​數控機床的基本組（zǔ）成及工作原理你都（dōu）了解嗎

數控機床是數字（zì）控（kòng）製機床的簡稱，是一種裝有程序控製係統的自動化機床。該控製係統能夠邏（luó）輯地（dì）處理具有控製編碼（mǎ）或其（qí）他符號指令規定的（de）程序，並將其譯碼，用代碼化的數字（zì）表示，通過信息載體輸入數控裝置。經（jīng）運算處理由數控裝（zhuāng）置發出各種控製信號，控製（zhì）機床的動作（zuò），按（àn）圖紙要（yào）求的形（xíng）狀和尺寸，自動地將零件加工出來。鈦數控機床較好地解決了複雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題，是（shì）一種柔性的、高效能的自動（dòng）化機床，代表了現代機床控製（zhì）技術的發展方向，是一種典型的機電一體化產品。

數（shù）控（kòng）機床一般由數控係統、包含伺服電動機和檢測反饋裝置的（de）伺服係統、主傳動係（xì）統、強電（diàn）控製（zhì）櫃（guì）、機床（chuáng）本體和各類（lèi）輔助裝簧組成。加上（shàng）虛線部分即可表示數控加工的基本工（gōng）作過程。對具體備類不同功能的數控機床，其組成部分略有不同。

一、數控係統

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

其控製方式又（yòu）可分為（wéi）數據（jù）運算處理控製和（hé）時序邏輯控製兩大類，其中主控製器內的插補運算（suàn）模塊就是根據所（suǒ）讀（dú）入的零件程序，通過譯碼、編譯等信息處理（lǐ）後，進行相應的刀軌跡插樸運算，並通過與各坐標伺服係統的位（wèi）置、速度反饋（kuì）信號（hào）比（bǐ）較，從而控製機床各個坐標軸的位移；而時序邏輯控製通常主要由可編程式控製器PLC來完成，它根據機（jī）床加工過程中的（de）各個動作要求進行協調（diào），按（àn）各檢測（cè）信號進行邏（luó）輯判別，從而控製機（jī）床（chuáng）各個部件有條不紊地按序工（gōng）作。

二、伺服係統

它是數（shù）控（kòng）係統與機床本體之間的（de）電傳動聯係環節。主要由伺服（fú）電動機、驅動（dòng）控製係統及位置檢測反饋裝置等組（zǔ）成（chéng）。伺服電動機是係統的（de）執行元（yuán）件，驅動控製係統（tǒng）則是伺服電動機（jī）的動力源。數控係統發生的指令信號與位置檢測反饋信號比較後作為位移指令，再經驅動（dòng）控製（zhì）係統功串放大後（hòu），驅動電動機運轉，從而通過機械傳動裝置拖動工作台或刀架運動。

伺（sì）服係統（tǒng）是數控機床的重要組成部分，用於（yú）實現數控機床（chuáng）的進給伺服控製和主軸伺服控（kòng）製。伺服係統的作用是把接受來自數控裝置（zhì）的指令信息，經功率放大、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（jī）床的最（zuì）後環節，其性能（néng）將直接影響數控機床的精度和速度等（děng）技術指標，因此，對數控機床的伺服驅（qū）動裝置，要求具有良（liáng）好的快速反應（yīng）性能，準（zhǔn）確而靈敏地跟蹤數控裝（zhuāng）置（zhì）發（fā）出的數字指令信號，並能忠實地執行來（lái）自數控裝置的指令，提高（gāo）係（xì）統的動態跟隨特性和靜態跟蹤精度。

伺服係（xì）統包括驅動裝置和執行機構兩大部分。驅動裝置由主（zhǔ）軸驅動（dòng）單元、進（jìn）給驅動單元和主（zhǔ）軸伺服電動機、進給伺服電動機組成。步進電（diàn）動機、直流伺服電動（dòng）機和交流伺（sì）服（fú）電動機是常用的驅（qū）動裝置（zhì）。

測量元件將數控機床各坐標軸的實際位移值檢（jiǎn）測出來並經反饋係統輸（shū）入到機床的數（shù）控裝置中，數控裝置對反饋回來的實際位移值與指（zhǐ）令值進行比較，並（bìng）向伺服係統輸出達到設定值所（suǒ）需的位移（yí）量（liàng）指（zhǐ）令。

