数控技术已经成为一项应用成熟的技术。系统地讨论了一台三轴联动数控雕刻机的技术实现,包括机械本体的设计、输入输出信号的控制、步
进电动机速度和加减速度的控制以及三维插补算法。和当前广泛使用的数控雕刻机相比较,该系统
省却了一台专用的控制箱,而是通过PC机的打印机并行口,用软件的方法实现PC机对机械本体的
直接控制。在Windows平台上用VC++语言编写的雕刻监控程序操作界面非常友好,且具有G代
码文件的接口。最后给出了一个雕刻样品。
### 现代数控机床关键技术知识点
#### 一、数控技术概述
数控（Numerical Control，简称NC）技术是利用数字指令对机械运动进行精确控制的一种自动化技术。它通过计算机程序来实现对机械设备的自动控制，广泛应用于各种机械加工领域。随着计算机技术的发展，现代数控技术已经非常成熟，并在工业生产中发挥着重要作用。
#### 二、三轴联动数控雕刻机的技术实现
1. **机械本体设计**：机械本体是数控雕刻机的基础结构，主要包括工作台、滑块、导轨等部分。良好的机械本体设计能够确保设备运行的稳定性和精度。例如，采用高精度直线导轨和滚珠丝杠可以提高运动部件的定位精度和重复定位精度。
2. **输入输出信号控制**：这是实现数控系统与外部设备通信的关键环节。通过对输入输出信号的有效管理，可以实现对机床状态的实时监测和控制。例如，可以通过光电传感器检测工件的位置，通过限位开关防止过行程等。
3. **步进电机速度及加减速控制**：步进电机是数控雕刻机中常用的驱动元件之一。通过对步进电机的速度和加减速过程的精确控制，可以有效提高雕刻质量和效率。通常采用微步驱动技术来平滑电机的运行轨迹，减少振动和噪音。
4. **三维插补算法**：插补是根据给定的起点、终点以及曲线类型计算出各中间点坐标的过程。对于三轴联动的数控雕刻机来说，三维插补算法尤为重要。常见的三维插补方法有线性插补、圆弧插补等，它们能够确保工件表面光滑连续。
#### 三、基于PC机的控制系统设计
1. **控制箱替代方案**：传统的数控系统通常需要专用的控制箱来连接PC机和机械本体之间的通信。而本文介绍的数控雕刻机则是通过PC机的打印机并行口实现直接控制，这种方式不仅节省了成本，还简化了系统的复杂度。
2. **软件实现方式**：采用VC++编程语言在Windows平台上开发了雕刻监控程序。该程序具备友好的用户界面，支持G代码文件的导入和执行。G代码是一种用于数控编程的标准语言，通过它可以直接描述零件的几何形状和加工路径，大大简化了编程工作。
#### 四、结论
本文系统地介绍了三轴联动数控雕刻机的技术实现细节，包括机械本体设计、输入输出信号控制、步进电机速度控制以及三维插补算法等内容。通过PC机的打印机并行口直接控制机械本体的方式，不仅降低了系统的成本，还提高了系统的灵活性。此外，使用VC++编写的雕刻监控程序具有良好的用户体验和G代码接口支持，使得整个系统更加完善实用。这些技术和方法为未来数控雕刻机的发展提供了新的思路和技术支撑。
