​數控機床的基本組成及工作（zuò）原理你都了（le）解嗎

數（shù）控機床是數字控製機床的簡稱，是一（yī）種（zhǒng）裝有程序控製係統的自動化機床。該控製係統能（néng）夠邏（luó）輯地處理具有控製編碼或其他（tā）符號指令規定的程序，並將其譯碼（mǎ），用代碼化的數（shù）字表示，通過信（xìn）息載體輸入數控（kòng）裝置。經運算處（chù）理（lǐ）由數（shù）控裝置發（fā）出各種控製（zhì）信號，控製機床的動作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工（gōng）出（chū）來（lái）。鈦數控機床較好地解決了複雜、精密、小批量、多品種的零件（jiàn）加（jiā）工問題，是（shì）一（yī）種柔性的、高效能的自動化機床，代表了現代機床控製技術的發展方向，是一種典型的機電一體化產品。

數控機床一般由數控係統（tǒng）、包含伺服電動機和檢（jiǎn）測反饋裝置（zhì）的伺服係（xì）統、主傳動係統、強電控製櫃、機床本（běn）體和各類輔助裝簧組成。加上虛線部分即可表示數控加工的基（jī）本工作過程。對具體備（bèi）類不同功能的數控機床（chuáng），其組成部分略有不同。

一、數控係（xì）統

它是機床實現自動加工的核心。主要有操作係統、主（zhǔ）控製係統、可編程控（kòng）製器、各類輸出（chū）接口等組成。其中操作係統（tǒng）由顯示器和操縱鍵盤組成，顯示器有數碼管、CRT、液晶等多種形式。主控製（zhì）係統與計算機主板有所類同（tóng），主要由CPU、存儲器、控製器等部分組成。數控係統所控製的是一般對象的位置、角度、速度等機械量（liàng），以及溫度、壓力、流量等物理量。

其控製方（fāng）式又可分為數（shù）據運（yùn）算（suàn）處理控製和時序邏（luó）輯控製兩大類，其中主控（kòng）製器內的插補運算模塊就是根據所讀入（rù）的零件程序，通過譯（yì）碼、編譯等信息處理後，進行相應的刀（dāo）軌跡插樸運算，並通過（guò）與各坐標伺服係統的位置、速（sù）度反（fǎn）饋（kuì）信號比較，從而控製機床各（gè）個坐標軸的位移；而時序邏輯控製通常主要由（yóu）可編程式控製器PLC來（lái）完成，它（tā）根（gēn）據機（jī）床加（jiā）工過程中的各個動作要求進行協調，按各檢測信號進行邏輯判別，從而控製（zhì）機床各個部件有（yǒu）條不紊地按序工作。

二、伺服係統

它是數控係統與機床本體之間的電傳動聯（lián）係環節。主要由伺（sì）服電動機、驅動（dòng）控製係統及位置檢測反饋裝（zhuāng）置（zhì）等組成。伺服電動機是係統的執行元件，驅動控製係統則是伺服電動機的動力（lì）源。數控係統發生的指令信號與位置檢測反饋信號比較（jiào）後作為位移指令（lìng），再（zài）經驅動控製係統功（gōng）串放大後，驅動電動機運（yùn）轉，從而通過機械傳動裝置（zhì）拖動工作台或（huò）刀（dāo）架（jià）運動。

伺服係統（tǒng）是數控機床的重要（yào）組成部分，用於（yú）實現（xiàn）數控機床的進給伺服控製和主軸（zhóu）伺服控製。伺服係統的作用是把接受來自數控裝置的指令信息，經功率放（fàng）大、整形處理後，轉換成機床執行部件的直線位移或角位移運動。由於伺服係統是數控機床的最後環（huán）節，其性能將直接影響數（shù）控機床的精度和速度等技術指標，因此，對數控機床的伺服驅動裝置，要求具有良好的快速反應（yīng）性能，準確而靈敏地跟蹤數控裝置發出的數字指令信號，並能忠實地執行來自數控裝置的指令，提（tí）高係統的動態跟隨特性和靜態跟蹤（zōng）精度。

伺服係統（tǒng）包括驅動裝置和執行機構兩大部分。驅動裝置（zhì）由主軸驅動單元、進給驅動單元和主軸伺服電（diàn）動機、進給伺服電動機組成。步進電動機、直（zhí）流伺服電動（dòng）機和交流伺服電動機是常用的驅動裝置。

