.1CNC系统软件的组成5.3CNC系统的软件结构CNC的软件系统组成框图

系统软件管理软件程序输入输出显示诊断控制软件刀具补偿速度控制插补运算位置控制译码功能：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，并按照规定格式存放。（1）输入程序将加工程序读入存放在程序存储器中，或将加工程序从程序存储器中读出，送入缓冲区，以

便译码用。1.输入数据处理程序（2）译码程序译码定义：将输入的数控加工程序按照一定规则翻译成为数控装置中计算机能识别的数据形式，并按约定的格式存放在指定的译码结果缓冲器中。译码功能：代码的识别和功能代码的解释。（3）数据处理程序包括刀

具半径补偿、速度计算以及辅助功能处理等。刀具半径补偿：将工件轮廓轨迹转化为刀具中心轨迹。速度计算：解决该加工数据段以什么样的速度运动。2.插补计算程序CNC系统是一种实时控制系统，一边插补运算，一边进行加工。插补运算的速度直接影响着机床的进给速度。

3.速度控制程序根据给定的速度值控制插补运算的频率，确保预定的进给速度。加减速控制.4.管理程序负责对数据输入、处理、插补运算等服务程序进行调度管理。5.诊断程序在程序中发现故障，并指出故障问题。1.CNC中软、硬件界面与数据转换•CNC系统中，软件设计灵活，

适应性强，但处理速度慢；硬件处理速度快，但成本高，适应性差。CNC中硬、软件的分配比例由性能价格决定。•CNC中硬、软件界面随着硬、软件的水平和成本以及CNC所具有的性能不同而不同。5.3.2CNC的软件结构CNC装置软件硬件的界面三种典型的软硬件界面

关系纸带输入插补准备插补位控纸带输入插补准备插补位控速控电机测量第一种第二种第三种硬件硬件软件硬件硬件软件软件硬件硬件2.CNC系统的多任务并行处理与实时中断处理••多任务性表现在其软件必须完成管理和控制两大任务。•CNC系统的

并行性表现在其多任务必须协调工作。（1）并行处理•定义：计算机在同一时刻或同一时间间隔内完成两种或两种以上相同或不同的工作。•资源重复：用多套相同或不同的设备同时完成多种相同或不同的任务。•时间重叠流水处理：•根据流水处理技术，使得多个处理过程在时间上相互错开，轮流使用同一套设备的几

个部分，也称为资源重叠流水处理。•资源分时共享：•多个用户按照时间顺序使用同一套设备。•CNC硬件通常采用资源重复并行处理方法。•CNC软件设计主要采用资源重叠的流水线处理和资源分时共享的并行处理方法。0ms4ms8m

s12ms16ms位置控制插补运算背景程序各任务占用CPU时间示意图•CNC中断管理主要由硬件完成，系统的中断结构决定了系统软件的结构。CNC系统的中断类型有以下几种。•外部中断：主要有光电阅读机读孔中断，外部监控中断和键盘及操作面板中断。•内部定时中断：主要有插补周期定时中断和位置采样定时

中断。•硬件故障中断：硬件故障检测装置发出的中断。•程序性中断：程序中出现的各种异常情况的报警中断。（2）实时中断处理CNC软件结构由系统采用的中断结构决定。1）中断型结构模式除初始化程序外，将CNC的各功能模块分别安排在不同级别的中断程序中，无前后台之分。通过中断程序的优先级由CPU响

应中断。3.常规CNC的软件结构中断型软件结构初始化中断管理系统（硬件+软件）0级中断服务程序1级中断服务程序2级中断服务程序级中断服务程序………………中断型软件系统结构图n2）前、后台型结构模式•将整个CNC软件分为前台程序和后台程序。•前台程序为实时中断程序，承担几乎全部实时任务，实现插补

、位置控制和数控机床开关逻辑控制等实时功能。•后台程序，也称为背景程序，是一个循环运行程序，实现数控加工程序的输入、预处理和管理等任务。•在后台程序的循化运行过程中，前台实时中断程序不断的定时插入，两者

密切配合，共同完成零件的加工任务。前后台型软件结构前台程序故障处理位置控制插补运算……后台程序译码刀补处理速度预处理输入/输出显示中断执行循环执行前后台程序运行关系图1）开放式CNC总体结构•分为两部分：统一的系统平台和由各

功能结构单元对象组成的应用软件模块（或系统参考结构）。4.开放式CNC的软件结构2）系统平台•系统平台由系统硬件和系统软件组成。•系统硬件由机床的功能需求决定。•系统软件分为系统核心（如操作系统、通信系统、实时配置系统等）、可选的系统软件（如数据库系

统等）和标准的应用程序界面。•操作系统、通信系统、实时配置系统构成了整个控制系统运行的基础。（1）操作系统（2）通信系统（3）配置系统3）开放式数控系统（1）开放式数控装置的概念结构硬件配置单元软件配置单元标准计算机硬件数控系统基本硬件数控功能应用程序DOS(WINDOWS)实时多

任务操作系统RTM应用程序接口NC构件库（2）开放式数控系统的优点数控系统厂品种减少、批量增加，易于满足用户要求；开放式的标准框架，促进各行业的软件厂商参与；软件开发效率提高，产品更新加快。机床厂可使整机具有个性化，降低开发成本。

