​數控機床的組成和工作原理

數控機床由程序編製及程序載體、輸入裝（zhuāng）置、數（shù）控裝置（CNC）、伺服驅動及位置檢（jiǎn）測、輔助控製裝置、機床本體等（děng）幾部分組成。

一、程序編製及程序載體

數控程序是數控機床自動（dòng）加工零件的（de）工作指令。在對加工零件進行工藝（yì）分析的基礎上，確定零件坐標係在機床（chuáng）坐標係上的相對位置，即零件在（zài）機床上的安裝位置；刀具（jù）與零件相對運（yùn）動的尺寸參數；零件加工的工藝路（lù）線、切削加工的工藝參數以及（jí）輔助裝置的動作等。得到零件的所有運動、尺寸、工（gōng）藝參數等加工信（xìn）息後，用由文字、數字（zì）和（hé）符號組成（chéng）的標準數控代碼，按規定的方法和格式，編製零（líng）件加工的數控程序單。編製程（chéng）序的工作可由人工進行；對於形狀（zhuàng）複雜的零件，則要在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（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，采用哪一種存儲載體（tǐ），取決於數（shù）控裝置的設計類型。

二、輸入裝置

輸入裝（zhuāng）置的作用是將程序載體（tǐ）（信息載體）上（shàng）的數控代碼傳遞並存（cún）入數控（kòng）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（dú）機、磁帶機或（huò）軟盤驅動器等。數控（kòng）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（gōng）程序還可由編程（chéng）計算機用RS232C或采用網絡通信方式傳送到數控係統中。

零件加工程（chéng）序輸入過程有兩種不同的（de）方式：一種是邊讀入邊加工（數控係統內存較（jiào）小時），另一種是一次將零件加工程序全部讀入數控裝置內部（bù）的存儲器，加（jiā）工時（shí）再從內（nèi）部存儲器中逐段逐段（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或接受輸入裝置（zhì）送來的一段或幾段數控加工程序，經過數控裝置的邏輯電路或係統軟件（jiàn）進行編譯、運算和邏（luó）輯處理後，輸出各種控製信（xìn）息和指令，控製機床各部分（fèn）的工作，使其進行規定的有序（xù）運動（dòng）和動作。

零件的輪（lún）廓圖（tú）形往往由直線（xiàn）、圓弧或其他非圓弧曲線組成，刀具在（zài）加工過程中必（bì）須按零件形狀和尺寸的（de）要求進行運（yùn）動（dòng），即按圖形軌跡（jì）移動。但輸（shū）入的零件加工程序隻能是各線（xiàn）段軌跡（jì）的起點和終點坐標值（zhí）等（děng）數據，不能滿足要求，因此（cǐ）要進行軌跡插補，也就是在線段的起點和終點坐標值之間進行“數據點的密化”，求出一係列中（zhōng）間點的坐標值，並向相應坐（zuò）標（biāo）輸（shū）出脈衝信號，控製各坐標軸（即進給運動的各（gè）執行元件）的進給速（sù）度、進給方向和（hé）進給位移量等。

四、驅動裝置（zhì）和（hé）位置檢測裝置

驅動裝置接受來自數控裝置的指（zhǐ）令信息（xī），經功率放大後，嚴格按照指令信息的要求驅（qū）動機床移動部件，以加工出符合圖樣（yàng）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度、表麵質量和生產率的重要因（yīn）素之一。驅動裝置包（bāo）括控製器（含功率放大器（qì））和執行（háng）機構兩大部分。目前大都采用直（zhí）流或交流伺服電動機作為執（zhí）行機構。

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

五、輔助控製裝置

輔助控製裝置的主要作用是接（jiē）收數控裝置輸出的開關量指令信號，經過（guò）編譯、邏輯判別和運動，再經功率放大後驅（qū）動相應的電器，帶動（dòng）機床的機械、液壓、氣動等輔助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、換向和啟停指令，刀具的選擇（zé）和交換指令，冷（lěng）卻、潤滑裝置的啟動（dòng）停止（zhǐ），工件和機床部件的鬆開（kāi）、夾（jiá）緊，分度工作（zuò）台轉位分度等開關輔助動作。

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

六、機床（chuáng）本體

數控機床的機（jī）床本體與傳統機床相似，由主軸傳動裝置、進給傳（chuán）動裝置、床身、工作台以及輔助運動裝置、液壓氣（qì）動係統、潤滑係統、冷卻裝置等組成。但數控機床在整（zhěng）體布（bù）局、外觀（guān）造型、傳動係統、刀具係統的結構以及操作機（jī）構等方麵都已發生了很大的變化。這種變化的目的是為（wéi）了滿足數控機床的要求和（hé）充分發（fā）揮數控機床的特點。