數控機床（chuáng）的組成和（hé）工作原理

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

一、程（chéng）序編製及程序載體（tǐ）

數控程序是數控機床自動加工（gōng）零件的（de）工作指令。在對加工零件進行（háng）工藝分析的基礎上，確定零件坐標係在機（jī）床坐（zuò）標係上的相對位置（zhì），即零件在機床上的安裝位置；刀具與零件相對運動的尺寸參數（shù）；零件加工的工藝路線、切削加（jiā）工的工藝參數以及輔助裝置的動作等。得到零件的所有運動、尺寸、工藝參數等加工（gōng）信息後，用由文字、數（shù）字和符（fú）號組成的標準數控代碼，按（àn）規（guī）定的方法和格式（shì），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（xíng）狀複雜的零件，則要在（zài）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。

編好的數控程序，存放在便於輸入到數控裝置的一種（zhǒng）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（cún）儲載體，取決於數控裝置的（de）設計類型。

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（shù）控代碼傳遞並存入數控係統內。根據控製（zhì）存（cún）儲介質的不（bú）同，輸入裝置可（kě）以（yǐ）是光電閱讀機、磁帶機或軟盤驅動器等。數控機床加工程序也（yě）可通過鍵盤用手工方式直（zhí）接輸入（rù）數控係統；數控加工程序還可由編程計算機用RS232C或采用網絡通信方式傳送到數控係統中。

零（líng）件加（jiā）工（gōng）程序輸入過（guò）程有（yǒu）兩種不同的方式：一種是（shì）邊讀（dú）入邊（biān）加工（數控係統內存（cún）較小時），另一種是一次（cì）將零件（jiàn）加工程序全部讀入數控裝置內（nèi）部（bù）的存儲器，加工時再從內部存儲器（qì）中逐段（duàn）逐段（duàn）調出進行加工。

三、數控裝（zhuāng）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（chū）或（huò）接受輸入裝置送來的一段或幾段數控加工程序，經過數控裝置的邏（luó）輯電路或係統軟件進行編譯、運算和（hé）邏輯處理（lǐ）後，輸（shū）出各（gè）種控製信息和指令，控製機床各部分的工作，使其進行規定（dìng）的有序運動（dòng）和（hé）動作（zuò）。

零件的輪廓圖形（xíng）往往由直線、圓弧或其他非圓弧曲（qǔ）線組成，刀具在加工過程中必須按（àn）零件形狀和尺寸的要求進行運動，即按圖形（xíng）軌跡移動。但輸入的零件加（jiā）工程（chéng）序隻能是各線（xiàn）段軌（guǐ）跡的（de）起點和終點（diǎn）坐標值等數據，不能滿足要求，因此要進（jìn）行軌跡插補，也就是在線段的起點（diǎn）和終點坐標值之間進行“數據點的密化（huà）”，求出一係列中間點的（de）坐標（biāo）值，並向相應坐標輸出脈衝信（xìn）號，控（kòng）製（zhì）各坐標軸（即進給運（yùn）動的（de）各執（zhí）行（háng）元件）的進給速度、進給方向和（hé）進給（gěi）位移量等。

四、驅動（dòng）裝置和位置檢測裝置

驅動裝（zhuāng）置接受來自數控裝置的指令信息，經功率放大後，嚴格按（àn）照指令信息的要求驅動機（jī）床移動部件（jiàn），以加（jiā）工出（chū）符合圖樣要求的零件。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（jīng）度、表麵質量和生產率的重要因素之一。驅（qū）動裝置（zhì）包括控（kòng）製器（含功率放大器）和執行機構兩（liǎng）大部分。目（mù）前大都采用直流或交流伺（sì）服電動（dòng）機作為執行機構。

位置（zhì）檢測裝置將數控機床各坐標軸的實際位移量檢測出（chū）來，經（jīng）反饋（kuì）係統（tǒng）輸入（rù）到機床的（de）數控裝置之後，數控裝置將反饋回（huí）來的實際位移量值與設定值進行比較，控製驅動（dòng）裝置（zhì）按照指令設定值運動。

五、輔助控製裝置

輔（fǔ）助控製裝（zhuāng）置的（de）主要作用是接收數控（kòng）裝置輸出的開關量指令（lìng）信號（hào），經過編譯、邏輯判別和運動，再經（jīng）功率放大（dà）後驅動相應的電器，帶動機床（chuáng）的（de）機械、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規定的開關量動作。這（zhè）些控製包括主軸（zhóu）運動部件的變速、換向（xiàng）和啟停指令，刀具的選擇（zé）和交換指令，冷卻、潤滑裝置的啟動停（tíng）止，工件和機床部件的鬆開、夾緊，分度工作台轉位分度（dù）等開關輔助動作（zuò）。

由於可編程（chéng）邏輯控製（zhì）器（PLC）具（jù）有響應（yīng）快，性能可靠，易於使用、編程和修改程序並可（kě）直接啟動（dòng）機床開關等特點（diǎn），現已廣泛用作數控（kòng）機床的輔助控製裝置。

六、機床本體

數控機床的（de）機床本體與傳統機床相似，由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、工作台以及輔（fǔ）助運動裝置、液壓氣動係統、潤滑係統、冷卻裝置等組成。但（dàn）數（shù）控機床（chuáng）在（zài）整體（tǐ）布局、外（wài）觀造型、傳動係（xì）統、刀具係統的結構（gòu）以（yǐ）及操作機構等（děng）方麵都（dōu）已發生了很大的變化。這種變化的目的是為了滿足數控機（jī）床的要求和充分發揮數控機（jī）床的特（tè）點。