减少对系统厂的依赖，保护自己专有技术。最终用户购买机床时的初期成本透明化；能实现用户自身独特的FA系统设计；用户界面的一致性，易于使用和培训；（3）开放式数控研究状况美国在20世纪90年代初提出了开发下一代控制器的计划NGC(NextGenerationController)，以后又提出

了OMAC（OpenModularArchitectureControl）计划，重点开发以PC为平台的开放式模块化控制器。欧洲也在20世纪90年代初开始OSACA(OpenSystemArchitectureforControls

withinAutomationsystem)计划，目标是研制出开放式控制系统的体系结构。由于技术等方面的限制，要在短期内完全实现这种理想的开放式数控系统，还有不少困难。目前开放式数控的一个具体表现就是发展基于PC的数控系统。数控

系统的PC化正成为开放式数控系统一个潮流，代表了CNC发展的主要方向。基于PC的开放式数控系统基本有3种结构形式：ＰＣ嵌入ＣＮＣ型CNC嵌入ＰＣ型全软件CNC型系统参考结构是用来精确描述功能元对象和功能模块之间的关系，以及各模块之间的关系；精确定义各模块和

各功能元对象的行为和属性，以及模块和功能元对象与系统平台之间的界面，以保证不同供应商提供的功能模块在不同平台之上的协调工作。5.系统参考结构VSVS开放体系结构CNC的优点–向未来技术开放：由于软硬件接口都遵循公认的标准协议，只需少量的重新设计和调整，新一代的通用

软硬件资源就可能被现有系统所采纳、吸收和兼容开放标准化的人机界面：标准化的编程语言，方便用户使用VSVS–向用户特殊要求开放：更新产品、扩充能力、提供可供选择的硬软件产品的各种组合以满足特殊应用要求，给用户提供一个方法，从低级控

制器开始，逐步提高，直到达到所要求的性能为止。VSVS国内外开放式数控系统的研究进展几大研究计划–美国：NGC(TheNextGenerationWork-station/MachineController)和OMAC(OpenModularArchitecture

Controller)计划–欧共体：OSACA（OpenSystemArchitectureforControlwithinAutomationSystems)计划–日本：OSEC(OpenSystemEnvironmentforController)计

划–华中I型——基于IPC的CNC开放体系结构–航天I型CNC系统——基于PC的多机CNC开放体系结构1.零件程序的输入将编制好的程序送入数控装置的过程。有手动输入和自动输入两种方式。手动一般是通过键盘输入，自动输入可用纸带、磁带、磁盘等程序介质输入。且越来越多的使

用通信输入方式。5.4CNC系统的控制原理与功能5.4.1CNC系统的控制原理–输入过程零件程序的输入过程流程图送出译码外存或通信接口零件程序缓冲区MDI键盘MDI缓冲区零件程序存储区程序的存储CNC系统一般在计算机的存储器中开辟

一个零件程序区，输入时将零件整个加工程序一次送入存储区。零件加工程序在零件程序存储区中连续存放，段与段之间不留任何空间。零件程序存储区中设有一个零件程序目录表和取程序指针单元，该指针单元的内容永远指向下一步应该存入或取出单元的地址。存储目录区零件程序区程序号零件程序1程序

首址程序终址程序号零件程序2程序首址程序终址……空白目录区零件程序1零件程序2零件程序3…零件程序I…零件程序n空白程序区零件程序存储器的结构示意图图3－3数控系统的程序输入过程输入读出2.译码所谓“译码”就是

将输入的数控加工程序段按一定规则翻译成CNC装置中计算机能识别的数据形式，并按约定的格式存放在指定的译码结果缓冲器中。具体地说，译码是将零件程序中的零件轮廓信息、进给速度信息和其他辅助信息按照一定的语法规则解释为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域。

译码可在加工前一次性将整个程序翻译完，并在译码过程中对程序进行语法检查，若有语法错误则报警，即所谓的编译方式；另一种处理方式是在加工过程中进行译码，即计算机在进行加工控制时，利用空闲时间来对后面的程序段进行译码，称为解释方式。数控软件的数据转换流程加工程序译码刀补处理速度控制插

补处理位置控制伺服驱动PLC控制位置反馈译码缓冲区刀补缓冲区运行缓冲区译码后的数据有两种存放格式。1．不按字符格式的存放方法每个程序段数据以程序段结束符开头与结尾。功能字用特征码表示其地址字符，编码不一定与原输入的标准编码一致。尺寸字转换为二进制，不保留地址字符，按固定格式存放。如

G、M、S、T字符用一个字节的高四位表示其特征（如1、2、3、4），用该字节的低四位表示其代码。如G04可用14或1004表示，M30可用27或2030表示。尺寸字的固定顺序是X、Y、Z、I、J、K、F。某尺寸没有时，应占零。

高4位低4位说明13G0323M03100X值50Y值0Z值0I值50J值0K值100F值不按字符格式的译码数据存放格式M03G03X100.Y50.I0J50.F100.；以标志形式存放G指令示例D7D6D5D4D3D2D1D0G000：无该指令；1：有该指令G010：无该指令；1：有该指令

G020：无该指令；1：有该指令G030：无该指令；1：有该指令G90/G910：G90；1：G91｝G060：无该指令；1：有该指令00：G40；01：G41；10；G42图3－4数控系统的程序读出过程图3－4数控系统的程序读出过程图3－4数控系