三、加（jiā）工程序載體

數控機床工作時，不（bú）需要工人直接去操作機床，要對數控機床進行控製，必須編（biān）製加工（gōng）程序。零件加工程序中，包括機床上刀具和工件的相對運動軌（guǐ）跡、工藝參數（進給量主軸轉速等）和輔（fǔ）助運動等。將零件加（jiā）工程序用一定的格式和代碼，存儲在一種程序載體（tǐ）上，如穿孔紙帶、盒（hé）式磁帶、軟（ruǎn）磁盤等，通過數控（kòng）機床的輸入裝置，將程序信息輸入到CNC單元。

四、數控裝置

數控裝置是數控機床的核心。現代數控裝置均采用CNC（Computer Numerical Control）形式，這種CNC裝置一般使用多個微處理器，以程序化的軟件形式實現數（shù）控功能，因（yīn）此又稱軟件（jiàn）數控（Software NC）。CNC係統是一種位置控製係統，它是根據輸入數據插（chā）補出理想的運動軌跡，然後輸出到執行部件加工出（chū）所需要（yào）的零件。因此，數控裝置主要由輸入、處理和輸出三個基本部分構成。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（háng）工作。

1、輸入裝置：將數控指令輸入（rù）給數控裝（zhuāng）置，根據程序載體的不同（tóng），相應有不同的輸入（rù）裝置。主要有鍵盤輸入、磁盤輸入、CAD/CAM係統直接通信方式輸（shū）入和連接上級計算機的DNC（直（zhí）接（jiē）數控）輸入，現仍有不少係統還（hái）保留有光（guāng）電閱讀機的紙帶（dài）輸入形式。

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

（2）MDI手動數據（jù）輸（shū）入方式。操作者可利（lì）用操作麵板上的（de）鍵盤輸入加工程序的指令，它適用於比較（jiào）短的程序。

在控製（zhì）裝置（zhì）編輯狀（zhuàng）態（EDIT）下，用軟件輸入加工程序，並存入控製裝置的存（cún）儲器中，這種輸入方法可（kě）重複使用程序。一般（bān）手（shǒu）工（gōng）編（biān）程均采用這種方法。

在具有（yǒu）會話編程功能的數（shù）控裝置上，可按照顯示器上提示的問題，選擇不同的菜單，用人機（jī）對話的方（fāng）法（fǎ），輸入有關（guān）的尺寸（cùn）數字，就可自動生成加工程序。

（3）采用DNC直接數控輸入方式。把零件（jiàn）程（chéng）序保存在（zài）上級計算機中（zhōng），CNC係統一邊加（jiā）工（gōng）一邊（biān）接收來自計算機的後續程（chéng）序段。DNC方式多用於采（cǎi）用CAD/CAM軟件設計的複雜工件並直接生成零件程序（xù）的情況。

2、信息（xī）處理：輸入裝置將加工信息傳給CNC單元，編譯成計算機能識別的信息，由信息處理部分按照控製程序的規定，逐步存（cún）儲並進行處理後，通過輸出單元發出位置和速度指令（lìng）給伺服（fú）係統和主運動控製部分。CNC係統（tǒng）的輸（shū）入數據包括：零件的輪廓信息（起點、終點、直線、圓（yuán）弧等）、加工速度及其他輔助（zhù）加工信息（如換刀、變速、冷卻液開關等），數據處理的目（mù）的（de）是完成插補運（yùn）算前的準備工作。數據處理（lǐ）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（zhuāng）置：輸出裝置（zhì）與伺服機構相聯。輸出裝置根據控製器的命令接受（shòu）運算器的輸出脈衝，並把它送到各坐（zuò）標的伺服控製係統，經過功率（lǜ）放大，驅動伺服係統，從而控製機（jī）床按規定（dìng）要求（qiú）運動。

五、主（zhǔ）傳動係統

它是機床切（qiē）削加工時傳遞轉矩的主要（yào）部件之一。一般分為齒輪有級變（biàn）速和電氣無級（jí）調（diào）速兩種類型，較高（gāo）檔的數控機床都要求實（shí）現無級調速來滿足各（gè）種加工工藝的要求，它（tā）主要由主軸驅動控製係統（tǒng）、主軸電動機以及（jí）主（zhǔ）軸機械傳動機構等組成。

