CNC系统的组成

CNC系统是由程序、输入输出设备、计算机数控装置（CNC装置）、可编程控制器（PLC）、主轴驱动和伺服驱动等部件组成，其核心是CNC装置。

CNC装置的软件结构

CNC装置的软件可分为管理软件与控制软件两部分。管理软件用来管理零件程序的输入、输出；显示零件程序、刀具位置、系统参数、机床状态及报警；诊断CNC装置是否正常并检查出现故障的原因。而控制软件由译码、刀具补偿、速度控制、插补运算、位置控制等组成。

CNC系统是一个实时计算机控制系统，其基本功能是由各种功能子程序实现的。不同的系统软件结构对这些子程序的安排方式亦不同。目前CNC系统的控制软件基本上有两种常用的典型结构，即前后台型和中断型。

CNC装置的功能

（1）控制功能：能够同时控制的轴（坐标）的数量准备（Ｇ）功能指令机床动作方式的功能。

（2）插补功能：插补的任务是在一条已知起点和终点的曲线上进行“数据点密化”。

（3）固定循环加工功能：将循环动作预先编好程序并存储在存储器中，用G代码进行指令。

（4）进给功能：用来指令坐标轴进给速度的功能。

（5）主轴功能：指主轴的转速和转向功能。

（6）辅助功能：规定主轴的起、停，冷却泵的接通和断开，刀库的起停等。

（7）自诊断功能：CNC装置中设置了各种诊断程序。

（8）通信功能：CNC装置通常具有通信接口。

CNC装置插补原理

数控装置加工的零件轮廓一般由直线、圆弧组成，对于一些非圆曲线轮廓则用直线或圆弧去逼近。这种拟合的方法就是插补。插补计算就是数控系统根据输入的基本数据（如直线终点坐标值，圆弧起点、圆心、终点坐标值、进给速度等），在轮廓的起点到终点之间再密集地计算出有限个坐标点，刀具沿这些坐标点运动，从而逼近理论轮廓。

数控机床中常用的插补法计算方法有逐点比较插补法、数字积分插补法、数据采样插补法等。

逐点比较插补法

基本思想是被控对象在按要求的轨迹运动时，每走一步都要和规定的轨迹比较一下，由比较结果决策下一步运动的方向。这种算法是以折线来逼近直线或圆弧，插补误差小于一个脉冲当量。因此，只要将脉冲当量（每走一步的距离）取得足够小，就可达到加工精度的要求。逐点比较法可以作直线插补，也可以作圆弧插补。

用逐点比较插补法控制机床，每走一步要完成4个拍节：

偏差判别：判别刀具的实际位置对规定图形的偏离位置，以决定进给方向；

进给：沿减少偏差的方向进给一步，以向规定图形靠拢；

偏差计算：计算刀具在新位置上对规定图形的偏差，作为下一步偏差计算的依据；

终点判别：判断是否达到终点。若未到终点，回到偏差判别后继续重复上述循环过程，若达到终点，发出运算完成信号。

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