统的程序读出过程常用数控码及内码图3－4数控系统的程序读出过程2.保留字符格式的整理和存放在接收程序中的全部字符，程序输入时，只对标准代码字符进行换码，暂不进行十翻二运算及格式整理，将其转换成一种固定格式。N×××G90/G91G00G17G41G04I±

××××J±K±X±Y±Z±PQRMLF3.刀具补偿分为：1）刀具长度补偿2）刀具半径补偿刀具半径补偿功能的主要用途实时将编程轨迹变换成刀具中心轨迹。可避免在加工中由于刀具半径的变化而重新编程的麻烦。刀具半径误差补偿，刀具的磨损或换刀刀具半径变化减少粗、精加工程序编制的工作量。凸凹

模加工刀具半径补偿的常用方法：•B刀补：仅根据本程序段的轮廓尺寸进行刀具半径补偿，各个程序段之间的连接由编程人员进行处理，以圆弧连接。如图示。A’B’C”CBAG41刀具G42刀具编程轨迹刀具中心轨迹C’•C刀补采用直线作为轮廓间的过渡特点：–

尖角工艺性好–可实现过切自动预报(在内轮廓加工时)，从而避免产生过切。A’B’C”CBAG41刀具G42刀具编程轨迹刀具中心轨迹C’C刀补的转接形式和过渡方式•转接形式根据前后两编程轨迹的不同，刀具中心轨迹有不同连接方法。在一般的CNC装置中，均有圆弧和直线插补两种功能。对由这两种线形组

成的编程轨迹有以下四种转接形式直线与园弧园弧与园弧直线与直线转接直线与圆弧转接圆弧与直线转接圆弧与圆弧转接α刀具中心轨迹编程轨迹非加工侧加工侧α非加工侧编程轨迹刀具中心轨迹加工侧过渡方式对应两编程轨迹间，刀具中心轨迹过渡连

接形式矢量夹角α：指两编程轨迹在交点处非加工侧的夹角α根据两段程序轨迹的矢量夹角α和刀补方向的不同，过渡方式有以下几种：缩短型：矢量夹角α≥180o刀具中心轨迹短于编程轨迹的过渡方式。伸长型：矢量夹角90o≤α＜180o刀具中心轨迹长于编程轨迹的过

渡方式。插入型：矢量夹角α＜90o在两段刀具中心轨迹之间插入一段直线的过渡方式。图G41直线与直线转接情况VSVS缩短型缩短型插入型插入型伸长型4.插补在一条已知起点和终点的曲线上自动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，用其差值控制进给电机，以实现对位置的精确控制。6.速度控制1）脉冲增量插补方式的速度计算脉冲增量插补用于以步进电机为执行元件的开环伺服系统。进给脉冲的频率决定了坐标轴的移动速度。速度计算是根据程编F值确

定脉冲频率值。步进电机每走一步，坐标轴移动一个脉冲当量δ。进给速度F与脉冲频率f之间的关系如下。两轴联动时，各坐标轴的进给速度如下：合成进给速度为2）数据采样法插补的速度计算（1）前加减速控制（2）后加减速控制60Ffyy

xxf60Ff60F2y2xFFFCNC的信息流程图功能：满足用户操作和机床控制要求的方法和手段。5.4.2CNC控制器的功能基本功能——数控系统基本配置的功能，即必备的功能；选择功能——用户可根据实际使用要

求选择的功能。1.控制功能CNC能控制和能联动控制的进给轴数。CNC的进给轴分类：移动轴（X、Y、Z）回转轴（A、B、C）基本轴和附加轴（U、V、W）。2.准备功能（G功能）——指令机床运动方式的功能。3.插补功能

和固定循环功能——插补功能数控系统实现零件轮廓(平面或空间)加工轨迹运算的功能。——固定循环功能数控系统实现典型加工循环（如：钻孔、攻丝、镗孔、深孔钻削和切螺纹等）的功能4.进给功能——进给速度的控制功能。切削进给速度——控制刀具相对工件的运动速度，单位为mm/min（inch/min

）。同步进给速度——实现切削速度和进给速度的同步，单位为mm/r（inch/min）。快速进给速度通过参数设定，用G00指令。进给倍率（进给修调率）——通过设置在操作面板上的进给倍率开关来给定。5.主轴功能——主轴切削速度、周向位置控制功能。主轴转速

——主轴转速的控制功能，单位：r/min。恒线速度控制——刀具切削点的切削速度为恒速的控制功能。单位：（m/min）主轴定向控制——主轴周向定位于特定位置控制的功能。C轴控制——主轴周向任意位置控制的功能。主轴修调率——人工实时修

调预先设定的主轴转速。6.辅助功能（M功能）——用于指令机床辅助操作的功能。如主轴的启动和停止，刀具夹紧、松开，切削液的开和关。7.刀具管理功能——选择刀具，实现对刀具几何尺寸和刀具寿命的管理功能。刀具几何尺寸管理：管理刀具半径和长度，供刀具补偿功能使用；刀具寿命管理

：管理时间寿命，当刀具寿命到期时CNC系统将提示更换刀具；刀具类型管理：用于标识刀库中的刀具和自动选择加工刀具。8.补偿功能刀具半径和长度补偿功能：实现按零件轮廓编制的程序控制刀具中心轨迹的功能。传动链误差：包括螺距误差补偿和反向间隙误差补偿功能。非线性误差补偿功能：对诸如热变形、静态弹

