數控機床的組成和工作原理

數控機床由程（chéng）序編製及程序載體、輸入裝（zhuāng）置（zhì）、數控裝置（CNC）、伺服驅（qū）動及位置檢測、輔助控製裝置、機床本體等幾部分組成。

一、程序編（biān）製及程序載體（tǐ）

數控（kòng）程序（xù）是數控機床自動（dòng）加工零件的工作指令。在對加工（gōng）零件進行工藝分（fèn）析的基（jī）礎上，確定零件坐標係在機床坐標係（xì）上（shàng）的相對位置，即零件在機床上的安（ān）裝位置；刀具與零件相對運動的（de）尺寸（cùn）參數；零件加工的工藝路線、切削加工的工藝參數以及輔助裝置的動作等（děng）。得到零件的所有運（yùn）動、尺寸、工藝參數等加工信息後（hòu），用由文字、數字和符號組成的標（biāo）準數控代（dài）碼，按（àn）規定的方法（fǎ）和格式，編製零件加工的數控程序單。編製程序的工作可由人工進行；對於形狀複雜的零件，則要在專用的編程機（jī）或通用計算機上進行自動編程（APT）或CAD/CAM設計。

編好的數控程序，存放在便於輸入到數控裝置的一（yī）種存儲載體上，它可以是穿孔紙（zhǐ）帶、磁帶和磁（cí）盤等，采用哪（nǎ）一種存儲載（zǎi）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（tǐ）（信息（xī）載體）上的數控代碼傳遞（dì）並存入數控係（xì）統內。根據控製存儲介質的不同，輸（shū）入（rù）裝置可以是光電閱讀機、磁帶機或軟盤驅動（dòng）器等。數控機床加工程序也可通過鍵盤用手工方式直接輸入數控係統；數控加工程序還可由編程計算機用RS232C或采用網（wǎng）絡通信方（fāng）式傳送到數（shù）控係統中。

零件加（jiā）工程（chéng）序（xù）輸入過程有兩種不同的方式：一種是邊讀（dú）入邊加工（數控係統（tǒng）內存較小時），另一種是一次將零（líng）件加工（gōng）程序全部（bù）讀入數控裝置內部的存儲器，加工時再從內（nèi）部存儲器中逐段逐段（duàn）調出進行加工。

三、數（shù）控裝置

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

零件的輪廓圖形往往由直線、圓弧或其他非圓弧曲線組成，刀具（jù）在加工過程中必須按零件形狀和尺寸的要求進（jìn）行運動，即按圖形軌（guǐ）跡移動。但輸入的零件加工程序隻能是各線段軌（guǐ）跡的起點和終點（diǎn）坐標值等數據，不能滿足（zú）要求（qiú），因此要進行軌跡插補，也就是（shì）在線段的起點和終點（diǎn）坐標值之間進行（háng）“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號（hào），控製各坐標軸（即進給運動的各執行元件）的進（jìn）給（gěi）速（sù）度（dù）、進給方向和進給位移量等。

四、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息，經功率放大後，嚴格按照指令信息的要求驅動（dòng）機床移動部件，以加工出符（fú）合圖樣（yàng）要求的（de）零件。因此，它的伺服精度和動態響應性能（néng）是影響數控機床加（jiā）工精度、表麵質量和生產率的重要因素（sù）之一。驅動裝置包括控製器（含功率放大器（qì））和執行機構兩大部分。目前大都采用直流或交流伺服電動機（jī）作為執行機構。

位置檢測（cè）裝置將數控機床各坐標軸的實際位（wèi）移量（liàng）檢測出來，經反饋係統輸入到機床的數控裝置（zhì）之後，數控（kòng）裝置將反饋回來的實（shí）際（jì）位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、輔助控製裝置

輔助控製裝置（zhì）的主要作用是接收數控裝置輸出的開關量指令信號，經過編譯、邏輯判別和運動，再經功率放大後驅動相應的電器（qì），帶動機床的機械、液壓、氣動等輔助裝置完（wán）成指令（lìng）規定（dìng）的開關量動作。這（zhè）些控製包括主軸（zhóu）運（yùn）動部件的變速、換向和啟（qǐ）停指令，刀具的選擇和交換指令，冷卻、潤滑裝置的啟動停止，工件和（hé）機床部件的鬆開、夾緊，分度工作台（tái）轉位分度等開關輔助動作。

由於可編（biān）程邏輯控製器（PLC）具有響應（yīng）快，性能可靠，易（yì）於使用、編程和修改程序並可直接（jiē）啟動機床開關等特點，現已廣泛用作數（shù）控機床的輔（fǔ）助控製裝置。

六、機床本體（tǐ）

數控機床的機床本體與傳統機床相似，由主（zhǔ）軸傳動裝置、進（jìn）給（gěi）傳動裝置、床身、工（gōng）作台以及輔助運動裝置、液壓氣動係統、潤（rùn）滑係統、冷卻裝置等組成。但（dàn）數控機床在整體布局、外（wài）觀造型、傳動係統（tǒng）、刀具係統（tǒng）的結構以及操作（zuò）機構（gòu）等（děng）方麵都已發生（shēng）了很大的變化。這種變化的目的是為了滿足數控機床的（de）要求（qiú）和充分發揮數控機床的特點。