数控系统由什么组成？

一般整个数控系统由三大部分组成，即控制系统，伺服系统和位置测量系统。控制系统硬件是一个具有输入输出功能的专用计算机系统，按加工工件程序进行插补运算，发出控制指令到伺服驱动系统。

好的，数控系统主要由以下几个核心部分组成：

数控装置 / CNC 控制器：
- 这是数控系统的“大脑”和核心。
- 硬件： 包含计算机系统（或专用处理单元）、主板、存储器（ROM， RAM）、各种输入/输出接口卡。
- 软件：
  - 系统软件： 操作系统、硬件驱动、基础管理功能。
  - 核心控制软件： 实现插补运算（负责计算刀具移动轨迹）、位置控制（精确控制电机位置和速度）、速度控制等核心算法。
  - PLC 控制软件： 处理逻辑顺序控制（如冷却、换刀、夹具控制等辅助功能）。这部分软件有时与核心控制软件紧密结合，有时相对独立。
- 功能： 负责接收、存储加工程序，对程序进行译码和运算，生成控制指令（位置、速度、辅助动作指令），并将这些指令发送给驱动和执行装置。
输入/输出设备：
- 用于操作人员与数控系统交互、输入加工程序和控制命令、以及系统状态信息的显示。
- 主要设备：
  - 操作面板： 包含显示屏幕、功能按键、手摇脉冲发生器、急停开关等。
  - 键盘： 输入、编辑程序，输入参数。
  - 显示器： 显示程序、图形、加工参数、坐标位置、报警信息、加工状态等。
  - 磁盘/存储卡驱动器/USB接口： 用于程序的导入导出。
  - 通讯接口： 如 RS232, RS485, Ethernet, USB等，用于与其他计算机、网络、编程设备进行通信（DNC），或连接外部I/O设备。
  - 机床操作面板： 安装于机床本体上，控制机床的基本操作（如主轴启停、冷却开关、进给倍率、程序启停、点动/手轮进给等）。
伺服驱动装置：
- 功能： 接收来自CNC控制器的位置、速度或转矩指令信号，进行功率放大和转换（将弱电信号放大为驱动电机所需的强电信号），驱动机床的执行电机（伺服电机或步进电机）精确地运动。它是CNC指令与物理运动之间的关键桥梁。
- 组成： 通常包括伺服驱动器（伺服放大器）以及必要的控制反馈元件（如编码器信号接收卡，虽然编码器通常安装在电机或机床上）。
执行装置：
- 功能： 直接驱动机床各坐标轴运动、主轴旋转、换刀装置等执行机构。
- 主要设备：
  - 进给伺服电机 / 步进电机： 驱动工作台（X, Y轴）或刀具主轴（Z轴）等进行直线或旋转运动，实现精确的切削位置控制。
  - 主轴伺服电机 / 变频主轴电机： 驱动机床主轴旋转，提供切削所需的动力和速度。高档系统通常采用主轴伺服控制以精确控制速度、转矩甚至位置（如主轴定向）。
  - 其他辅助执行元件： 如液压站、气压缸、电磁阀等，用于换刀、夹具动作、冷却液开关等辅助功能。
位置检测装置 (测量反馈系统)：
- 功能： 检测机床各移动部件的实际位移量或速度（通常来自电机轴或滚珠丝杠），并将这些信号实时反馈给CNC控制器。控制器将反馈值与指令值进行比较，计算出误差，并调整驱动指令，形成闭环或半闭环控制，以保证运动的精确性和稳定性。开环系统（通常仅使用步进电机）一般没有反馈。
- 主要元件： 光电编码器、旋转变压器、光栅尺、磁栅尺、感应同步器等。
可编程逻辑控制器：
- 功能： 负责机床辅助功能的逻辑顺序控制。它接收来自CNC控制器的辅助功能指令（M代码）和来自机床面板、行程开关、传感器等的输入信号，控制执行元件（继电器、电磁阀、指示灯等）完成换刀、冷却、润滑、夹具松开夹紧、防护门开关等动作。它也向CNC反馈机床状态。
- 形式：
  - 内置式PLC： CPU集成在CNC控制器内，共享硬件资源，通过I/O模块连接外部信号。这是最常见的形式。
  - 外置式PLC： 独立的PLC单元，通过通信总线（如Profibus, I/O Link）与CNC控制器连接。

总结来说，一个完整的数控系统是硬件（计算机、接口、电机、传感器）和软件（系统软件、控制算法、PLC逻辑、人机界面）的复杂结合体。它的核心流程是：操作员通过输入设备发送指令和程序→CNC控制器处理运算并发出命令→伺服驱动装置放大信号→执行装置驱动机床运动→位置检测装置实时反馈实际位置→控制器闭环调节指令→PLC控制辅助动作。所有这些组件协同工作，才能精确地控制机床按照预定程序加工出合格的零件。