性变形、空间误差以及由刀具磨损所引起的加工误差等。在CNC装置中这类功能有：菜单结构操作界面；零件加工程序的编辑环境；系统和机床参数、状态、故障信息的显示、查询或修改画面。9.字符、图形显示功能，人机对话功能10.自诊断功能——CNC自动实现故障预报和故障定位的

功能。开机自诊断；在线自诊断；离线自诊断；远程通信诊断。11.通信功能——CNC与外界进行信息和数据交换的功能RS232C接口，可传送零件加工程序，DNC接口，可实现直接数控，MAP(制造自动化协议)模块，网卡适应FMS、CIMS、

IMS等制造系统集成的要求。12.人机交互图形编程功能可以根据蓝图直接编制程序，即操作员只需送入零件图样简单表示的几何尺寸，就能自动计算出全部交点、切点和圆心坐标，生成加工程序。日本FANUC系列数控系统日本FANUC公司是世界上最大的专业生产数控装置和机器人、智能化设备的著名厂商。FANU

C公司创建于1956年，1959年首先推出了电液步进电机。1976年FANUC公司研制成功数控系统5，随时后又与SIEMENS公司联合研制了具有先进水平的数控系统7，从这时起，FANUC公司逐步发展成为世界上最大的专业数控系统生产厂家。5.5典型

数控系统1979年研制出数控系统6。1985年FANUC公司又推出了数控系统0，它的目标是体积小、价格低，适用于机电一体化的小型机床，因此它与适用于中、大型的系统10、11、12一起组成了这一时期的全新系列产品。1987年FANUC

公司又成功研制出数控系统15，被称之为划时代的人工智能型数控系统.FANUC新推出的高性能30iMODELA型数控系统。新研发的软件可配合控制40轴，24轴联动控制，同时执行10个不同的CNC程序，是世界上单个CNC控制器可控轴数之最.FANUC公司生产的CNC产品主要有FS3、FS6、

FS0、FS10／11／12、FS15、FS16、FS18和FS21／210系列等。FANUC公司的CNC装置进入中国市场比较早的产品是FS3和FS6系列等，现在已经很少使用，目前我国用户主要使用的有FS0、FS15、FS

16、FS18和FS21／210系列等。1）FS0FS0系列是可组成面板装配式数控装置，易于组成机电一体化系统。FS0系列数控装置有许多规格，适用于各种中、（1）FS0MA、FS0MB、FS0MEA、FS0MC数控装置用于加工中心、镗床、铣床。（2）

FS0MF是对话型数控装置，用于加工中心、镗床、铣床。（3）FS0TA、FS0TB、FS0TEA、FS0TC数控装置用于车床。（4）FS0TO、FS0TF是对话型数控装置，用于车床。（5）FS0TTA、FS0TTB、FS0TTC数控装置用于（6）FS0GA、FS0GB（7）FS0PB数控装置用于

回转头压力机。2）FS10／11／12和FS0系列一样，FS10／11／12系列也有很多规格，如M型、T型、TT型和F型等，可用于各种机床。M型数控装置用于加工中心、铣床、镗床；T型数控装置用于车床；TT型数控装置用于双刀架车床。3）FS15FS

15系列是FANUC公司较新的32位CNC装置，被称为AI(人工智能)数控装置。FS15系列数控装置采用多微处理器的模块式多主总线(FANUCBUS)结构，主CPU为68020。在PMC、轴控制、图形控制、通信、自动编程功

能中都有各自的CPU。FS15系列可构成2～15轴系统，适用于大型机床、多系统和多轴控制的数控机床。4）FS16FS16系列的性能位于FS15系列和FS0系列之间，结构为多主控总线，它在采用了32位CISC(ComplexInstructionSet

Computer)处理器的基础上增加了用于高速运算处理的32位RISC(ReducedInstructionSetComputer)5）FS18F18系列是在F16系列之后推出的32位数控装置，性能也位于FS15系列和FS0系列之间，但低于

FS16系列。其特点是可进行四轴伺服控制和两轴主轴控制。德国SIEMENS公司的SINUMERIK系列CNC系统产品理念：是为所有机床提供最合适的数控系统。从为经济型车削量身设计的SINUMERIK801，到适合所有加工领域

、代表高端创新技术的SINUMERIK840D，当前西门子在中国市场的产品销售数量占全球第二，仅次于德国。2005年中国国际机床博览会上，发布了配备新型驱动系统sinamicss120的inumerik80

2dsolutionline（sl）数控系统。SINUMERIK840D是西门子数控产品的突出代表。于1994年推出。它保持西门子前两代系统SINUMERIK880和840C的三CPU结构：人机通信CPU（MMC-CPU）、数字控制

CPU（NC-CPU）和可编程逻辑控制器CPU（PLC-CPU）。•SINUMERIK810D是一个全数字化构造的控制器，高集成数字化数控系统，可将CNC和驱动系统集成在一块板子上；可控制5轴或4个进

给轴和1个主轴；可实现4轴线性插补；采有SIMATICS7-300家族紧凑I/O模块；高速加工中的综合运动控制；提供机械扰动补偿等。2．SIEMENSSIEMENS公司有SINUMERIK3、SINUMERIK8、SINUMERIK802、SINUMERIK810、SINUMERIK820、S