測量（liàng）元（yuán）件將數控機床各坐標軸（zhóu）的（de）實際位（wèi）移值檢測出來並經反饋係統輸入（rù）到機床的數控裝置中，數控裝（zhuāng）置對反饋（kuì）回來的（de）實際位移值與指令值進（jìn）行比較，並向（xiàng）伺服係統輸出達到設定值所需的位移量指（zhǐ）令。

三、加工程序載體

數控機床工作時，不需要工人直接去操作機床，要對數控機床進行控製，必須編製加工程序。零件加工程序中，包括機床上刀具和工件的（de）相對運動（dòng）軌跡、工藝參（cān）數（進給量主軸轉速等）和輔助運動等。將零件加工程序用一定的格式和代碼，存儲在一種程序載體上，如穿（chuān）孔紙帶、盒式磁（cí）帶、軟磁盤等，通過數控機床的輸入裝置，將程序（xù）信息輸（shū）入到CNC單元。

四、數控裝置

數控裝置是數（shù）控機床的核（hé）心。現（xiàn）代（dài）數控裝置均采用CNC（Computer Numerical Control）形式，這種（zhǒng）CNC裝置一般使用多個微處（chù）理器，以程序化的軟件形式實現數控功能，因此又稱軟件數控（Software NC）。CNC係統是一種位（wèi）置控製係統（tǒng），它（tā）是根據（jù）輸入數（shù）據（jù）插補出理想的運動軌跡，然（rán）後（hòu）輸出到（dào）執行部件（jiàn）加工出所需（xū）要的零件。因此，數控裝置主要由輸入、處理和輸出三個基本部（bù）分構成。而所有這些工作都由計算機的係統程（chéng）序進行合理地組織，使整個係統協調地進行工作。

1、輸入裝置：將數（shù）控指令輸入給數控裝置，根據程序載（zǎi）體的不同，相應有不同的輸入裝置。主要有鍵盤輸入、磁盤輸入、CAD/CAM係統（tǒng）直接通信方（fāng）式（shì）輸入和（hé）連接上級（jí）計算機的DNC（直接數控）輸入，現仍有不少係統還（hái）保留有光電閱讀（dú）機的紙帶輸入形式。

（1）紙帶輸入方式。可用紙帶光電閱讀機讀入零件程序，直接控製機床運動，也可以將（jiāng）紙帶內容讀入存儲器，用存儲（chǔ）器中（zhōng）儲存的零件程序控（kòng）製機床運動。

（2）MDI手（shǒu）動數據輸入方式。操作者可利（lì）用操（cāo）作麵板上的鍵盤輸入加工程序（xù）的指令，它適用於比較短（duǎn）的程序。

在控製裝置編輯（jí）狀（zhuàng）態（EDIT）下，用軟件輸入（rù）加工程序，並（bìng）存入控製裝（zhuāng）置的存儲器中，這種輸入（rù）方法可重複使用程序。一般手工編程均（jun1）采用這種方法。

在具有（yǒu）會話編程功（gōng）能的數控裝置上，可按（àn）照顯示器上（shàng）提示（shì）的問題（tí），選擇不同的菜單，用人機對話的方法，輸入有關的（de）尺寸數字，就可（kě）自動生成加工程序。

（3）采用DNC直接（jiē）數控輸入方式。把零件程序保存在（zài）上級計算機中，CNC係統一邊加工一邊接收（shōu）來自計算機的後續程序段。DNC方式多用於（yú）采用CAD/CAM軟件設計的（de）複雜工件（jiàn）並直接生成零件程序的情況。

2、信息處理：輸入裝置將加工信息傳（chuán）給CNC單元，編譯成計算（suàn）機能識別的信息，由信息處理部分按照控製程序的規定，逐步存儲並進行處理後，通過（guò）輸出（chū）單元發（fā）出（chū）位置和速度指令給伺服係統和主運動控製部分。CNC係統的（de）輸入數據（jù）包括：零件的輪廓信息（xī）（起點、終點、直線、圓（yuán）弧（hú）等）、加工速度及其他輔助加工信息（如換刀、變速、冷卻液開關等），數據處（chù）理的目的是完成插補運算前的準備工作。數據（jù）處理程序還包括刀具半徑補償、速度計算及輔助功能的處理等。

3、輸出裝置：輸出裝置與伺服機構相聯。輸出裝置根據控製器的命令接受運算器的輸出脈衝，並把它送到各坐標的伺服控製係統，經過功率放大，驅動伺服係統，從而控製機床按規定要求運動。

