Obrabiarki sterowane 

numerycznie

Obrabiarka sterowana 

numerycznie (skrót NC z ang. Numerical 

Control) – obrabiarka która przetwarza dyskretne 

wartości wejściowe w postaci binarnej i 

impulsowej na odpowiednie ruchy robocze.

Charakterystycznymi cechami takich obrabiarek 

są:

Nośnik danych, czyli urządzenie wejściowe z 

informacjami sterującymi w postaci kart, taśm, 

dyskietek itp.,

przetwornik danych, przetwarzający informacje 

zawarte na nośniku na sygnały sterujące 

napędami

osobne napędy każdej osi przesuwu i wrzeciona,

sprzężenie zwrotne danych pomiarowych i 

kontrolnych, czyli wyniki pomiarów przemieszczeń 

zwracane są do przetwornika umożliwiając 

korekcję położenia względem osi współrzędnych 

"x" , "y" i "z".

Pierwsze obrabiarki o sterowaniu numerycznym 

powstały na przełomie lat 40. i 50. XX wieku. 

Obecnie najczęściej spotyka się obrabiarki 

sterowane komputerowo CNC (skrót CNC z 

ang. Computerized Numerical Control ), których 

kody sterujące najczęściej generuje się za 

pomocą programów graficznych 3D.

 

 

• Sterowaniem 

numerycznym nazywamy 

przetwarzanie informacji cyfrowej 

oraz generację sygnałów sterujących 

ruchem maszyn lub urządzeń. Sterow

anie to służy do sterowania 

wytwarzaniem geometrycznie 

zdefiniowanych przedmiotów tzn. 

takie, które mogą być opisywane 

cyfrowo na podstawie rysunku 

technicznego lub modelu CAD, 

np. sterowaniem obrabiarek.

• Obecnie NC wykorzystuje procesory i 

używa się raczej 

nazwy CNC (computerized numerical 

control) – sterowanie numeryczne 

przy użyciu komputera. Obecnie 

układy sterowania numerycznego 

mają jądro programu sterującego i 

osobną część programu 

przeznaczoną do komunikacji z 

operatorem i otoczeniem.

• Sterowanie numeryczne możemy 

podzielić na sterowanie punktowe, 

odcinkowe i kształtowe

 

 

Zastosowanie

•

Istotą rozwoju gospodarczego jest produkcja coraz doskonalszych wytworów w coraz 

krótszym czasie przy jednoczesnym zachowaniu wysokiej jakości. Należy dążyć 

również do jak największego ograniczenia kosztów i potrzebnych materiałów, aby 

produkcja była efektywna i opłacalna. Może osiągnąć taki efekt poprzez 

zminimalizowanie nakładów ludzkiej pracy i powierzenie jak największej ilości zadań 

specjalnie do tego stworzonym maszynom. Również w odniesieniu do budowy 

maszyn i urządzeń potrzebna jest stała modyfikacja i doskonalenie istniejących 

łańcuchów procesowych aż do uzyskiwania korzystniejszych efektów techniczno - 

ekonomicznych. Te dążenia pozwoliły wyprodukować na przestrzeni wielu lat ogromne 

ilości różnorodnych maszyn, które znacznie ułatwiły wiele procesów produkcji. 

Szczególną kategorią są tutaj maszyny przeznaczone do obróbki materiałów, które 

stanowią podstawowe ogniwo w procesie produkcji. Ogromny wachlarz możliwość 

tych urządzeń jest odpowiedzialny za ich obecność niemal w każdej gałęzi 

gospodarki. Jest to przemysł, który sam się napędzą, ponieważ powstała i cały czas 

powstaje ogromna ilość firm i zakładów zajmujących się produkcją tego typu maszyn. 