INUMERIK850、SINUMERIK880、SINUMERIK805、SINUMERIK840系列等数控装置，每个系列都有适用于不同性能和功能的机床数控装置。SIEMENS数控装置采用模块化结构

，具有接口诊断功能和数据通信功能。1）SINUMERIK8SINUMERIK8系列生产于20世纪70年代末，其中，SINUMERIK8M／8ME／8ME－C、Sprint8M／Sprint8ME／Sprint8ME－C，主要用于钻床、镗床和加工中心等机床，SINUMERIK8MC／

8MCE／8MCE－C主要用于大型镗铣床；SINUMERIK8T／Sprint8T主要用于车床，Sprint系列具有蓝图编程功能。2）SINUMERIK3SINUMERIK3系列生产于20世纪80年代初，有M型、T型、TT型、G型和N型

等，适用于各种机床的控制。3）SINUMERIK810／820SINUMERIK810／820系列生产于20世纪80年代中期。SINUMERIK810SINUMERIK820在体系结构和功能上相近，它们的不同之处是被译码M信号的个数(810：24个；820：10

0个)和CRT的类型(810：9in，单色；820：12in，彩色)。4）SINUMERIK850／880SINUMERIK850／880系列生产于20世纪80年代末，有850M、850T、880M和880T等规格

。SINUMERIK850/880是多微机轮廓轨迹控制数控装置，具有机器人功能，适用于复杂功能机床以及FMS、CIMS。它的主CPU为80386，内置PLC输入、输出点数为1024，有256个定时器和128个计数器。数控装置采用SINECH1总线连线方式联网

，SINEC是以以太网为基础开发的，具有很强的通信功能，可在加工的同时与柔性制造系统交换信息。SINUMERIK880数控装置可控制24轴，比SINUMERIK850数控装置能控制的轴数多一倍。5)SINUMERIK840DSINUMERIK840D系列生产于1

994年，是新设计的全数字化CNC系统，具有高度模块化及规范化的结构。它将CNC和驱动控制集成在一块板子上，将闭环控制的全部硬件和软件集成在1cm2的区域中，便于操作、编程和监控。6)SINUMERIK810DSINUMERIK810D系列生产于1996年，是在84

0DCNC系统的基础上开发的。该系统配备了功能强大的软件，具有如下特点：（1）SINUMERIK810D将CNC和驱动控制集成在一块板子上，所以SINUMERIK810D系统没有驱动接口。（2）软件设计方面

，增加了新的使用功能，极大地提高了810D的应用范围。例如提前预测功能、坐标变换功能、固定点停止、刀具管理、样条(A、B、C样条)插补功能和温度补偿功能等。（3）SINUMERIK810D集成了多种功能和选择部件，它不仅用于数控机床配套，在木材加工、石材

处理和包装机械等行业也有广阔的应用前景。7)SINUMERIK802近几年SIEMENS公司又推出了SINUMERIK802系列CNC装置。该系列CNC装置有802S、802C和802D等型号，其中802S主要用于经济型车床。图3－4数控系统的程序

读出过程日本三菱控制器系统(M64SM,M64AS,E60等)日本三菱MITSUBISHI控制器系统(M64SM,M64AS,E60等)M64A/M64SMCNC控制器标准配备了RISC64位CPU（与M64相比，整体

性能提高了1.5倍）；高速高精度机能对应，尤为适合模具加工；内藏对应全世界主要通用的12种多国语言操作界面；可对应内含以太网络和IC卡界面；内藏波形显示功能，工件位置坐标及中心点测量功能；缓冲区修正机能扩展：可对应IC卡/计算机链接B/DNC/记忆/MDI

等模式；简易式对话程序软件；可对应Windows95/98/2000/NT4.0/Me的PLC开发软件；特殊G代码和固定循环程序，如G12/13、G34/35/36、G37.1等。西班牙FAGOR数控系统西班牙发格（FAGOR）是世界著

名的集团公司，他诞生于50年代.是世界著名的机床数控（CNC），数显（DRO）和光栅尺制造商（世界第二大数显表，光栅尺，编码器制造商，世界前四名数控系统制造商）FAGOR8050系列，采用交互式编辑程序指导系统，简化程序的编辑，用简要的表格编辑程序，利用蓝图

建立程序。其8050TC型数控系统，被称为高档傻瓜式数控系统。FAGOR（发格）数控系统操作友好、简单、直观，支持符合ISO标准的G代码编程及高级语言编程。FAGOR8070CNC可以控制28个进给轴、4个主轴、4个刀库、4通道。作为开放式数控系统，具有较大的程序及数据存储能力（硬盘）及较强

的通讯能力，可集成第三方软件，具有丰富的用户定制功能。•沈阳高档数控国家工程研究中心的蓝天Ⅰ型（沈阳自动化所）沈阳高精数控技术有限公司。从上个世纪80年代末自行研制开发出我国第一台高档数控系统——“蓝天一号”到1993年被批准成立“高档数控国家工程研究中心”

，拥有多项自主知识产权和核心技术，获得了31项国家专利和5项国家级新产品。结束了三轴以上数控系统被国外一统天下的局面；１、蓝天CNC是我国第一个高档数控系统２、取得了我国第一个高档数控系统软件版权(蓝天1号)，３、配备了我国第一台五轴

