​數（shù）控機床（chuáng）的基本組成及工作原理你都了解嗎

數控機床是數字控製機（jī）床的簡稱（chēng），是一種裝有程序（xù）控製係統的（de）自動化機床。該（gāi）控製係統能（néng）夠邏輯地處理具有控製編碼或其他（tā）符號指令規定的程（chéng）序，並將其譯碼，用代碼（mǎ）化的數字表示（shì），通過信息載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發（fā）出各種控（kòng）製（zhì）信號，控製機（jī）床的動作，按圖紙要求的形（xíng）狀（zhuàng）和尺寸，自動地將零件（jiàn）加工（gōng）出（chū）來。鈦數控機床較好地解決了複雜、精密、小批量、多（duō）品種的零件加工問題，是一種柔性的、高（gāo）效能的自動（dòng）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（chuáng）一般由數控係統、包含伺服電動機和檢測反（fǎn）饋裝（zhuāng）置的伺服係統、主傳動係統、強（qiáng）電控製櫃、機床（chuáng）本體和各類（lèi）輔（fǔ）助（zhù）裝簧組成。加上（shàng）虛線部（bù）分即可表示數控加工的基本工作過程（chéng）。對具體備類（lèi）不同功能的數控機（jī）床（chuáng），其（qí）組成部分略有（yǒu）不同（tóng）。

一、數控係（xì）統

它是機床實現（xiàn）自動加工的核心（xīn）。主要有操作係統、主控製（zhì）係統、可編程控製器、各類輸（shū）出接口等組成。其中操作係統由（yóu）顯示器和操（cāo）縱鍵盤組成（chéng），顯（xiǎn）示器有數碼（mǎ）管、CRT、液晶等（děng）多種（zhǒng）形式（shì）。主控製係統與（yǔ）計（jì）算機主板（bǎn）有所類同，主要由（yóu）CPU、存儲器、控製器等部分（fèn）組成。數控係統所控製的是一般對象的（de）位置、角度、速度等機械量，以及溫度、壓力、流量（liàng）等物理量。

其控製方式又可分為（wéi）數據運算處（chù）理控製和時（shí）序邏輯控製兩大類，其中主（zhǔ）控（kòng）製器內的插補運算模塊就是根據所讀入的零件程序，通過譯碼、編（biān）譯等（děng）信息處理後，進行相應的（de）刀軌跡插樸運算，並通過與各坐標伺服係統的位置、速度反饋信號（hào）比較，從而控（kòng）製機床各（gè）個坐標軸（zhóu）的位移；而時（shí）序邏輯控製通常主要由可編程式控製器（qì）PLC來（lái）完成，它根據機床（chuáng）加工過程中的各個動（dòng）作要求進行協調，按各檢測信號進行邏輯判別，從而控（kòng）製機床各個部件有條不紊地按序工作。

二、伺服係統

它是數控係統與機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（xì）統及位置檢測反饋（kuì）裝置等組成。伺服電動機是係統的執行元件，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置檢測反饋信號（hào）比較後作為位移指令，再經驅動控製係統（tǒng）功串放大後，驅動電動機運轉，從而通過機械傳動裝置拖動工作台或刀架運動。

伺服係（xì）統是數控機床的重要（yào）組成部分，用於實現數控機床的進（jìn）給伺服（fú）控製和主軸伺服控製。伺服係統的作（zuò）用是把接受來自數控裝置（zhì）的指令信息，經功（gōng）率放大、整形處理後，轉換成機床執行部件的直線位移或角位移運動。由於（yú）伺服係統是數控機床的最後環節，其性能將直接影響數控機床的精度和速度（dù）等技術指標，因此，對數控機（jī）床的伺服驅動裝置，要求具有良（liáng）好的快速反應（yīng）性能，準（zhǔn）確（què）而靈敏地跟蹤數（shù）控裝（zhuāng）置（zhì）發出的數字指令信號（hào），並能忠實地執行來自數控裝置的指令，提高係統的動態跟（gēn）隨特性和（hé）靜態跟蹤精度。

伺服係統包括驅動裝置和執行機構兩大部分。驅動裝置由主軸驅動單（dān）元、進給驅動單元和主軸伺服電動機、進給伺服電動機組成。步進電動機、直流伺（sì）服電動（dòng）機和交流伺服電動機是（shì）常用的驅動裝（zhuāng）置。