Krokiem milowym tej dziedziny było wprowadzenie do powszechnego użytku maszyn 

CNC. Computer Numerical Control czyli skomputeryzowane układy sterowania, 

umożliwiają zupełną automatyzację i niezależność procesu produkcji. Zwiększyła się 

wydajność, precyzyjność, a przede wszystkim prostota procesu wytwarzania 

najbardziej wymyślnych produktów. Poprzez szereg sformułowań binarnych i 

impulsowych wartości oraz odpowiednich schematów można praktycznie bez 

ograniczeń programować dowolne struktury, które chcemy otrzymać z materiału 

początkowego. To tylko przyspieszyło i tak bardzo dynamiczną dziedzinę gospodarki, 

indukując produkcję coraz to nowszych maszyn działających na zasadzie CNC 

wykorzystywanych w wielu procesach. Zarówno polskie jak i zagraniczne firmy 

dostrzegają ogromny potencjał systemu, przez co powstaje bardzo wiele firm 

współpracujących ze sobą. Popularność maszyn CNC zwiększa się znacznie przede 

wszystkim dzięki dużej ilości targów maszyn CNC organizowanych na całym świecie. 

 

 

• Podstawowy układ 

współrzędnych [8].

• Za podstawowe przyjmuje się 

nazwy osi liniowych X, Y i Z. 

W szczególnych przypadkach 

osie mogą przyjmować inne 

nazwy, np. U, V, W, P, Q,

• Sterowane numerycznie osie 

obrotowe przyjmują nazwy A, 

B, C. Są one związane 

z osiami liniowymi (A obrót 

wokół X, B wokół Y, C wokół 

Z). Zwroty dodatnie 

przyjmuje się zgodnie z 

regułą śruby prawoskrętnej, 

zasady prawej ręki (rys. 4.9).

• Jeżeli osie związane są z 

ruchem przedmiotu 

obrabianego przyjmują 

indeks ’ (np. X’) i zwrot 

przeciwny do zwrotu danej 

osi sterowanej numerycznie 

(np. X) [12].

 

 

•

Układy współrzędnych w 

obrabiarkach sterowanych 

numerycznie [].

•

Maszynowy układ 

współrzędnych (rys. 

4.11) - układ maszynowy może 

być układem prostokątnym, 

walcowym, sferycznym lub o 

złożonym charakterze (np. w 

robotach). Układ maszynowy 

jest odniesiony do konstrukcji 

konkretnej obrabiarki i nie jest 

objęty normami. W układzie 

maszynowym są podane 

współrzędne punktu 

referencyjnego (R), punkty 

wymiany narzędzi, punkty 

wymiany palet itp. Osie 

maszynowego układu 

współrzędnych mogą być 

oznaczane kolejnymi cyframi (1, 

2, 3.., AX1, AX2,....) lub 

oznaczeniami podobnymi do osi 

pozostałych układów 

współrzędnych (np. X, Y, Z, X1, 

Y1, Z1). Układ maszynowy jest 

układem rzeczywistym (rys. 

4.11b), tj. obarczonym różnego 

rodzaju błędami wykonawczymi 

– nieprostoliniowość osi, 

nieprostopadłość osi, błędy 

podziałki itp. - rys. 4.11. 

Obróbka przy wykorzystaniu 

takiego układu wyklucza 

uzyskanie wysokiej jakości 

produktów. Jeżeli jednak 

wspomniane błędy są znane 

przez układ sterowania to drogą 

programową mogą zostać 

skompensowane (nie jest to 

możliwe na obrabiarkach 

konwencjonalnych) [6].

 

 

• Bazowy układ współrzędnych 

[6].

• Układ współrzędnych 

przedmiotu prostokątny, 

prawoskrętny układ 

współrzędnych, związany z 

przedmiotem obrabianym, 

służący do programowania 

obróbki, zapisanej w postaci 

programu sterującego (Rys. 

3.19). Jest przekształconym 

układem bazowym poprzez 

definicją tzw. FRAMES, będących 

matematycznymi formułami 

matematycznymi, 

przekształcającymi układy 

współrzędnych 

z wykorzystaniem czterech 

podstawowych działań:.

• translacji o wektor,
• obrotu wokół osi,

• symetrii osiowej (odbicia 

lustrzanego),

• skalowania osi.

• Zapis matematyczny tych 

działań jest realizowany z 

wykorzystaniem rachunku 

macierzowego. Wybór układu 

współrzędnych przedmiotu 

zależy od sposobu jego 

wymiarowania, możliwe jest 

użycie w jednym programie 

sterującym kilku różnych 

układów współrzędnych 

przedmiotu [6].