數控機床的組成和工作原理

數控機床由程序編製及程序載體、輸（shū）入裝置、數控裝置（CNC）、伺服驅動及位置檢測（cè）、輔助控製（zhì）裝（zhuāng）置、機床本體等幾部分組成。

一、程序編製及程序載（zǎi）體（tǐ）

數控程序是數控（kòng）機床自（zì）動加工（gōng）零件的工作指令。在對加工零件（jiàn）進行工藝分析的基礎上（shàng），確定零件坐標係在機床坐標係上的相對（duì）位置，即零件在機床上的安裝位（wèi）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（jí）輔助（zhù）裝置的動作等。得到零件的所有運動、尺寸、工藝參數等加工信息後，用由文字、數字和符號（hào）組（zǔ）成的標（biāo）準數控代碼，按規定的方法和格式，編製零件加工的數控程序（xù）單。編製程序的工作可由人工進行；對（duì）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行自（zì）動編程（APT）或CAD/CAM設計。

編好的數控程（chéng）序，存放在（zài）便於輸入（rù）到數控裝置的一種（zhǒng）存儲載體上，它可以是穿孔紙帶、磁帶和磁盤等，采用哪一種（zhǒng）存儲載體，取決於數控裝置（zhì）的設計類型。

二、輸入裝置

輸入（rù）裝置（zhì）的作用（yòng）是將（jiāng）程序載體（信息載體）上的數控代碼傳遞並（bìng）存入數控係（xì）統內。根（gēn）據控製存儲（chǔ）介質的不同，輸入裝置可（kě）以是光電（diàn）閱讀機、磁帶機或軟盤驅動器等（děng）。數控（kòng）機床加工（gōng）程序也可通過鍵盤（pán）用手工方式直接輸入數控係統；數控加工程（chéng）序（xù）還可（kě）由編程計算機用RS232C或采用網絡通信方式傳送到數控係統中。

零（líng）件加工程序輸（shū）入過程有兩種不同的方式：一種是邊讀入（rù）邊加工（數（shù）控係統內存較小時），另一種是（shì）一（yī）次（cì）將零件加工程序（xù）全部讀入數控裝置內（nèi）部的存儲器，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（shù）控裝（zhuāng）置是數控機床的核心。數控裝（zhuāng）置（zhì）從內部存儲器中取出或接受輸入裝置送來的一段或（huò）幾段數（shù）控加工程序，經過數控裝置的邏輯電路或係統軟件進行編譯、運（yùn）算（suàn）和邏輯處理後，輸（shū）出各種控製信（xìn）息和指（zhǐ）令，控製機床各部分（fèn）的工（gōng）作，使其進行規定的有序（xù）運動和（hé）動作。

零件（jiàn）的輪廓圖形往往由直線、圓弧或其他非圓弧曲線組成，刀具在加（jiā）工（gōng）過程中必須按零件形狀和尺寸的要求進行運動，即按圖形軌跡移動。但輸入的零件（jiàn）加工程序隻（zhī）能是（shì）各線段軌跡的起點和終點坐標值等數據，不能滿足要求，因此（cǐ）要進行軌跡（jì）插補，也就是在線段的起點和終點坐標值之間進行“數據點的密（mì）化”，求出一係列中（zhōng）間點的坐標值（zhí），並向相應坐標（biāo）輸出（chū）脈衝信（xìn）號，控製各坐標軸（即進給運動的各（gè）執行元件）的進給速度（dù）、進給方向和（hé）進給位移量等。

四、驅動裝置和位置檢測裝置

驅動裝置接受來（lái）自數控裝置（zhì）的指令信息，經功率放大後，嚴格按照指令信息的要求驅（qū）動機（jī）床移動部（bù）件，以加工出（chū）符合圖樣要求的零件。因此，它的伺（sì）服精度（dù）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（chóng）要因素之一。驅動裝置包括（kuò）控製器（含功率放大器）和（hé）執行機構兩大部分。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（jiǎn）測裝置將（jiāng）數控機床各坐標軸的實際位移量檢測出（chū）來，經反饋係統輸入到機床的數控裝置之後（hòu），數（shù）控裝置將反饋（kuì）回來的實際位移量（liàng）值與設定值進行比較，控製驅動裝置按照指令設定值運動。

五、輔助控製（zhì）裝置

輔助（zhù）控製裝置的主（zhǔ）要作用是（shì）接收數控裝置輸出（chū）的開（kāi）關量指令信號（hào），經過編譯、邏輯判別和運動，再經功率放大後驅（qū）動相應的電（diàn）器（qì），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動部件的變速、換向和啟停指令，刀具的選擇和交（jiāo）換指令，冷卻、潤滑裝置的啟動停止（zhǐ），工件和機床部件（jiàn）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（kě）編程邏（luó）輯控製器（PLC）具有（yǒu）響應快（kuài），性能可靠，易（yì）於使用、編程和修改程（chéng）序並可直接啟動機床開關等特點，現已廣泛用作數控機床的輔助控製裝置。

六、機床本（běn）體

數控機床（chuáng）的機床本體與傳統機床相似，由（yóu）主軸傳動裝置、進給（gěi）傳（chuán）動裝置、床身、工作台以及輔助運動裝置、液壓氣動係統、潤滑係統、冷卻裝置等組成。但數控機床在整體布局、外觀造型（xíng）、傳動係統、刀具（jù）係統的（de）結構（gòu）以及操作機構等（děng）方麵都已發生（shēng）了很大的變化。這種變化的（de）目的是為了滿足數控機床的要求和充分發揮數（shù）控機床的特（tè）點。