數控機床的組成和工作原理

數控機床由程序（xù）編製及程序載體、輸入裝置、數控裝置（CNC）、伺服驅動及位（wèi）置檢測、輔助控製裝置、機床本體等幾部分（fèn）組成。

一、程序編製及程序載體

數控程序是數控機床（chuáng）自動加工（gōng）零件的工作指令。在對加工零件進（jìn）行工藝分析的基礎上，確定零件坐標係在機床坐標係上的相對位置，即零件在機床上的安裝位置；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（dé）到零件的所（suǒ）有運動、尺寸、工藝參數（shù）等加工信息後（hòu），用由文字（zì）、數（shù）字和符號組成的（de）標準數控代碼，按規定（dìng）的（de）方法和格式，編製零件加工的數控程（chéng）序單。編製（zhì）程序的工作（zuò）可由人（rén）工進行；對於形狀（zhuàng）複雜的零件，則（zé）要（yào）在專用的編程機或通用（yòng）計（jì）算機上進行自動編程（APT）或CAD/CAM設計。

編好的數（shù）控程序，存放在便（biàn）於輸入（rù）到數（shù）控裝置的一種存儲載體上，它可以是穿孔紙帶、磁帶和磁盤等，采用哪一種存（cún）儲載體，取決於數控（kòng）裝置的設計類型。

二、輸入裝置

輸入（rù）裝置的作用是將程序（xù）載體（信息載體）上的數控代碼傳遞並存入數控係統內。根據控製存儲介質的不同，輸入裝置可以是光電閱讀機、磁帶機或軟盤驅動器等。數控機床加工程序也可通（tōng）過鍵盤用手工方式直接（jiē）輸入（rù）數控係統；數控加工程序還（hái）可由編程計算機用RS232C或（huò）采用網（wǎng）絡通信方式傳送到數控係統中。

零件（jiàn）加工程序輸入過程有兩種不（bú）同的方式：一種是邊讀入邊加工（數控係（xì）統內存較小時），另一種是一次將零件加工程序全部讀入數控裝置內部的存儲器，加工時再從內部存儲器中逐（zhú）段逐段調出進行加（jiā）工（gōng）。

三、數控裝置

數（shù）控裝置是數控機床的核心。數（shù）控裝置從（cóng）內部存儲器中取（qǔ）出或接受輸入裝置送來的一段或幾段（duàn）數控加工程（chéng）序（xù），經過數控裝（zhuāng）置的邏輯電路或係統軟件進行編譯、運算（suàn）和邏輯處理後，輸出各種控製（zhì）信息和指令（lìng），控製機床各部分的工作，使（shǐ）其進行規定的有序運動（dòng）和動作。

零件的輪廓圖形往往由直線（xiàn）、圓弧或其他非（fēi）圓弧曲線（xiàn）組成，刀具在加工過程中必須按零件形狀和尺寸的（de）要求進行運（yùn）動，即按圖形軌跡移動。但輸入的零（líng）件加工程序隻能是各（gè）線段軌跡的（de）起點和終點坐標值等數據，不能（néng）滿足（zú）要求，因此要進行軌（guǐ）跡插補，也就是在線段的起點和終點坐標值之間（jiān）進行“數據點的密化”，求（qiú）出一係列中間點的坐標值，並向相應坐標輸出脈（mò）衝信（xìn）號（hào），控製各坐標軸（即進給運動的各執行元件）的進給速度、進給方向和進給位移量等。

四、驅動（dòng）裝置和（hé）位置檢測裝置

驅動裝置（zhì）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（xī）的要求（qiú）驅動機（jī）床移動（dòng）部件，以加（jiā）工出符合圖樣（yàng）要求的（de）零件。因此，它的伺服精度和動態響應性能是影響數控機（jī）床加（jiā）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（hán）功（gōng）率放大器）和（hé）執行機構兩大部分。目前（qián）大都采用直流或交流伺服電動機作為執行機構。

位（wèi）置（zhì）檢測裝置將數（shù）控機床各坐標軸的（de）實際（jì）位移量檢測出來（lái），經反饋係統輸（shū）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（zhí）與設定值進行比較，控製驅（qū）動裝置按照指（zhǐ）令設定值運（yùn）動。

五、輔助控製裝置

輔助控製裝置的主要（yào）作用是接收數控裝置輸（shū）出的開關量指令信號，經過編譯、邏輯判別（bié）和運動，再（zài）經功（gōng）率放（fàng）大後驅動相應的電器，帶動機床的機械、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規定的開關量動作（zuò）。這些控製包（bāo）括主（zhǔ）軸（zhóu）運動部件的變（biàn）速、換向和（hé）啟（qǐ）停指令（lìng），刀（dāo）具的選擇和交換指令，冷卻、潤滑（huá）裝置的啟動停止，工件和機床部件的鬆開、夾緊，分度工作台轉位分度（dù）等開關輔助動作。

由於可編程邏輯控製器（PLC）具有（yǒu）響應快，性（xìng）能可靠，易於使用（yòng）、編程和修改程序並可直接啟動機床開關等特點，現已廣（guǎng）泛用作（zuò）數控機床的（de）輔助控製裝置。

六、機床（chuáng）本體（tǐ）

數控機床的機（jī）床本體與（yǔ）傳統機床相（xiàng）似，由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、工作台以及輔助運動裝置、液壓（yā）氣動（dòng）係統、潤滑係統、冷卻（què）裝置等組成。但數（shù）控機床在整體布局、外觀造型、傳動係統、刀具係統的結（jié）構以及（jí）操作機構等方麵（miàn）都已發生了很（hěn）大的變化。這種變化的目的是為（wéi）了滿足數控（kòng）機床的要求和充分發揮數控機床的特點。