測量元件將數控機床各坐標軸的實際位移值檢測出來並經反（fǎn）饋係統輸入（rù）到機床（chuáng）的數控裝（zhuāng）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設定值所需的位移量指令。

三、加（jiā）工程序載體

數控機床工作時，不需要工人直接去（qù）操作機床，要對數控機床進行控製，必須編製加（jiā）工程序。零件加工程序中，包括機床上刀（dāo）具和工件的相對（duì）運動軌跡、工藝參數（進（jìn）給量主軸轉速（sù）等）和輔（fǔ）助運動等。將零（líng）件加（jiā）工程序用一定的格式和代碼，存儲在一種程序載體上，如（rú）穿孔紙帶、盒式磁帶（dài）、軟磁盤（pán）等，通過數控機床的輸入裝置，將程序信息輸入到CNC單元。

四、數控裝置

數（shù）控裝置是數控（kòng）機床的核心。現代數控裝置均采用CNC（Computer Numerical Control）形式，這種CNC裝置一般使用多個微處理器，以程序化的軟件形式實（shí）現數（shù）控（kòng）功能，因此（cǐ）又稱軟件數控（Software NC）。CNC係統是一種位置控（kòng）製係統，它是根據（jù）輸入（rù）數（shù）據（jù）插補出理想的運（yùn）動軌跡（jì），然後輸出到執行（háng）部件加工出所需要的零件。因此（cǐ），數控裝置主要由輸入、處理和輸（shū）出三個基本部分構成。而所有這些工作（zuò）都由計算機的（de）係統程序進行合理地組（zǔ）織，使整個係統協調地進行工作。

1、輸入裝置：將數控（kòng）指令輸入給數控裝置，根據程序載體（tǐ）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（jiē）上級計算機的DNC（直接數控）輸入（rù），現仍有不少（shǎo）係統還保留有光電閱讀機的紙帶輸入形式。

（1）紙帶輸入方式。可用紙帶（dài）光電閱讀（dú）機（jī）讀入零件程序，直接控製（zhì）機床（chuáng）運動，也可以將紙帶內（nèi）容讀入存儲器，用存儲器（qì）中儲存的零（líng）件程序控製機床運動。

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

在控製裝置編輯狀態（EDIT）下，用軟件輸入加工程序，並存入控製裝（zhuāng）置的存儲（chǔ）器（qì）中，這種（zhǒng）輸（shū）入方法可重複使用程序（xù）。一般手工編程均采用這（zhè）種方法。

在具有（yǒu）會（huì）話編程功能的數控裝置上，可按照顯示器上提示的問題，選擇不同的菜單，用人機對話的方法，輸入有關的尺寸數字（zì），就可自動生成加工程序（xù）。

（3）采用DNC直（zhí）接（jiē）數控輸入方式。把零件程（chéng）序（xù）保存在上級計算機中，CNC係統一邊（biān）加工一邊接收（shōu）來（lái）自計算機（jī）的後續程序段。DNC方式多用於采用CAD/CAM軟件設計的（de）複雜工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）息傳給CNC單元（yuán），編譯成計算機能識別的信息，由信息處理部分（fèn）按照控製程序的規定，逐（zhú）步存儲並進行處理後，通過輸（shū）出單（dān）元發出位置和（hé）速（sù）度指令給伺服係統和主運動控製部分（fèn）。CNC係統的輸入數據包括：零件的（de）輪廓信息（起點、終點、直（zhí）線、圓弧等）、加工（gōng）速度及其他輔助加工信息（如換刀（dāo）、變（biàn）速、冷卻液開關等），數據處理的目的（de）是完成插補運算（suàn）前的準（zhǔn）備工（gōng）作。數據處理程序還包括刀具半（bàn）徑補償、速度計算及輔助功能的（de）處（chù）理等。

3、輸出裝置：輸出裝置與（yǔ）伺服機構相聯。輸出裝置根據控（kòng）製器的命令接受運算器的輸出脈衝，並把（bǎ）它送（sòng）到各坐標的伺服控製係統，經過功率放大，驅（qū）動伺服係統，從而控製機床按規（guī）定（dìng）要求運動。

