​數（shù）控機床的基本組成及工作原理你都了解嗎（ma）

數控機床是數字（zì）控製機（jī）床的簡稱，是一種（zhǒng）裝有（yǒu）程序控製係統的自動化機床。該控製係統能夠邏輯地處理具（jù）有控製編碼或其（qí）他符號指令規定的程序，並將其譯碼，用代（dài）碼化的數字表（biǎo）示，通過信息載體輸入數控裝置。經運算處理由數控（kòng）裝置發出各種控製信號，控製機床的動作（zuò），按圖紙要（yào）求的形狀和尺寸，自（zì）動地將零（líng）件加工（gōng）出來。鈦數控機（jī）床（chuáng）較好地解決了複雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔（róu）性（xìng）的、高效能的自動化機床，代表了現代機床控製技術的（de）發展方向，是一種典型的機電一體化產品。

數控機床一（yī）般由數控係統、包含伺服電動機和（hé）檢（jiǎn）測反饋裝置的伺服係（xì）統、主傳動係統、強電控製櫃、機床本體和各類輔助裝（zhuāng）簧組成。加上虛線部分即可表（biǎo）示（shì）數控加工的基本工作過程。對具體備類不同功能的數控機床，其組（zǔ）成部分略有（yǒu）不（bú）同。

一、數控係（xì）統

它是機床實現自動加工的核心。主要有操作係統、主控製係統、可編程控製器、各類輸出接口等組成。其中操作係（xì）統（tǒng）由顯示器和操（cāo）縱鍵盤組成，顯示器有數碼管、CRT、液晶等多種形式。主控製係統與計算機主板有所類同，主要由CPU、存儲器、控製器（qì）等部分組成。數（shù）控係統（tǒng）所控製的是一般對象（xiàng）的（de）位置、角度、速度等機械量，以及溫度、壓力、流量等物理量。

其控製方（fāng）式又（yòu）可分為數據運算處理控製和時序邏輯控製兩大類，其中主控製器內的插補運算（suàn）模塊就是根據所讀入的零件程序，通（tōng）過譯（yì）碼、編譯等（děng）信息處理後，進行相應的刀（dāo）軌跡插樸運算，並通過與（yǔ）各坐標伺服係統的位置、速度反饋信號比（bǐ）較，從而控製機床（chuáng）各個（gè）坐標軸（zhóu）的位（wèi）移；而時序邏輯控製通（tōng）常主要由可編程（chéng）式控製器PLC來完成，它（tā）根據機床（chuáng）加工過程中的各個動作要求（qiú）進行協調，按各檢測信號進行邏輯判別，從而控製機（jī）床各個部件有條不紊地按（àn）序工作。

二、伺服係統

它是數（shù）控係統與機（jī）床本體之間的電傳動聯係環節。主要由伺服電動機、驅動控製係統及（jí）位置檢測（cè）反（fǎn）饋裝置等組成。伺服電動（dòng）機是（shì）係統（tǒng）的執行元件，驅動控（kòng）製係統則是伺服電動機的動力源。數控係統發生的指令信號與位（wèi）置檢測反饋信號比較後（hòu）作為位移指令，再經驅動控製係統功串（chuàn）放（fàng）大後，驅動電動機運轉，從而通過機械傳動裝置（zhì）拖動工作台或刀架運動。

伺服係統是（shì）數控機床的重要組成（chéng）部（bù）分，用於實現數控機床的（de）進給伺服控製和主軸伺（sì）服控製。伺服係統（tǒng）的作（zuò）用是把接受（shòu）來（lái）自（zì）數控（kòng）裝置的指令信息，經功率放大、整形處理後（hòu），轉換成機床執行部件（jiàn）的直線位（wèi）移（yí）或（huò）角位移運動。由於伺服係（xì）統是數控機床的最（zuì）後環節，其性能將直接影響數控機床（chuáng）的精度和速度等技術指標，因此，對數控（kòng）機床的伺服驅動（dòng）裝（zhuāng）置，要求具（jù）有良好的快速反應性能，準確而靈敏地跟蹤數控裝置發（fā）出的數字指令信號，並能忠實地（dì）執（zhí）行來自數控裝置的指令，提高係統的動（dòng）態跟隨特（tè）性和靜態跟蹤精度。

伺服係統包括驅（qū）動裝置和執行機構兩大部分。驅動裝置由主軸驅動單元、進給驅動單元和（hé）主軸伺服電動機、進給伺（sì）服電（diàn）動機組成（chéng）。步進電動（dòng）機、直流伺（sì）服電動機和交流（liú）伺服電動機是常用的驅動裝置。