联动加工中心••4.蓝天CNC是我国第一个出口的高档数控系统高档系列以NC-110数控系统为核心，8轴联动；中档系列以NC-200/NC-210数控系统为核心，4轴联动；LT-7501、LT-8520/8530高档数

控系统、LT-3210/3220高档数控系统三个产品，分别获得中国科学院科技进步一等奖。华中数控系统（HNC）：华中数控系统有限公司成立于1995年。1999年11月，国家科技部正式发文，批准在原华中理工大学建立国家

数控系统工程技术研究中心。由国家有关部门、华中理工大学和武汉华中数控系统有限公司共同投资组建。主要产品：华中Ⅰ型、华中2000、华中世纪星•华中-2000型数控系统(HNC-2000)是在华中I型(HNC-1)高性能数控系统的

基础上开发的高档数控系统.华中“世纪星”数控系统是在华中I型、华中2000系列数控系统的基础上，满足用户对低价格、高性能、简单、可靠的要求而开发的数控系统.•2008年，华中数控推出了以下新产品：•世纪星HNC-18i/TD车床数控系统•世纪星HNC-18xp

/MD，HNC-19xp/MD铣削数控装置••••广州数控GSK•用自主创新谱写奇迹，创造了一个企业跨越式发展的故事———(1991年建厂)仅用16年，竟把诸多竞争对手远远抛在身后，闯入了世界三强的位置。是全国最大机床数控系统生产基地。2007年广州数控拥有研

发人员400人，年投入研发经费达到总收入的8%，数控系统产量占国产数控系统总量的50%，位居世界前三位，连续八年全国产销量第一近年来，成功开发GSK980TD系列中高档车床数控系统、DAP01交流异步主轴伺服驱动单元、GSK983/GSK21M四轴联动加工中心数

控系统•••中国珠峰公司的中华Ⅰ型（北京机床研究所），北京航天机床数控系统集团公司的航天Ⅰ型，中国珠峰数控公司和北京航空航天大学联合攻关的国家“八五”重大科技成果——中华Ⅰ型数控系统(产品型号CME988)，是以32位

CPU通用工业控制机为基础的总线式、模块化、多通道、多轴控制的数控系统。它以高速度、高精度和丰富的软件功能达到同类产品的国际先进水平。•我国数控机床生产厂共有100多家，其中能批量生产的企业有42家(国有企业30家，民营企业

5家，合资、独资企业7家)，平均年产量40～50台，几家重点企业年产量可达400～700台；数控系统(包括主轴和进给驱动单元)生产企业约50家。而我国的高档数控市场的95%仍被国外公司占据，如日本的法拉克，德国的西门子等。•天津

第一机床总厂、大连机床厂、齐齐哈尔机床厂，成都广泰数控，北京帝特马数控，南京新方达数控，江苏仁和数控，南京华兴数控等，跻身世界机床10强的沈阳机床集团。•沈阳机床（集团）有限责任公司于1995年通过对沈阳第一机床厂、中捷友谊厂

、沈阳第三机床厂三大机床厂资产重组而组建。并于2004年成功并购德国希斯公司、重组云南机床厂；2006年控股昆明机床厂。2007年经济规模突破100亿元，数控机床产量突破2万台，海外市场销售收入突破1.5亿美元，机床产销量、市场占有率居国内同行业首位，机床产品的销售收入名列世界机床行业第八

位。为汽车、国防军工、航空航天等行业提供的数控机床已占数控机床总销量的70%以上；为上海磁悬浮列车项目提供4条轨道梁加工生产线，为奇瑞汽车成功提供四条发动机缸体、缸盖生产线。包括数控车床、数控铣镗床、立式加工中心、卧式加工中心、数控钻床、高速仿形铣床、激光切割机、质

量定心机及各种数控专用机床和数控刀架等。••••大连机床集团有限责任公司大连机床集团有限责任公司是混合经济所有制大型企业集团。现资产总额61.8亿元。24个全资、合资、控股及参股子公司；集团公司与美国、德国、日本、韩国、以色列、瑞士等国家和地区组建了合资公司8

个。截至2006年年末集团公司在册职工为13200人，实现产值82.4亿元，企业销售收入连续七年居全国机床工具行业首位。2006年，大连机床集团以年销售9.35亿美元位居世界第8；集团还荣列2006年中国企业500强第4

00名；主要产品有：柔性制造系统、立卧式加工中心、数控车床和车铣中心、大型数控五轴联动龙门镗铣床和五面加工中心、高速精密车床、500多个品种。••五轴立式加工中心••济南一机床集团有限公司是国家大型一类企业，拥有近二十个系列的主导产品，产品品种多达百余种，建有千兆计算机局域网并采用CAD

/CAPP/PDM等技术进行产品设计。•企业重视科技进步、技术创新，历年来多次承担国家级“863”科技攻关项目，也是国家重点支持的数控机床产业化基地之一。自2001年以来，连续三年获全国“数控产值十佳企业”称号。数控车床系列产品于2004年获国家颁发的“中国名牌产品”及“产品质量

国家免检”荣誉，标志着企业产品的质量、技术、管理水平又迈上了一个重要的新台阶。包括普通车床、数控车床（立式、卧室、斜床身）、加工中心（立式、卧式）及各种专机和电工设备等。••卧式加工中心•上海机床厂有限公司是中国最大的精密磨床制造企业；•主要产品有：外圆磨床、平面磨床、轧辊磨床、