六、強電控製櫃

它主要用來安裝機床（chuáng）強電控製的各種電氣元器（qì）件，除了提供數控、伺服等類弱電控（kòng）製係統的輸入電源，以及各種短路、過（guò）載、欠（qiàn）壓等電氣保護外，主要在可編程控製器PLC的輸出接口與機床（chuáng）各類輔助裝（zhuāng）置（zhì）的電氣執行元器件之間起橋梁聯結作用，即控製機（jī）床輔助裝置（zhì）的各種交流電動機、液壓係統（tǒng）電（diàn）磁閥或電磁離（lí）合器等，主要起到擴（kuò）展接點散（sàn）和擴大觸點容量等作用（yòng）。

另外，它也與機床（chuáng）操作台的有關手控按鈕連（lián）接。強電控製櫃由各種中間（jiān）繼電器、接觸器、變壓器、電源開關、接線端子和各類電（diàn）氣保護元器件等構成。它與一般的普通機床（chuáng）電氣類似，但為（wéi）了提高對弱電（diàn）控製係統的抗幹擾（rǎo）性，要求各類頻繁啟（qǐ）動（dòng）或切換的（de）電動機、接觸器等電磁感應器（qì）件均必須並接RC阻容吸收器，對各種檢（jiǎn）測信號的輸入均（jun1）要求用屏蔽電纜連接。

七、輔助裝置

它主要包（bāo）括ATC刀自動交換（huàn）機構、APC工件（jiàn）自動變換機（jī）構、工件夾緊放鬆機構、回轉工（gōng）作台、液壓控製係統、潤滑裝置、過載與限位保護（hù）功（gōng）能等部分。機床加（jiā）工功能與興型不同，所包（bāo）含的部分也不同。輔助裝置是保證充分發揮數控機床功能所必需的配套裝（zhuāng）置，常用的輔助裝置包括：氣動、液壓裝置，排屑裝置，冷卻（què）、潤滑裝置（zhì），回轉工作台和數控分（fèn）度頭，防護，照明（míng）等各種輔助裝置。

八、機（jī）床本體

它指的是數控（kòng）機床機械結構實（shí）體。它於傳統的普通機床相比較，同樣由主傳動機構、進給傳動機（jī）構、工作台、床身以及立（lì）柱（zhù）等部分組成，但數控機床的整體（tǐ）布局（jú）、外（wài）觀造型、傳動機構、刀（dāo）係統及操作機構等方麵都發生了很大的變化。這種變化的目的是為了滿足數控技（jì）術的（de）要求和充分發揮數（shù）控機床的特點。

機床主機是數控機床的主體。它包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作台、主軸箱、進給（gěi）機構、刀架及自動換刀裝（zhuāng）置等機械部件。鈦（tài）浩機械是以回轉頂（dǐng）尖（jiān）、絲杠、軸加工、數控車床加工、刀柄刀杆、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削加工的機械部分。與傳統的（de）機床相比，數控機床（chuáng）主體具有如下結構特點：

1、采用具有高（gāo）剛度、高抗震性及較小熱變（biàn）形的機床新結構。通常用提高結構係統的靜剛度、增（zēng）加阻尼、調整結構件質量和固有（yǒu）頻率等（děng）方法來（lái）提高機床（chuáng）主（zhǔ）機的剛度和抗震性，使（shǐ）機床主體（tǐ）能適應數控機（jī）床連（lián）續自動地進行切削加工的需要。采取改善機床結構（gòu）布局、減少發熱、控製溫升及采用熱位移補償等措施，可減少（shǎo）熱變形對機床（chuáng）主（zhǔ）機的影響。

2、廣泛采用高性能的主（zhǔ）軸伺服驅（qū）動和進給（gěi）伺服驅動裝置，使數控機床的（de）傳動鏈縮短，簡化了機床機械傳動係統的結（jié）構（gòu）。

3、采用（yòng）高傳動效率、高精度、無間隙的傳動裝置和運動（dòng）部件，如滾珠絲杠螺母副、塑料滑（huá）動導軌、直線（xiàn）滾動導軌、靜壓導軌（guǐ）等。