測量元件將數控機（jī）床各坐標軸的實（shí）際位移值檢測出（chū）來並經反饋係統輸入到機床的數控裝置中，數控裝置對反饋回來的實際位移值與指令值進行比較，並向伺服係統輸出達到（dào）設定值所需的位移量指令。

三、加工程（chéng）序載體

數（shù）控機（jī）床工作時，不需要工人直接去操作機床，要對數控機床進行控製（zhì），必須編製加（jiā）工程序。零件加工程序中，包括（kuò）機床上刀具和工件的相對運動軌跡、工藝參數（進給量（liàng）主（zhǔ）軸轉速等）和輔（fǔ）助運動等。將零（líng）件加工程序用一定的格式和代（dài）碼，存儲在一種程序載體上，如穿孔（kǒng）紙帶、盒式磁（cí）帶、軟磁盤等，通過數控機床的輸入裝置，將程序信（xìn）息（xī）輸入到CNC單元。

四、數控裝置

數控裝置是（shì）數控機床的核心。現代數（shù）控裝置均采用CNC（Computer Numerical Control）形式，這種CNC裝置一般使用多（duō）個微處理器，以程序化的軟件（jiàn）形式（shì）實現數控功能，因此又稱軟件（jiàn）數控（Software NC）。CNC係統是一種位置控製係（xì）統，它是根據（jù）輸入數據插（chā）補出理想的（de）運動軌跡，然（rán）後輸出（chū）到執行部件加工出所（suǒ）需要的零件。因此，數控裝置主要（yào）由輸入、處理和輸出三個基（jī）本（běn）部分構成。而所有這些工作都由計算（suàn）機的係統程序進行合理地組織（zhī），使整個係統協調地進行工作。

1、輸入裝置：將數控指令輸（shū）入給數控裝置，根據程（chéng）序載體的不同，相應有不同的輸入裝置。主要有鍵盤輸入、磁盤輸入、CAD/CAM係統直接通信方式輸入和連接上級計算機的DNC（直（zhí）接數（shù）控）輸入，現仍（réng）有不少（shǎo）係統還保留有光（guāng）電閱讀機的紙帶輸入形式（shì）。

（1）紙帶（dài）輸入方式。可用紙帶（dài）光電閱讀機讀入零件程序，直（zhí）接（jiē）控製機床運（yùn）動，也可以將紙帶內容讀入存儲器，用存儲器中儲存的（de）零件程序控製機床（chuáng）運動。

（2）MDI手動數據輸入方式（shì）。操（cāo）作者可利用操作麵板上的鍵盤輸入加工程序的指（zhǐ）令，它適用於比較短的程序。

在控製裝置編輯狀態（EDIT）下（xià），用軟件輸入加工程序，並存入控製裝置的存儲器中，這種輸入方法可重複使用程序。一（yī）般手工編（biān）程均采用（yòng）這種方法。

在具有會話編程功能的數控裝置上，可按照顯示器上提示的問題（tí），選擇不同的菜單，用人機對話的方法，輸（shū）入有關（guān）的尺寸數（shù）字，就可自動生成加工程序。

（3）采用DNC直接數控輸入方式。把零件程序保存在上級計算機中，CNC係統一邊加工一邊接收來自計算機的後續程序段。DNC方式多用於采用（yòng）CAD/CAM軟（ruǎn）件（jiàn）設計的複雜（zá）工（gōng）件並直接生成零件程序的情況。

2、信息處理（lǐ）：輸入裝置將加工信（xìn）息（xī）傳給CNC單元，編譯（yì）成計算（suàn）機能識別的信息，由信息處理部分按照控製程序的規定，逐步存儲並進行處理後，通過輸出單元發出位置和速度指令（lìng）給伺服係統和主運（yùn）動控製部分。CNC係統的輸入數據（jù）包括：零件的輪廓信息（起點、終點、直線、圓弧等）、加工速度及（jí）其他輔（fǔ）助加工信息（xī）（如換刀、變速、冷卻液開（kāi）關等（děng）），數據處理的目（mù）的是完成插（chā）補運算前的準備工作。數據（jù）處（chù）理程序還包括刀（dāo）具半徑補償、速度計算及輔助功（gōng）能的處理等（děng）。

3、輸出裝置：輸出裝置與伺服機構相聯（lián）。輸出裝置根據控製器的命令接受運（yùn）算器的輸（shū）出脈衝，並把它送到各（gè）坐標的（de）伺服控製係統，經過功率放大，驅動伺服係統，從而控製機床按規定要求運動（dòng）。