曲轴磨床、双端面磨床、花键轴磨床、磨齿机、螺纹丝杆磨床、凸轮轴磨床等各类普通、数控、大型、专用等磨床。精密量仪（三坐标测量机、圆度仪等）；立式加工中心；电加工机床（电火花切割机、电火花成型机）；木工机械产品。••H

187A数控曲轴主轴颈磨床••宝鸡机床集团有限公司是具有外贸进出口自营权的大型国家工业企业和高新技术企业。•企业主导产品有柔性车削加工制造单元、复合车铣中心、车削中心、加工中心、数控车床、数控铣床、普通车床、专用机床、机床刀具等。产品畅销国内、远销50多个国家和地区。产

品广泛应用在汽车、工程机械、纺织机械、造船等各种机械加工领域。••CX25Y数控车铣中心••秦川机床集团有限公司（原名秦川机床厂），1965年从上海内迁至陕西宝鸡，是我国精密机床制造行业的龙头企业。•公司现有员工3472人截止2005年底，公司资产总额16.3亿元，

形成了精密数控机床、塑料机械与环保新材料、液压与汽车零部件、精密特种齿轮传动、精密机床铸件、中高档专用机床数控系统及数控机床维修服务等六大主体产业群。拥有20多家控股、参股公司。•公司开发多种系列、不同规格专用机床、加工中心产品。其中04年研发成功的龙门式车铣镗VTM180、VTM2

60、VTM320系列车铣镗复合加工中心，具有当今国际先进水平，2003、2004、2005连续三年蝉联中国机床工具行业“产品销售收入十佳企业”“数控产值十佳企业”••••杭州机床集团有限公司是中国机床行业十强企业之一，是由国内最大的平面磨床专业制造厂杭州机床厂和杭州最早批量生产电火花线切割

机的专业制造厂杭州无线电专用设备一厂，于2001年12月28日成立。•建有大型数控精密平面磨床、常规通用磨床、精密小型平面磨床、数控电加工机床、出口铸件、工量具制造等六大生产经营区••MGKF600高精度数控立轴复合

磨床••武汉重型机床集团有限公司的前身是我国“一五”时期156项重点工程之一的武汉重型机床厂，该厂是我国制造数控重型和超重型机床的大型骨干企业。•集团公司目前拥有立式车床、卧式车床、镗床、铣镗床、齿轮加工机床、轧辊磨床、激光加工机床、回转工

作台、锻压设备及各类专机12大类30个系列200多个可供品种••FB系列数控落地铣镗床••青岛重型机床有限公司，位于青岛北部机械生产基地，公司占地68000余平方米，公司自1986年建厂至今已积累了三十余年的铸造、加工及产品检测经验！是一家集科研、开发到铸造、加工装配一

体化的重型机床生产厂家，公司拥有两条完善的大型树脂砂铸造生产线及一条大型中频炉合金钢生产线，能满足各种牌号的铸件铸造要求。机床的所有铸件采用机床专用耐磨铸铁及合金耐磨铸铁并经回火或固硬化处理，加工后再经超音频或高频淬火处理大大提高了机床的稳定性、耐久性。所生

产的龙门刨、铣、磨床系列深受省内外广大用户赞誉！••龙门铣床••齐二机床集团有限公司（由原齐齐哈尔第二机床厂改制）1950年10月于沈阳北迁建厂，是“一五”期间我国机械工业第一批重点骨干企业。机床行业“十佳企业”。•重点产品：重型数控落地铣镗床、重型数控龙门镗铣床、重型数控立式车床、数控铣床及

加工中心、重型机械压力机和自动锻压机系列产品，以及大型数控缠绕机、五轴联动混联机床及各类大型数控专机。产品突出“重”字，重型、超重型类机床产品产值率达到80%，重型金切机床产值位居国内同行业第一。••数控卧式并联机床••齐重数控装备股份有限公司是全国机床行业大型重点骨干企业。现已成为

国际知名、国内一流的重大装备及国防装备保障产业化基地，是中国金属切削机床10强企业、中国机床销售收入10佳企业、我国重型机床行业唯一的“中国工业行业排头兵企业”。•“齐一”牌:数控重型镗铣床、数控重型曲轴车床、数控不落轮对车床、数控动梁龙门移动式镗铣床

、高速铣床、数控立式磨床、数控立式钻铣床、数控立式铣齿机等新产品不断问世，而且各项精度指标都达到国际先进水平。••柔性加工单元是由立式车削加工中心为主机，加上找正台、传递台、存储台和拖板系统组成。••汉川机床有限责任公司的前

身是汉川机床厂。六十年代中期由北京迁至陕西汉中。经过三十多年的发展，现已成为我国加工中心、数控镗铣床、精密数控电加工机床最重要的生产基地，推出XK718A，HCM600数控铣床和高速数控雕铣机，HCD300K数控电火花成型机。••。XH

2412龙门式加工中心••上海重型机床厂有限公司（原上海重型机床厂）创建于1959年，座落上海闵行工业区，是我国的重型工作母机的主要制造厂之一。工厂隶属于上海电气（HK:2727）下的上海电气机床集团公司。工厂一直致力于

