數控機床的組成和工作原理

數控機床（chuáng）由程序編製及程序載體、輸（shū）入（rù）裝置（zhì）、數控裝置（CNC）、伺服驅動及（jí）位置檢測（cè）、輔助控製（zhì）裝置、機床本體等幾部（bù）分組成（chéng）。

一、程序（xù）編製及程序載體

數（shù）控程序是數控機床自動加工零件的工作指令。在對加工零件進行工藝分析的基礎上，確定零件坐標係在機床坐標係上的相對位置，即零件在機床上的安裝（zhuāng）位置；刀具與零件相對運（yùn）動的尺寸參數；零件加工的工藝路線、切削加工的工藝參（cān）數以及輔（fǔ）助裝置的動作等（děng）。得到零件的所有運動、尺寸、工（gōng）藝參數等加工信息後，用由文字、數字和符號組（zǔ）成的標準數控代碼（mǎ），按規定的方法和格式，編（biān）製零（líng）件加工（gōng）的數（shù）控程序單（dān）。編製程序的工作（zuò）可由人工進（jìn）行；對於形狀複雜的（de）零件，則要在專用的編程機或通用計算機上進行自動編程（APT）或CAD/CAM設計。

編好的數控程（chéng）序，存放在便於輸入到（dào）數控裝置（zhì）的一種存儲載體上，它可以是穿孔紙帶、磁帶和磁盤等，采用哪一種存儲載體，取決於數控裝置的設（shè）計類型。

二、輸入裝置

輸入裝置的作用是將程序載體（信息載體）上的數控（kòng）代碼傳遞並存（cún）入數控係（xì）統內。根據控製存儲介質（zhì）的不同（tóng），輸（shū）入裝置（zhì）可（kě）以是光電閱讀機、磁帶機或軟盤驅動器等。數控機（jī）床加工程序也可通過鍵盤用（yòng）手工方式直接（jiē）輸入數控係統；數控加工程序還可由編（biān）程計算機用RS232C或采（cǎi）用（yòng）網絡（luò）通（tōng）信方式傳送到數控係統中。

零件加（jiā）工（gōng）程序輸入過程有兩種不同的方式：一種是邊讀入邊加工（gōng）（數控係統內存（cún）較小時），另一種是一次（cì）將零件加工程序全部（bù）讀入數控裝置內部的存儲器，加工時再從（cóng）內部存（cún）儲（chǔ）器中逐段逐（zhú）段（duàn）調（diào）出進行加工。

三、數控裝置

數控裝（zhuāng）置是數控機床的核心。數（shù）控裝置從內部存儲器中取出（chū）或接受輸入裝置送來的一段或幾段數控加工程序（xù），經過數控裝置的邏輯電路或係統軟件進（jìn）行編譯、運（yùn）算和邏輯處理後，輸出（chū）各種控製信息和指令，控製機床各部分的工作，使其進行規定的有序運動和動作。

零件的輪廓圖形（xíng）往（wǎng）往由直線（xiàn）、圓弧或（huò）其他非圓弧曲線組成，刀（dāo）具在加工過程中必須按零件形狀和尺寸的（de）要求（qiú）進行運動，即按圖形（xíng）軌跡（jì）移動（dòng）。但輸入的零件加工程序隻能是各線段軌跡（jì）的起點（diǎn）和（hé）終點坐（zuò）標值等數據，不能滿足要求，因此要進行軌跡插補，也就是在線段的起點和終點坐標值之間進行“數據點的密化”，求出一係列中間點的坐標值，並向相應坐標輸出脈衝信（xìn）號，控製各坐（zuò）標軸（即進給運動的各執行元件）的進給（gěi）速度、進給方向和進（jìn）給位移（yí）量等。

四、驅動裝（zhuāng）置和位置檢測裝置

驅動裝置接受（shòu）來自數控裝置的指令信息，經功率放大後，嚴格按照指令信息（xī）的（de）要求驅動機床移動部（bù）件，以加工出符合圖樣要求的零件（jiàn）。因此，它的伺服精度和動態響應性能是影響數控機床加工精度、表麵質量和生產率的重（chóng）要因（yīn）素（sù）之一。驅動裝置（zhì）包括控製器（含功率放大器）和（hé）執行機構兩（liǎng）大部分。目前大都采（cǎi）用直流或交流伺服電（diàn）動機作為執行機構。

位置（zhì）檢測裝置將數控機床各坐標（biāo）軸的實際位移量檢測出（chū）來，經反饋係統輸入（rù）到機床的數控裝（zhuāng）置之後，數控裝置將反饋回（huí）來的實際（jì）位移量值與設定值進行比較，控製驅動裝置（zhì）按（àn）照指（zhǐ）令設定值運動。

五、輔助控製裝置

輔助控製裝置的主要（yào）作用（yòng）是接收數（shù）控（kòng）裝置輸出的開關量指令信號，經（jīng）過編譯、邏輯判別（bié）和運動，再經功率放大後驅動相應的電器，帶動機床的機（jī）械、液壓（yā）、氣動等輔（fǔ）助（zhù）裝置完成指令規定的（de）開關量動作。這些控製包（bāo）括主軸運動部件的變速、換向和（hé）啟停指令，刀具的選擇和交換指令，冷卻、潤滑裝置的啟（qǐ）動停止，工件和機床部件的鬆開、夾緊，分度工作（zuò）台轉位分度等開關輔助動作。

由於（yú）可（kě）編程邏輯控製器（PLC）具有響應快，性能可靠，易於使用（yòng）、編程和（hé）修改程序並可直接啟動機床開關等特（tè）點，現已廣泛用作數控機床的輔助控製裝置（zhì）。

六、機床（chuáng）本體

數控（kòng）機床的機床本體與傳（chuán）統機床相（xiàng）似，由主軸傳動裝置、進給傳動裝（zhuāng）置、床身、工作台以及輔助運動裝置、液壓氣動係統、潤滑係統、冷卻裝置等組成。但數控機床在整體布局、外觀造型（xíng）、傳動係統、刀（dāo）具係統的結構以及操作機（jī）構（gòu）等方麵（miàn）都已發生了（le）很大的變化。這（zhè）種變化的目的是為了（le）滿足數控機床的要求和充分發揮數控機床的特（tè）點。