數控機床的（de）組成和工作原理

數控機床由程序編製（zhì）及（jí）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（běn）體等幾部分組成。

一、程序編製及程序載體

數控程（chéng）序是數（shù）控機（jī）床自動加工零件的工作指令（lìng）。在對加工零件進行工（gōng）藝分析的基礎上，確定零件坐標（biāo）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（xiàng）對運動的尺寸參數；零件加工的工藝路線（xiàn）、切削（xuē）加工的工藝參數以及輔助裝（zhuāng）置的動作等。得到零件的所有運動、尺寸（cùn）、工藝參數等加工信息後，用由文字、數字和符號組成的標準數控代碼，按規定的（de）方法和格式，編製零件加工的數控程序單。編製程序的工作可由人工進行；對於形狀（zhuàng）複雜（zá）的（de）零（líng）件，則要在專（zhuān）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（biān）好的數控程序，存（cún）放在便於輸入到數控裝置的（de）一種存儲載體上，它可以是（shì）穿孔紙帶、磁（cí）帶和磁盤等（děng），采用（yòng）哪一種存儲載體，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（shì）將程序載（zǎi）體（信（xìn）息載體）上的數控代碼傳遞並存入數控係統內。根據（jù）控製存儲介質的不同（tóng），輸入裝置可以是（shì）光電閱讀機、磁帶機或軟盤驅動器等。數控機（jī）床加工程序（xù）也（yě）可通（tōng）過鍵盤用手工方式直接輸入數控係統；數（shù）控加工程序（xù）還可由編（biān）程計算機用RS232C或采用網絡通（tōng）信方式傳送到數控係統中。

零件加工程（chéng）序輸入（rù）過程有兩種不（bú）同的方式：一種是邊讀入邊（biān）加（jiā）工（數控（kòng）係統內存較小時），另一種是一（yī）次將零件加工程序全部讀入數控裝置內部的存儲器（qì），加工時再從內部存儲器中逐段（duàn）逐段調出進行加工。

三、數控裝置

數控（kòng）裝置是數控機床的核心。數控裝置從內部存儲器中取出或（huò）接受輸入裝（zhuāng）置送來的一段或幾段數控加工程序，經過數控裝置的（de）邏輯電路或係統軟件進行編譯、運（yùn）算和邏輯處理後，輸出各種控製信（xìn）息和指令，控製機床各部（bù）分的工作，使其（qí）進行規定的有序運動和動作。

零件（jiàn）的輪（lún）廓圖形往往由直（zhí）線、圓弧或其他非圓弧曲線組成，刀具在加工過程中必須按零件形狀和尺寸的要求進行運動，即按圖（tú）形軌跡移動。但輸入的零件加工程序隻能是各線段軌跡的起點和（hé）終點坐標值等數（shù）據，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和（hé）終點坐標值之間進行“數據點的密化”，求出一係列（liè）中間點（diǎn）的坐標值，並向相應坐標輸出脈衝信號，控製各坐標軸（即進給（gěi）運動的各（gè）執行元件）的進給速度、進（jìn）給方向和進給位移量等。

四、驅動裝置和（hé）位置檢測（cè）裝置

驅動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，以加工出符（fú）合圖樣要求的零件。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（hé）生產率的重要因素（sù）之一。驅動裝置（zhì）包（bāo）括控製（zhì）器（含功率放大器）和執行機（jī）構兩大部分。目前大都采用直流（liú）或交流伺服（fú）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（de）實際（jì）位移量檢測出來（lái），經反饋係統輸入（rù）到機床的數控裝置之後，數控裝置將（jiāng）反（fǎn）饋回（huí）來的實際位移量值與設定值進行比較，控製驅動裝置按照指（zhǐ）令（lìng）設定值運動。

五、輔助（zhù）控製裝置

輔助控製裝置的主要作用（yòng）是接收數控裝置輸出的開關量指令信號，經過編譯、邏輯判別和運（yùn）動，再經功率放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。這些控製包括主軸運（yùn）動部件的變速、換向和啟停指令，刀具的選擇和交換指令（lìng），冷卻、潤滑裝置的啟動停止，工件和機床部件的鬆（sōng）開（kāi）、夾緊，分度工作台轉位分度等開關輔助動作。

由（yóu）於可編程邏（luó）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（gǎi）程序並可直（zhí）接啟動機床開（kāi）關等（děng）特點，現已廣泛用作數控機床的輔助控（kòng）製裝置。

六、機床本體

數控機床的機床本體與傳統機床相似，由主軸傳動裝置、進（jìn）給傳動裝置、床身（shēn）、工作台以及（jí）輔助運動裝置、液壓氣動係統、潤滑係統、冷卻裝（zhuāng）置等組成。但數控機床在整體布局、外（wài）觀造型、傳動係統、刀具（jù）係統的結構以（yǐ）及操作機構等方麵都已發生了（le）很大（dà）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（fèn）發揮數控機床的特點。