數控機床的組成和工作原理

數控機床由程序編製（zhì）及程序載體、輸入裝置、數（shù）控裝置（CNC）、伺服驅動及（jí）位置檢測（cè）、輔助控製裝置、機床本體等幾部分組成。

一、程（chéng）序編製及程序載（zǎi）體

數控程序是數控機床自動加工零（líng）件的工作指令。在對加（jiā）工零件進行工藝分析的基礎上，確定零件坐標係（xì）在機床坐標係上的（de）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（gōng）的工藝參數以及輔助裝置的動作（zuò）等。得到零件的所有運動（dòng）、尺寸、工（gōng）藝參數等加（jiā）工信息後（hòu），用由文字（zì）、數字和符號組成的標準數控代碼，按規定的（de）方（fāng）法和格式，編（biān）製零件加工的數控程序單。編製程序（xù）的工作可由人工（gōng）進行；對於（yú）形狀複雜的零件，則要在專用的編程機或通用計算機上進行自動編程（APT）或CAD/CAM設計（jì）。

編好的數控程序，存放在便於輸入到數（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，采用哪一種存儲載體，取決於數控裝置的設計類型（xíng）。

二、輸入裝（zhuāng）置

輸入裝置的作（zuò）用是將程序載體（信息載體）上的數控代碼傳遞並存入數控（kòng）係統內。根據（jù）控製存儲（chǔ）介質的不同，輸入裝置可以是（shì）光電閱讀機、磁帶機或軟（ruǎn）盤驅動器（qì）等。數控機床加工程序也可通過鍵盤用手工方式直接（jiē）輸入數控係統；數控加工程序還（hái）可由編程計算機用（yòng）RS232C或采（cǎi）用網絡通信方（fāng）式傳送到（dào）數控係統中。

零（líng）件加工程序輸入過程有兩種不同的方式：一種是邊（biān）讀入邊加工（數控係統內存較小時（shí）），另一種是一（yī）次將零（líng）件加工（gōng）程（chéng）序全部讀入數控裝置內部（bù）的存儲器，加工時再從內部存儲器中逐段逐段（duàn）調出進（jìn）行加工。

三、數控裝（zhuāng）置

數控裝置是數控機床的（de）核心。數控裝置從內部存（cún）儲器中取出或接受輸入裝置送（sòng）來的一段或幾段數控加工（gōng）程序，經過數控（kòng）裝置（zhì）的邏輯電路或係統軟件進行編譯、運算和邏輯處理後，輸出各種控製信息和指令（lìng），控製機床各部分的工作，使其進行規定（dìng）的有序運（yùn）動（dòng）和動作。

零（líng）件的輪廓圖形往（wǎng）往由直線、圓（yuán）弧或其他非圓弧曲線組（zǔ）成，刀具在加工過程中必須按零件形狀和尺（chǐ）寸（cùn）的要求進（jìn）行運動，即按圖形軌跡（jì）移動。但輸入的零件加工程序隻能是各線段軌跡的起點和終點坐標值（zhí）等（děng）數據，不能滿（mǎn）足要求，因此（cǐ）要進行（háng）軌跡插補，也就是在線段的起點和終點坐標值之間進行“數據（jù）點的密化”，求出一係列（liè）中間點的坐標值（zhí），並向相應坐標（biāo）輸出脈衝信號，控製各（gè）坐標軸（即進給（gěi）運動的各執行元件）的進給速度、進給方向和進（jìn）給位移量等。

四、驅動（dòng）裝置和（hé）位置（zhì）檢（jiǎn）測裝置

驅動裝置（zhì）接（jiē）受來自數控（kòng）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（bù）件，以加工出符合圖樣要求的零件。因此，它的伺服精度和動態響應性能是影響數（shù）控機（jī）床加工精度、表（biǎo）麵（miàn）質量和生產率的重要因素之（zhī）一。驅動裝置包括控製器（含功率放大器）和（hé）執行機構兩大部分。目前大都采（cǎi）用直流或交流伺服電（diàn）動機作為執（zhí）行機構。

位置檢測裝置將數（shù）控機床各坐標軸的實際位移量檢測出來，經反饋係統輸入到機床的數控裝（zhuāng）置之後，數控裝置將（jiāng）反饋回來的實（shí）際位移量值與設定值（zhí）進行比較，控製驅動裝置（zhì）按照指令設定值運動。

五（wǔ）、輔助控製（zhì）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令（lìng）信號，經過編譯、邏輯判別和運（yùn）動，再經功（gōng）率放大（dà）後（hòu）驅動相應的電器，帶動機床的機械、液壓、氣動等（děng）輔助裝置完成指令規定的開關（guān）量動作。這（zhè）些控製包括主軸運動部件的變速、換向和啟停指令，刀具的選擇和交換指令，冷卻、潤滑裝置的啟（qǐ）動停止，工件和機床部（bù）件的鬆開、夾緊，分度工作台轉位分度（dù）等開關輔助動作。

由（yóu）於（yú）可編程邏輯控製器（PLC）具有響應快，性能可靠，易於使用、編程和修改程（chéng）序並可直接啟動機（jī）床開關等特點，現已廣泛用作數控機床的輔（fǔ）助控製裝置。

六、機床本體

數控機床的機床本體與傳統機床（chuáng）相似（sì），由主軸傳（chuán）動裝置（zhì）、進給（gěi）傳動裝置、床身、工（gōng）作台以及輔助運動裝置、液壓氣動係統、潤滑係（xì）統（tǒng）、冷卻裝置等組成。但數控機床（chuáng）在（zài）整體布局、外觀造型、傳動係統、刀（dāo）具係統的結構以及操作機構等方麵都已發生（shēng）了很大的變化。這種（zhǒng）變化的目的是為了滿（mǎn）足數控機床的要求和充分發（fā）揮數控（kòng）機床的特點。