數控機床的組成和工作原理

數控機（jī）床（chuáng）由（yóu）程序編製（zhì）及程（chéng）序載體、輸入裝置、數控裝置（CNC）、伺服驅動及位置檢測、輔助控製裝置、機床本體等幾部分組成。

一、程序（xù）編製及程序載體

數控程序是數控機床自動（dòng）加工零件的工作指令。在對加工零件進（jìn）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（jiàn）在機床上的安裝位置；刀具與零件相對運動的尺寸參數；零件加工的工藝路線（xiàn）、切削加工的工藝參數以及輔助裝置的動作等。得（dé）到零件的所有（yǒu）運動、尺寸、工（gōng）藝參數等加工信息後，用由文字、數字和（hé）符號（hào）組成的標準數控代碼，按（àn）規定的方法和格式，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（zá）的零件（jiàn），則要在專用的編程機或通用計算機上進行自動（dòng）編程（APT）或CAD/CAM設計。

編好的數控程序（xù），存（cún）放在便於輸入到數控裝置的一種存儲載體上（shàng），它可以是穿孔紙帶、磁帶和磁盤等，采用哪一（yī）種存儲（chǔ）載體，取決於數控裝置的設計類型。

二、輸入裝置（zhì）

輸入裝置的（de）作用是將程序載（zǎi）體（信息載體）上的數控代碼傳（chuán）遞並（bìng）存入數（shù）控係統內。根據控製存儲介質的不同，輸入裝置可以是光電閱讀機、磁帶機或軟盤驅動器等。數控（kòng）機床加（jiā）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）絡通信方式傳送到數控（kòng）係（xì）統中。

零件（jiàn）加工程序輸入（rù）過程有兩種（zhǒng）不同的方式：一種是（shì）邊讀入邊加工（數控係（xì）統內存較小時），另一種是（shì）一次將零（líng）件加工程序（xù）全部讀（dú）入數控裝置（zhì）內部的存儲（chǔ）器，加工時再從（cóng）內部存儲器中逐段逐段調出進行加工。

三（sān）、數控（kòng）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受輸入裝置（zhì）送來的一段（duàn）或幾段數控加工程序，經（jīng）過數控裝置的邏輯電路或係統軟件進行編譯、運算和邏輯處理後，輸出各種控製（zhì）信息和指令，控製機床（chuáng）各部分的工作，使其進行規（guī）定的（de）有序運動和動作。

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（gōng）過程中必須按零件形狀和尺寸的要求進行運動，即按圖形軌跡移動。但輸入的零件加工程序隻能是各（gè）線段軌跡的起點和終點坐標值等數（shù）據，不能滿足要求，因此要進行軌跡插補，也就是（shì）在線段（duàn）的起（qǐ）點和終點坐標（biāo）值之間進行“數據點的密化”，求出一係列中間點的（de）坐標值，並向相應坐標輸出脈衝信號，控製各坐（zuò）標軸（即進給運動的各執行元件）的進給速度、進給方向和進給位移量等。

四、驅動裝置（zhì）和位置檢測裝（zhuāng）置

驅動裝置接受來自數（shù）控裝置的指令信息，經功率放（fàng）大後，嚴格按照指令信息的要求驅動機床移動部件，以加工出（chū）符合圖樣要求的零（líng）件。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（chǎn）率的重（chóng）要因素之一。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（liú）或交（jiāo）流伺服電動機作為執行機構（gòu）。

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

五、輔助控製裝置

輔助控製裝置的主（zhǔ）要作用是接收數控裝置輸出的開關量指令（lìng）信號，經過編譯、邏輯判別和運動（dòng），再經功率放大後驅動相應的（de）電器（qì），帶動機床的機械、液壓（yā）、氣動等輔助（zhù）裝置完成指令規定的開關量動作。這些控製包括主軸運動部件（jiàn）的變速（sù）、換向和啟停指令，刀具的選擇和交換指令，冷卻、潤滑裝置的啟動停止，工件（jiàn）和（hé）機床部件的鬆（sōng）開、夾緊，分度工作台轉位分度等開關（guān）輔助動作。

由於可編程邏輯控製器（PLC）具有響應快，性能可靠，易於使用、編程和修改程（chéng）序並可直接啟動機床開關等特點，現已廣泛用作數控機床（chuáng）的輔助控製裝置。

六、機床（chuáng）本體

數控機床的機床本體與傳統機（jī）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、液壓氣動係統、潤滑（huá）係統（tǒng）、冷卻裝置等組成。但數控機床在整體布（bù）局、外觀造型、傳動係統、刀具（jù）係統的結構以及操作機構等方麵都已發生了很大的變化。這種變化（huà）的目的是為了滿足數控機床的要求和充分（fèn）發揮數控機床的特點。