五、主傳動係統

它（tā）是機床切（qiē）削加工時傳遞轉矩的（de）主（zhǔ）要部件之一。一般分為齒輪有（yǒu）級變速和電氣無級調速兩種類型，較高檔的數控機床（chuáng）都（dōu）要求實現無級調速來滿足各種加（jiā）工工藝的（de）要求，它（tā）主要由主軸驅動控製係（xì）統、主（zhǔ）軸（zhóu）電動（dòng）機（jī）以及（jí）主軸機械傳動機構等（děng）組成（chéng）。

六、強電控製櫃

它（tā）主要（yào）用來安裝機床強電控製的各種電氣元器件，除了提（tí）供數控、伺服（fú）等類弱電控製係統的輸入電源，以及各種短路、過載、欠壓等（děng）電氣保護外（wài），主要在可編程控製器PLC的輸出接口與機床各類輔助（zhù）裝置的電氣執行元器件之間起橋梁聯結作用，即（jí）控（kòng）製機床輔助裝置的各（gè）種交流電動（dòng）機、液壓係統電磁閥或電磁離（lí）合器等（děng），主要起到擴展（zhǎn）接點（diǎn）散和擴（kuò）大觸點容量等作用。

另外，它（tā）也與機床操（cāo）作台的有關手控按鈕連接。強電控製（zhì）櫃由各種（zhǒng）中間繼電器（qì）、接觸器、變壓（yā）器、電源開關、接線端子和各（gè）類電氣（qì）保護元器件等構成。它與一般的普通機床（chuáng）電氣類似，但為了提高對弱電控製係統的抗幹擾性，要求各類頻繁啟動或（huò）切換的電動機、接（jiē）觸（chù）器等電磁感（gǎn）應器件均必須並接（jiē）RC阻容吸收器，對（duì）各種檢測信號的輸入均（jun1）要求用屏蔽電纜連接。

七、輔（fǔ）助裝置

它主要包括ATC刀自動交（jiāo）換機（jī）構、APC工件自動變換機構、工件夾緊放鬆機構、回轉工作台、液（yè）壓（yā）控製係統、潤滑裝置、過載與（yǔ）限位保護（hù）功能等部分。機床加工功能與興型不同，所包含的（de）部分也不同。輔助裝置是保證充分發揮數控機（jī）床功能所必（bì）需的配套裝置，常用的輔助裝（zhuāng）置包括：氣動、液壓裝（zhuāng）置，排屑裝（zhuāng）置（zhì），冷卻、潤滑裝置，回轉工作台和數控（kòng）分度頭，防護，照明等（děng）各種（zhǒng）輔助（zhù）裝置。

八、機床本體

它指的是數控機床（chuáng）機械結構實體（tǐ）。它於傳（chuán）統的普通機床相比較，同樣由主傳動機構、進（jìn）給傳動（dòng）機構、工（gōng）作台、床（chuáng）身以（yǐ）及立柱等部分（fèn）組成，但（dàn）數控機（jī）床的整體布（bù）局、外觀造型、傳動機構、刀係統及操作機構等方麵都發生了很（hěn）大的變化。這種變化的目的是為了滿（mǎn）足數控技術（shù）的（de）要求和充分發揮數控機床（chuáng）的特點。

機床主機是數控機床的主（zhǔ）體。它包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作台、主軸箱、進給機構、刀架及自動換刀裝置等機械部件。鈦（tài）浩機械是以回（huí）轉頂尖、絲杠、軸加工、數（shù）控車床加工、刀柄刀杆、夾頭接杆為公司的主打（dǎ）產品，它是在數控機床上自動地完成各種（zhǒng）切削加工（gōng）的機械部分。與傳統的機床（chuáng）相比，數控機床主體具有如下結構特點：

1、采用具有高剛度、高抗震性（xìng）及較小熱變（biàn）形的機床新結構（gòu）。通常用提（tí）高結構係統的靜剛度、增（zēng）加阻尼、調整結構件質量和固有頻率等方法來提高機床主機的剛度和抗震性，使機床主體能適應數（shù）控機床連續自動地進行切（qiē）削（xuē）加工的需要。采取改善機（jī）床結構布局、減少發熱、控（kòng）製溫升及采用熱位移（yí）補償等措施，可減少熱變形對機床主機的（de）影響。

2、廣泛采用高性能（néng）的（de）主軸伺服驅動和進給伺服驅動裝置，使數控機床的傳動鏈縮（suō）短，簡（jiǎn）化了機床（chuáng）機械傳動係統的結構。

3、采用高傳動效率、高精度、無間隙的（de）傳動裝置和運動部件，如（rú）滾（gǔn）珠絲杠螺母副、塑料滑動導軌、直線滾動導軌、靜壓導軌等。