數控機床的組成和工作原理

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

一、程序編製及程序載體

數控程序是數控機床自動加工零件的工作指令。在對加工零件進行工藝分析的基礎上，確定零件坐標係在機床坐（zuò）標係上的相對位置，即零件在機床上的安裝位置；刀（dāo）具與零（líng）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輔助裝置的動（dòng）作等。得到零（líng）件的所有（yǒu）運動、尺寸、工藝參數等加工信息後，用由文字、數字和符號組成的標準數控代碼，按規定的方法和格（gé）式，編製（zhì）零件加工的數控程序單。編製程序的工作可由人工進行；對於形狀複雜的零件，則要在專用的編（biān）程機或通用計算機上進行自動編程（APT）或CAD/CAM設計。

編好的數控程序，存放在（zài）便於輸入到數控裝置的一種存儲載體（tǐ）上，它可以（yǐ）是穿孔紙帶（dài）、磁帶（dài）和（hé）磁盤等，采用哪一（yī）種存儲載（zǎi）體，取決於數控裝置的設計類型。

二、輸入裝置

輸入裝置的作用（yòng）是將程序載（zǎi）體（信息載體）上的數控代碼傳（chuán）遞並存入數控係統內。根據控製存儲介質的不同，輸入裝置可以是光電閱讀機、磁帶（dài）機（jī）或軟盤（pán）驅（qū）動器等（děng）。數控機床加工程序也可通（tōng）過鍵盤用手工方式（shì）直接輸入數控係統；數控加（jiā）工程序還可由編程計算（suàn）機用RS232C或采用網絡（luò）通信（xìn）方式傳送到數控係（xì）統中。

零件加工程序輸入過程有兩種不同的方式：一種是邊讀入邊加（jiā）工（數控係統內存較小時（shí）），另一種是一次將零件加工程序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調出進行加工。

三、數控（kòng）裝置

數控裝置是數控機床的核心。數控裝置從內部存儲器中取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段數控加工程序，經過數控裝置的邏輯電路或係統軟（ruǎn）件進行編譯、運算和邏（luó）輯處理（lǐ）後，輸出各種控製信息和指令，控製機床各部分的工作，使其進行規定的有序運動和動作。

零件的輪廓圖形往往由（yóu）直線、圓弧或其他非圓弧曲線組成，刀具在加（jiā）工過程（chéng）中（zhōng）必須按零件形狀和（hé）尺寸的要求進行（háng）運動，即按圖形軌跡移動。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（biāo）值等數據，不能滿足要求（qiú），因此（cǐ）要進行（háng）軌跡插補，也就是（shì）在線段的起點和終點坐標（biāo）值之間進行（háng）“數據點的密化”，求出（chū）一係列中間點的坐標值，並（bìng）向相應坐標輸出脈衝信號，控製各坐標軸（即進給運動的各執行（háng）元件）的進給速度、進給方向和進給位移量等。

四、驅動裝置和位置檢測裝置

驅動裝置接受來自數控裝置的指令信息，經功率放大後（hòu），嚴（yán）格按照指（zhǐ）令信息（xī）的要求驅動機床移動部件，以加工出符合圖樣要求的零件。因此，它的伺服（fú）精度（dù）和動態響應性能是影響數控機床加工精度、表麵質量和生產率的重要因素之一。驅動裝置包括控製器（含功（gōng）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（jī）構。

位置檢測裝置將數控機床各坐標軸的（de）實際位移量檢測出來，經反饋係統輸入到（dào）機（jī）床的數控裝（zhuāng）置之後，數控裝置（zhì）將（jiāng）反饋回來的實際位移量值與設定值進行比較，控（kòng）製驅動（dòng）裝置按照指令（lìng）設定值（zhí）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輸出的開關量指（zhǐ）令信號，經過編譯、邏輯判別和運動，再（zài）經功率（lǜ）放大後驅動相應的電器，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（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（lěng）卻、潤滑裝置（zhì）的啟（qǐ）動停止，工件和（hé）機（jī）床部件的鬆開、夾緊，分度（dù）工作台轉位分度等（děng）開關輔助（zhù）動作。

由於可編程邏輯控製器（PLC）具（jù）有響應快，性能可靠，易於（yú）使用、編程和修改程序並可直（zhí）接啟動機床開關等特點，現已廣泛（fàn）用（yòng）作數控機床的（de）輔助控（kòng）製裝置（zhì）。

六、機床本體

數控（kòng）機（jī）床的機床本體與傳統機床相似（sì），由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身（shēn）、工（gōng）作台以及輔助運動裝置、液壓氣動係統、潤滑係統、冷卻（què）裝置等組成。但數控機床（chuáng）在整體布局、外觀造（zào）型、傳動係統（tǒng）、刀具係統的結構以及操作機構等方麵都已發生了很大的變化。這種變化的目（mù）的是為（wéi）了滿足數控機床的要求和充分發揮數控機（jī）床的特點。