數控機床的組成和工作原理

數（shù）控（kòng）機床由程序編製及程序載體、輸入裝置、數控裝置（CNC）、伺服驅動（dòng）及位置檢（jiǎn）測、輔助控製裝置、機床本體等幾部分組成。

一、程序編製（zhì）及程序（xù）載體

數控程序是數控機床自動加工（gōng）零件的工作指（zhǐ）令。在（zài）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（duì）位置，即零（líng）件在機床上的安裝位置；刀具與零件相對運動的尺寸參數；零件加工的工藝（yì）路線、切削加工的工（gōng）藝參數以及輔助裝置的動（dòng）作等（děng）。得到零件的所有運動、尺寸、工藝（yì）參數等加（jiā）工信息後，用由文字、數字和符號組成的標準數控代碼，按規定的方法和格式，編製零件（jiàn）加工的數控（kòng）程（chéng）序單。編製程序的工作可由人工（gōng）進行；對於形狀複雜的零件，則要在專用的編（biān）程機或通用計算（suàn）機上進行自動編程（chéng）（APT）或CAD/CAM設計。

編好的（de）數控（kòng）程序，存放在便於輸入（rù）到數控裝置的一種存儲載體上（shàng），它可以是（shì）穿孔（kǒng）紙帶、磁帶和磁盤等，采用哪一種存儲載體，取決於數控（kòng）裝（zhuāng）置的設計類型。

二、輸入裝置

輸入裝置的作用是將程（chéng）序載體（信息載體（tǐ））上的數控代碼傳遞（dì）並存（cún）入數控係（xì）統內。根據控製（zhì）存儲介質的不同，輸入裝置可以（yǐ）是光電閱讀（dú）機、磁帶（dài）機或軟盤驅動器等。數控機床加工程序也可（kě）通過鍵盤用手工方式直接輸入（rù）數控係統；數控加工程序還可由編（biān）程計算機用RS232C或采用網絡通信方式傳送到數控係統中。

零件加工程序輸入過程有兩種不同（tóng）的方式：一種是邊讀入邊加工（數控係統內存較小時），另一（yī）種是一次將零件加工程序全部讀入數控裝置內部的存儲（chǔ）器，加工時再從內（nèi）部存儲器中逐段逐段調出進行加工。

三、數控裝置

數控裝置是（shì）數控機床的核心。數控裝置從內部存（cún）儲器中（zhōng）取出或接受輸入裝置（zhì）送來的一段或幾段數控加工程序，經過數控裝置的邏輯電路或係統軟件進行編譯、運算和（hé）邏輯處理後，輸出各種控製信息和指（zhǐ）令，控製機床各部分的工作，使（shǐ）其（qí）進行規定的有序（xù）運動和動作（zuò）。

零件的輪廓圖形往往由直（zhí）線、圓弧或其（qí）他非圓（yuán）弧曲線（xiàn）組成，刀（dāo）具（jù）在加工過程中必須按零件（jiàn）形狀和尺寸的要求進行運動，即按圖形軌跡（jì）移（yí）動。但輸入的零件加工程序隻能是各線段軌跡的（de）起點和終點坐標值等數據（jù），不能滿足要求，因此要進行軌跡插補，也就（jiù）是在線段的起點和終點坐標值之間進（jìn）行“數據點的密化”，求出一係列中（zhōng）間點的（de）坐標值，並向（xiàng）相應坐標輸出脈衝信號，控製各坐標軸（即進給運動的（de）各（gè）執行元件）的進給（gěi）速度、進給（gěi）方向和進給位移量等。

四（sì）、驅動裝置和位置檢測裝置

驅動裝置接受來自數控裝置的指令信（xìn）息，經功（gōng）率放大後，嚴格按照指令信（xìn）息的要求驅動（dòng）機床移動部件，以（yǐ）加工出符合圖樣要求（qiú）的零件。因此，它的伺服精度和（hé）動態響應性能是影響數（shù）控機床加工精度、表麵質量和生產率的重要因素之一。驅動裝置包括控製器（含功率放大器）和執行機構兩大部分（fèn）。目前大都（dōu）采用（yòng）直（zhí）流或交流（liú）伺（sì）服電動機作為執行機構。

位置檢測裝置將數控機床各坐標軸的（de）實際位移量檢測出來，經反饋係統輸入（rù）到機床的數控裝置之後，數控裝置將反饋回來的實際位（wèi）移量值與設定值進行比（bǐ）較，控製驅動裝置按照指令設定值運動。

五、輔助控製裝（zhuāng）置

輔助控製裝置的主要作用是接收（shōu）數控裝（zhuāng）置輸出的開（kāi）關量指令信號，經過編（biān）譯、邏輯判別和運動，再經功（gōng）率放（fàng）大後驅動相應的電（diàn）器，帶動（dòng）機床的機械、液壓（yā）、氣動等輔（fǔ）助裝置（zhì）完成指令規定的開關（guān）量動作（zuò）。這些控製包括主軸運動部件（jiàn）的變速、換向和啟停指令，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（chuáng）部件（jiàn）的鬆開、夾（jiá）緊，分度工作台轉（zhuǎn）位分度等開關輔助動（dòng）作。

由（yóu）於可編程邏輯控製器（PLC）具有響（xiǎng）應快，性能可靠，易於使用、編程和修改程序並可（kě）直接（jiē）啟動機床開關等特點，現已（yǐ）廣泛（fàn）用作數控機床的輔（fǔ）助控製裝置。

六、機床本體

數控機床的機床（chuáng）本體與傳（chuán）統機床相似，由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、工作（zuò）台以及輔助運動裝置（zhì）、液壓氣動係統、潤滑係（xì）統、冷卻裝置等組成（chéng）。但（dàn）數控機床在整體布（bù）局、外觀造型、傳動（dòng）係統、刀（dāo）具係統（tǒng）的結構以（yǐ）及操作機（jī）構等方麵都已發生了很大的變化。這（zhè）種變化的目的（de）是為了（le）滿足數控機床的要（yào）求和充分發揮（huī）數控機床的特（tè）點。