數控機床的組成和工作原理

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

一、程序編製及程序載體

數控程序是數控機床自動加（jiā）工零件（jiàn）的工（gōng）作指令。在對加工零件（jiàn）進行工藝分析的基礎上，確定（dìng）零件坐標係在機床坐標係（xì）上的相對位置，即零件在（zài）機床上的安裝位置；刀（dāo）具與零件相對運動的尺寸參數；零件加工的工藝路線（xiàn）、切（qiē）削（xuē）加工的工藝參數以及輔助裝置（zhì）的動作等。得到零（líng）件的所有運動、尺寸、工藝參數等加工信息後，用（yòng）由文字（zì）、數字和符號組（zǔ）成的標準數控代碼，按規定的方法（fǎ）和格式（shì），編製零件加工的數控程序單。編製程序的工作可由人（rén）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進（jìn）行自動編程（APT）或CAD/CAM設計。

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

二、輸入裝置（zhì）

輸（shū）入裝置的作用是將程序載體（信息（xī）載體）上的數控代碼傳遞並存入數（shù）控係統內。根（gēn）據控製存（cún）儲介質（zhì）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過鍵盤用手工方式直（zhí）接輸入（rù）數控係統；數控加（jiā）工程序（xù）還可由編程計算機用RS232C或采用網絡（luò）通信（xìn）方式傳送到數控係（xì）統中。

零（líng）件加工程（chéng）序輸入過程有兩種不（bú）同的方（fāng）式：一種是邊（biān）讀入邊加工（數（shù）控係統內存較（jiào）小（xiǎo）時），另一種是一次（cì）將零件加工程（chéng）序全部讀入數控裝置內部的存儲（chǔ）器，加工時再從內部存儲器中逐段逐段（duàn）調出進行加工。

三、數（shù）控裝置

數控裝置是數控機床的核（hé）心。數（shù）控（kòng）裝置從（cóng）內部（bù）存儲器（qì）中取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段數（shù）控加工程序，經過數控裝置的邏輯（jí）電（diàn）路（lù）或係統軟件進行編譯（yì）、運算和邏輯處（chù）理後，輸出各種控製信息和指令，控製機床各部分（fèn）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（xiàn）、圓（yuán）弧或其他（tā）非（fēi）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（jí）按圖形軌（guǐ）跡移動。但輸入的零件（jiàn）加（jiā）工程序隻能是各線段軌（guǐ）跡的起點和終點坐標值等數據，不能滿（mǎn）足（zú）要求，因此要進行軌跡插補，也就是（shì）在線段的起點和終點坐標值之間進行“數據點的密化”，求（qiú）出一係列中間點的（de）坐標值，並向相應坐標輸出脈衝信號，控製各坐標軸（即進給運動的各（gè）執行元件）的進給速度、進給方向和進給位移量等。

四、驅動裝置和（hé）位置檢測裝（zhuāng）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（yán）格按照指令信息的要求驅動機床移動部件，以（yǐ）加工出符合圖樣（yàng）要求的零件。因此，它的伺服精度和動（dòng）態響應性能（néng）是影響數（shù）控機床加（jiā）工精度、表麵質（zhì）量（liàng）和生產率的重要（yào）因素之一。驅動裝置包括控製器（含功率放大器）和執行機構兩大部分（fèn）。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（biāo）軸的實際位移量檢測出來，經反饋係統輸（shū）入到機（jī）床的數控（kòng）裝置之後（hòu），數控裝置將反饋回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令（lìng）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（zhì）輸出（chū）的開關量指令信號，經過編譯、邏輯判（pàn）別和運（yùn）動，再經功率（lǜ）放大（dà）後驅動相應的電器，帶動機床的機械（xiè）、液壓、氣（qì）動等輔（fǔ）助裝置完成指（zhǐ）令規定（dìng）的開關量動（dòng）作。這些控製包括（kuò）主軸運動（dòng）部件的變速、換向和啟停指令，刀具的（de）選（xuǎn）擇（zé）和交換（huàn）指令（lìng），冷卻、潤滑裝置的啟動停止，工件（jiàn）和機床部件的鬆開、夾緊，分度工作台轉位分度等開關輔（fǔ）助動作。

由於可編程邏輯控製（zhì）器（qì）（PLC）具有（yǒu）響（xiǎng）應快，性能（néng）可（kě）靠，易（yì）於使用、編程和修改（gǎi）程序並（bìng）可直（zhí）接啟動機床開關等特點，現已廣泛用作（zuò）數控機床的輔助控製裝置。

六、機床本體

數控機床（chuáng）的機床本體（tǐ）與傳統機床相似，由主軸（zhóu）傳動裝置、進給傳（chuán）動裝置、床身（shēn）、工（gōng）作台（tái）以（yǐ）及輔助運（yùn）動裝置、液壓氣動係統、潤（rùn）滑係統、冷卻裝置等組成。但數（shù）控機床在整（zhěng）體布局、外觀造型、傳動係統、刀具係（xì）統的結構以及操作機構等方麵都已發生了很（hěn）大的變化。這種（zhǒng）變化的目的是為了滿足數控機床的要求和充分發揮（huī）數控機床的特點。