數控機床的組（zǔ）成和工作原理

數控機床由程序編製及程序載體、輸入（rù）裝置、數控裝置（CNC）、伺服驅動及位置檢測、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（tǐ）

數控（kòng）程序是數（shù）控機床自動加工零件（jiàn）的（de）工作指令。在對加工零件進行工藝分析的基礎（chǔ）上，確定零件（jiàn）坐標係在機床坐（zuò）標係上的相對位置，即零件在機床上的安裝位（wèi）置；刀具與零件相對（duì）運動的尺寸參數；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（dé）到零件的所有運動、尺寸、工藝參數等加工信息後，用由文字、數字和符號組成的標（biāo）準（zhǔn）數控代碼，按規定（dìng）的方法和格（gé）式，編製零件（jiàn）加工的數控程序單（dān）。編製程序的工作可由人工進行；對於形狀複雜的零件，則（zé）要在（zài）專用的編程機（jī）或（huò）通用計算機上進行自動編（biān）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載體上，它可以是穿孔（kǒng）紙帶（dài）、磁帶和磁盤等，采用哪一種（zhǒng）存儲載體，取決於數控裝置的設計類型。

二、輸入裝置

輸（shū）入裝置的作用是將程序載體（信息載體）上的數控代碼傳（chuán）遞並存入數控係統內。根（gēn）據（jù）控製存儲介質的不同，輸入裝置可以是光電閱讀（dú）機、磁帶（dài）機或軟盤驅動器等。數（shù）控機床（chuáng）加工程（chéng）序（xù）也（yě）可通過鍵（jiàn）盤用手工方式直接輸入數控係統；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。

零件加工程序輸入過程有（yǒu）兩種不同的方式：一種是邊讀入邊加工（數控係統（tǒng）內存較小時），另一種是一次（cì）將零件加工程序全部讀入數控裝置內部的存儲器，加工時再從內（nèi）部存儲器中逐（zhú）段逐（zhú）段調出進行加工。

三、數控裝置

數控裝置（zhì）是數（shù）控機床的核心。數控裝置從內部存儲器中取出或接受輸（shū）入裝（zhuāng）置送（sòng）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進行（háng）編譯、運算（suàn）和邏輯處（chù）理後，輸出各種控製信息和指令，控製機床各部分的工作，使其（qí）進行規定的有序運動和動作。

零件的輪廓圖形往往由直線、圓弧或其他非圓弧曲線組成，刀具在加工過程（chéng）中必須按（àn）零件形狀和尺寸（cùn）的要求進行運動，即按圖形（xíng）軌跡移動（dòng）。但輸入的零件加工程序隻能是（shì）各線段軌跡的起點和終點坐標值等（děng）數據（jù），不能滿足要求，因此要（yào）進行軌跡插補，也就是在線段的起點（diǎn）和（hé）終點坐標（biāo）值之間進（jìn）行“數據點（diǎn）的密化”，求出一係列（liè）中間點的坐標值，並（bìng）向相應坐標輸出脈衝（chōng）信號，控製各坐標軸（即進給運動（dòng）的（de）各執行元件）的進給速度、進給方向和進給位移量（liàng）等。

四、驅動裝置和位置檢測裝置

驅動裝置接受來自數控裝置的指令信息，經（jīng）功率放大後，嚴格按照指（zhǐ）令信息的要求驅動機床移動部件，以加工出符合圖（tú）樣要（yào）求的（de）零件。因（yīn）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（chóng）要因素之一。驅動裝置包括控製器（含功率放大器）和執行機構兩大（dà）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（zhì）檢測裝置將（jiāng）數控機床各坐標軸的實際（jì）位移量檢測出來，經反饋係統輸入到機床的數控裝置之後，數控裝置將反饋回來的實際位移量值與設定值（zhí）進行比較，控製驅動裝（zhuāng）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（chū）的開關量指令信（xìn）號，經過編譯、邏（luó）輯判別和運動，再經功（gōng）率放大後驅動相應的電器，帶動機床的機械、液壓、氣動（dòng）等輔助裝置（zhì）完成指令規定（dìng）的開關量（liàng）動作。這些控製（zhì）包括主軸運（yùn）動（dòng）部件的（de）變速、換向和啟停指令，刀具的選擇（zé）和交換指令，冷卻、潤滑裝（zhuāng）置的啟動停止，工件和機床部件的鬆開（kāi）、夾緊，分度工作台轉（zhuǎn）位分度等開關輔助動作。

由於可編程邏輯控製器（PLC）具有響應快，性能可靠，易於（yú）使用（yòng）、編程和修改程序並可直接（jiē）啟動機床（chuáng）開關等特點，現已廣泛用作數控機床的輔助控製裝置。

六（liù）、機床本體

數（shù）控機床的機床本體與傳統（tǒng）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（dòng）裝置、液壓氣動係統、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）以及操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（zú）數控機床的要求和充分發揮數控機床的特點。