數控機床的組成和工（gōng）作原理

數控機床由程序編製及程序載體、輸入裝置、數控裝（zhuāng）置（CNC）、伺服驅動及位置檢測、輔助控製裝置、機（jī）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。在對加工零件進行工藝（yì）分析的基礎上，確（què）定零件坐標（biāo）係（xì）在機床坐標係上（shàng）的相對位置，即零件在（zài）機床上（shàng）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、切削加工的工藝參數以及輔助裝置的動作等。得到零件的（de）所有運動、尺寸、工藝（yì）參數等（děng）加工信息（xī）後，用（yòng）由文字、數字（zì）和符號組成的標準數控代碼，按規定的（de）方法和格式（shì），編製零件加工的數控程序單。編製程（chéng）序（xù）的工作可由人工進行；對於形狀複雜的零件，則要在專用的編程機或通用計算機上（shàng）進行自動編程（APT）或CAD/CAM設計。

編好（hǎo）的數控程序，存放在便於輸入到數控裝置的一種存儲（chǔ）載體上（shàng），它可以是穿孔紙（zhǐ）帶、磁帶和磁盤等，采用哪一種存儲（chǔ）載體，取（qǔ）決於數控裝置的設計（jì）類型。

二、輸入裝置

輸入裝置的作用是將程序（xù）載體（信息載體）上的數控代碼傳遞（dì）並存入數控係統（tǒng）內。根據控製存儲介（jiè）質的不同，輸入裝置（zhì）可以是（shì）光電閱讀機、磁帶（dài）機或軟（ruǎn）盤驅動（dòng）器等。數控（kòng）機床（chuáng）加工程（chéng）序也可通過鍵盤用手工方式直接輸入數控係統（tǒng）；數控加工程序還可由（yóu）編程計算機用RS232C或（huò）采用（yòng）網絡通信（xìn）方式（shì）傳送到數控係統中。

零件加工程序輸入過程有兩種不同的方式：一種是邊讀（dú）入邊加工（數控係統內存較小（xiǎo）時），另一種（zhǒng）是一次將（jiāng）零件加（jiā）工程序全部讀入數控裝置內（nèi）部的存儲器（qì），加工時再從內（nèi）部存儲器（qì）中逐（zhú）段逐段調出進行加工。

三、數控（kòng）裝置

數控裝置是數控機（jī）床的核心。數控裝（zhuāng）置從內部存儲器中取出或接受輸入裝置送來的一段（duàn）或幾段數控加工程（chéng）序，經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（kòng）製（zhì）信息和指令，控製機床各部分的工作，使（shǐ）其進行規（guī）定的有序運動和（hé）動作。

零件的輪廓圖形往往（wǎng）由直線、圓弧或其他非圓弧（hú）曲線組成，刀具在加工過程中必須按零件形狀和（hé）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（zhī）能是各線（xiàn）段軌跡的起點和終點（diǎn）坐（zuò）標值等數據，不能滿足要求，因此要進行軌跡插補，也就（jiù）是在線段的起點和（hé）終點（diǎn）坐標值之間進行“數據點的密化”，求出一係列中間點的坐標值，並向相（xiàng）應坐標輸出脈衝信號，控製各坐標（biāo）軸（即進給運動的各（gè）執行元件（jiàn））的進給速度、進給方向和進給位移量等。

四（sì）、驅動裝置和位置檢測裝（zhuāng）置

驅動（dòng）裝置接受來自數控裝置的指令信息，經功率放大後，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（tú）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度、表麵質量和生產率的重要因素之一。驅動裝置包括控製器（含功率放大（dà）器）和執行機（jī）構兩（liǎng）大部分。目前大都采用直流或交流伺服電動機作為執行機構。

位置檢測裝置將數控機床各坐標軸的實際位移（yí）量（liàng）檢（jiǎn）測出來，經反饋係統輸入到機床的數控裝置（zhì）之後，數（shù）控裝（zhuāng）置將反饋回來的（de）實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收數控裝置輸出的開關量指（zhǐ）令信號，經過編譯（yì）、邏輯判別和運動，再經功率放大後（hòu）驅動相應的電器，帶動機床的機械、液壓、氣動等輔助裝置（zhì）完成指令規定的（de）開關量動作。這些控製包括主軸運動部件的（de）變速、換向和啟停指令，刀具的選擇和交換指令，冷（lěng）卻、潤滑裝置的啟動停止，工件和機床部件的鬆（sōng）開、夾緊，分度工作台轉位分度等開關輔助動（dòng）作。

由於可編程邏輯控製器（PLC）具有響應（yīng）快，性能（néng）可靠，易於使用、編程和修改程序並可直接啟動機床開關等特（tè）點，現已（yǐ）廣泛用作（zuò）數控機床的輔助控製裝置。

六、機床本體

數控機床的機床（chuáng）本體與傳統機床相似，由主軸傳動裝置、進給傳動裝（zhuāng）置、床身、工作台以及輔（fǔ）助運動裝置、液壓氣（qì）動係統、潤滑係統、冷卻裝置等組成。但數控機床在整體布局、外觀造型、傳動係統、刀具係統的結構（gòu）以（yǐ）及操（cāo）作機構等方麵都已發生了很大的變化。這種變化的目的是為了滿足數控機床的要求和充分發揮數（shù）控（kòng）機床的特點。