五（wǔ）、主傳動係統

它是機床切削加工時傳遞轉矩的主要部件之（zhī）一。一般（bān）分為齒輪有級變速和電（diàn）氣無級調速兩種類型，較高檔的數控（kòng）機床都（dōu）要求實現（xiàn）無級調速來滿足各（gè）種加工工藝的要求，它主要由主軸驅動（dòng）控製係統、主軸電動機以及主軸機械傳（chuán）動機構等組（zǔ）成。

六、強電控製櫃

它主要用來安裝機床強電（diàn）控製的各種電氣元器件（jiàn），除了（le）提供數控、伺服（fú）等類弱電控製係統的輸入電源，以及各種短路、過（guò）載、欠壓等電氣保護外，主要在可編程控製器PLC的輸出接口與（yǔ）機床各類輔助裝置的電氣執行元器件之間（jiān）起橋梁聯結作用，即控（kòng）製機（jī）床輔助（zhù）裝置的各種交流電動機、液（yè）壓係統電磁閥或電磁（cí）離合器等，主要（yào）起到擴展接點散和擴（kuò）大觸點容量等作用。

另外，它（tā）也與機床（chuáng）操作台的有關手控按鈕連接。強電控製（zhì）櫃由各種中間繼電器、接觸器、變壓器、電源開關、接線端子和各類電氣保（bǎo）護元器件等構成（chéng）。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切換的電動機、接觸器等電磁感應器件（jiàn）均必須並接RC阻容吸收器（qì），對各種（zhǒng）檢（jiǎn）測（cè）信號的輸（shū）入均要求用屏蔽電纜連接。

七、輔（fǔ）助裝置（zhì）

它主要（yào）包括ATC刀自（zì）動交換機構、APC工件自動變換機構、工件夾緊放鬆機（jī）構、回（huí）轉工作台、液壓控製係統、潤滑裝置（zhì）、過載與限位保護功能等（děng）部分。機床加工功能與興型不同，所（suǒ）包含的部分也不同。輔助裝置是保證充（chōng）分發揮（huī）數（shù）控機床功能所必需的配（pèi）套裝置，常用的（de）輔（fǔ）助裝置包括：氣動、液壓裝置，排屑裝置，冷（lěng）卻、潤滑裝置，回（huí）轉工作台和數控分度頭（tóu），防護，照明等各種（zhǒng）輔助裝置。

八、機床本體

它（tā）指的是數控機床機械結構（gòu）實體。它於傳統的普通機床相比較，同樣（yàng）由主傳動機構、進給（gěi）傳動機構、工作台、床身以及立柱等部分組成，但數控機床的整體布局、外觀造型、傳動機構、刀係（xì）統及操作機構等方麵都發生了很大的變（biàn）化。這種變化的目的是（shì）為（wéi）了滿足數控技術（shù）的要求和充（chōng）分發（fā）揮（huī）數控機床的特點。

機床主機是數控機床的（de）主體。它包括床身、底座（zuò）、立柱、橫梁、滑座、工作台、主軸箱（xiāng）、進給機構、刀架及自動換刀裝置等機械部件（jiàn）。鈦浩機械是以回轉頂尖、絲杠、軸加（jiā）工、數控車床加工、刀柄（bǐng）刀杆、夾頭接杆為公司的（de）主打產品，它（tā）是在數控機床上自動（dòng）地完成各種切削加工的機械部（bù）分。與傳統的機床相比（bǐ），數控機床主（zhǔ）體具有（yǒu）如下結構特點：

1、采用具有（yǒu）高剛（gāng）度、高抗震性及較小（xiǎo）熱變形的機床新結構。通常用提高結構係統（tǒng）的靜剛度、增加阻（zǔ）尼、調整結構（gòu）件質量和固有（yǒu）頻率等方法來提高機床（chuáng）主機的剛度和（hé）抗震性（xìng），使機床主體能適應數控機床連（lián）續自動地進行切削加工的需要。采取改善機床結構布局、減少發（fā）熱、控製溫升及采用熱位移補償等措施（shī），可減少熱變形對機床（chuáng）主機的（de）影響。

2、廣泛（fàn）采用高性能（néng）的主軸伺（sì）服驅動和進給（gěi）伺服（fú）驅動裝置，使數控機床的傳動鏈縮短，簡化了機床機械傳動係統的結構。

3、采（cǎi）用高傳動效（xiào）率、高精度、無間隙的傳動裝置和運動部件，如滾珠（zhū）絲杠螺母副、塑（sù）料滑動導軌、直線滾動（dòng）導軌、靜壓導軌等（děng）。