五、主（zhǔ）傳動係統

它是機床切削加（jiā）工時傳遞轉矩的主要部件之一（yī）。一般分為齒輪有（yǒu）級變速（sù）和電氣無級調速兩種類（lèi）型，較高檔的數控機床都要求（qiú）實（shí）現無級（jí）調速來滿足各種加工工藝的要求，它主要由主軸驅動控製係統、主軸（zhóu）電動機以（yǐ）及主軸機械傳動機構等組成（chéng）。

六（liù）、強電控製櫃

它主要用來安裝（zhuāng）機床強電控製的各種電氣元器（qì）件（jiàn），除了提供數控、伺（sì）服（fú）等類弱電控製係（xì）統的輸入電源，以及各（gè）種短路、過載、欠壓等電氣保護外，主（zhǔ）要在可編（biān）程控製器PLC的輸出（chū）接口與機床各類（lèi）輔助裝置的電氣執（zhí）行元器件之間起橋梁（liáng）聯結作用，即控製機床輔（fǔ）助裝置的各種交流電動機、液壓係統電磁（cí）閥或電磁（cí）離合器等，主要起到擴展接點散和擴大觸點容量（liàng）等作用。

另外，它也與機床操作台（tái）的有關手控按鈕連接。強電（diàn）控製櫃由各種中間繼電（diàn）器、接觸器、變壓器（qì）、電源開關、接線端子和各類電（diàn）氣保護元器件等構成。它（tā）與一（yī）般的普通機床電氣類似，但為了提高對弱電控製係統的抗幹擾（rǎo）性，要求各類（lèi）頻繁啟動或切換的電動機（jī）、接觸器等電磁感應器件均必須並接RC阻容吸（xī）收器，對各種檢測信號的輸入均要求用屏蔽電纜連接。

七、輔（fǔ）助裝置

它主要（yào）包括ATC刀自動（dòng）交（jiāo）換機構、APC工件自動變換機構、工件夾緊放鬆機（jī）構（gòu）、回轉工作台（tái）、液壓控製係統、潤滑裝置、過載與（yǔ）限位保護功能等部分。機（jī）床（chuáng）加工功能與興型不同，所包（bāo）含的部分也不同（tóng）。輔（fǔ）助裝置是保（bǎo）證充分發揮（huī）數控機床（chuáng）功能所必需的配套裝置（zhì），常用的輔助裝置包（bāo）括：氣動、液壓裝置，排屑裝（zhuāng）置，冷卻、潤滑裝置，回轉工作台和數控分度頭，防護，照（zhào）明等（děng）各種輔（fǔ）助裝置。

八、機床本體

它指（zhǐ）的是數控機床機械結構實體。它於傳統的普通機床相比（bǐ）較，同樣由主傳動機構、進給傳動（dòng）機構（gòu）、工作台、床身以（yǐ）及立柱等部分組成（chéng），但數控機床（chuáng）的整體布局、外觀造型、傳動機構（gòu）、刀係統及操作機構等方麵都發生了很大的變（biàn）化。這種變化的目（mù）的（de）是為了滿足數控（kòng）技術的要求和充分發揮（huī）數控（kòng）機床的特點。

機床主機是數控機床的主體。它包括床（chuáng）身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作台、主軸箱、進給機構、刀架及自動換刀（dāo）裝置等機（jī）械部件。鈦浩機械（xiè）是以回轉頂尖、絲杠、軸加工、數控車床加工、刀柄刀杆（gǎn）、夾頭接杆為公司的主打產品，它是在數（shù）控機床上自動地完成各種切（qiē）削加（jiā）工的機械部分。與傳統的機（jī）床相比，數控機床主體具有如下（xià）結構特點：

1、采用具有高剛度、高抗震性及較小熱變形（xíng）的機床新結構。通（tōng）常用提高結構係統的靜剛度、增加（jiā）阻尼、調整結構件（jiàn）質量和（hé）固有頻率等方法來提高機床主機（jī）的剛度和抗震性（xìng），使機床（chuáng）主體能適應數控機床（chuáng）連續自動地進行切削加工的（de）需要。采取改善機床結構布局、減（jiǎn）少發熱、控製溫升及采用熱位移補償（cháng）等措施，可減少熱變形對機床主機的（de）影響。

2、廣泛采用高性能的主軸伺服驅動和進給伺服驅動裝置，使數控機（jī）床的傳動鏈縮短，簡化了機床機械（xiè）傳動係統的結構。

3、采用高傳動效率、高精度、無（wú）間隙的傳動裝（zhuāng）置（zhì）和（hé）運動部件，如滾（gǔn）珠絲杠螺母副、塑料（liào）滑動導軌、直線滾動導軌、靜壓導軌等。