高精度机床的研发和制造，为全球各领域的用户提供可靠的机床设备和经济方案。“团队协作恪守承诺”是工厂赖以生存的价值观主要生产“数控卧式车床”、“龙门导轨磨床”和“深孔钻镗床”三大系列，以及与其相关的其他机床。••。MK53

系列定梁式数控龙门导轨磨床••大连大森数控先后研制开发出16种数控系统、2个系列15个型号伺服电机和2款机器人刺绣机，在中国的数控市场上成功地打响了“大森”这一民族数控品牌。自成立至今，大森数控已累计推向市场36000余套数控系统；并于2005年、2006年连续两年被评为“中国数控行业最具

影响力品牌”和“中国数控市场第一品牌”。就是这样一个拥有26名职工的公司，2002年数控系统的销售额竟达到了1．19亿元，排在国产数控品牌之首，与日本法那克和德国西门子处于三足鼎立的局面，被国内同行称为“大森现象”、“中国数控第一牌”等称号。•五轴联动数控系统

••成都广泰数控（民营）•推出了GREAT-150iM(A)/iT(A)、GREAT-66TA数控系统及各种型号的交流伺服驱动系统等高性能的全新数控产品。•北京帝特马数控设备公司是一家专门从事机床数控系统的开发、生产、销售、服务的专业性公司。公司成立已有十五年历史，

是北京市高新技术企业中的明星企业。现每年生产销售数控系统数千套。根据我国国情，在充分进行市场调研的基础上，先后研制出经济型数控系统2T,3T,4T,5T及全功能系统6T,7T。图3－4数控系统的程序读出过程（美国辛辛那

提CINCINATI）始建于1884年的美国辛辛那提公司以卓越的制造能力和优异的性价比而闻名。ACRAMATIC数控系统2000年，世界最大的专业机床制造商日本山崎马扎克（MAZAK）公司在宁夏银川投资建了名为“宁夏小巨人机床公司”的机床公司，生产数控车床、立式加工中心和车铣复合中心。山崎

马扎克株式会社是产量位居世界第一位的机床制造厂商。MAZAK的产品总的来说包括四大类,1:复合车削加工中心2:数控车床MAZAK公司的数控车床被称做“世界标准机”,,3:加工中心MAZAK的加工中心(卧式和立式)在世界所占的比重是最大的。••图3

－4数控系统的程序读出过程意大利菲迪亚(FIDIA)意大利菲迪亚公司是世界著名的数字控制及高速铣床研究制造企业。是模型模具业享有盛誉的国际化公司。其高速加工设备在模具制造业,航空制造业等多领域中得到广泛应用。菲迪亚产

品囊括了模具加工所需的高速铣机床，数控系统以及特别针对模型模具制造的软件和附件等各类产品。图3－4数控系统的程序读出过程法国扭姆NUM施耐德自动化是当今世界上最大的自动化设备供应商之一，专门从事CNC数控系统的开发

和研究，NUM公司是法国著名的一家国际性公司，专门从事CNC数控系统的开发和研究，是施耐德电气的子公司，欧洲第二大数控系统供货商。主要产品有：NUM1020/1040、NUM1020M、NUM1020T、NUM1040M、NUM1040T、NUM1060、

NUM1050、NUM驱动及电机。图3－4数控系统的程序读出过程瑞士米克朗公司（MIKRON）有着近百年历史的瑞士米克朗公司是世界著名的精密机床制造商，它于1908年成立于瑞士比尔。多年来，米克朗公司始终保持着在制造五

轴联动加工中心方面的领先地位。哈斯自动化公司是美国最大的CNC机床制造厂，在数控领域是当今世界上规模最大的制造商之一，位于美国加州洛杉矶奥克斯纳德市。主要产品有数控立式和卧式加工中心、数控车削中心、转台和分度仪。图3－4数控系统的程序读出过程2003年，德国著名的机床制造商德马吉(

DMG)在上海投资建厂，目前年组装生产数控车床和立式加工中心120台左右。是世界第二、欧洲最大的机床设备制造企业。2002年，日本著名的机床生产商大隈公司(Okuma)和北京第一机床厂合资建厂，年生产

能力为1000台，生产数控车床、立式加工中心、卧式加工中心。日本大隈株式会社是日本及世界上最大的数控机床制造厂之一，至今已有100多年历史。韩国斗山大宇在山东青岛投资建厂。大宇综合机械株式会社成立于1937年，起初名为朝鲜机械制作所，此后一直是领导韩国机械产业发展的龙头企业，如今已成为韩国最

大的机械公司。图3－4数控系统的程序读出过程台湾省的著名机床制造商友嘉（FEELER）在浙江萧山投资建厂，年生产能力800台。友嘉实业是台湾机床行业中第一流的企业,拥有友嘉工具机品牌;2000年台湾海关统

计,友嘉出口机床占台湾机床年产量的25%,主要产品有立式加工中心,卧式加工中心,龙门加工中心,车削中心,数控车床等.友嘉实业集团在台湾,日本,杭州均设有数控机床厂.德国海德汉HEIDENHAIN-拥有114年光刻制造技术的德国公司以生产高精度的产品而著名，光栅尺的分辨率高达1纳米，光栅尺的精度高达

±0.1微米，角度编码器精度高达±0.2角秒，绝对式角度编码器位数为27位产品遍布全球。