數控機床的組成和工作原理

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

一（yī）、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（duì）加工零件進行工藝分析的基礎上，確定零件坐（zuò）標係在機床坐（zuò）標係上的相對位置，即（jí）零件在機床上的安裝位（wèi）置；刀具與零件相對運動的（de）尺寸參數；零件加工的工藝路線、切削加工的（de）工藝參數以及（jí）輔助（zhù）裝置的動作（zuò）等。得（dé）到零件的所有運動、尺寸、工藝參數等加工信息後，用（yòng）由文字、數字和符號組成的標準數控代碼，按規定的方法和格式，編製零（líng）件（jiàn）加工的數控程序單（dān）。編製程序的工作可由人工（gōng）進行；對於形狀複雜的（de）零件，則要在專用的編程機或通用（yòng）計算機上進行自動編程（APT）或CAD/CAM設計。

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

二、輸（shū）入裝置

輸入裝置的作（zuò）用是將程序載體（信息（xī）載體）上（shàng）的數控代碼傳遞並存入數控係統內。根據控製（zhì）存儲介（jiè）質的不同，輸入裝（zhuāng）置（zhì）可以是光電閱讀機、磁帶機或軟盤驅動器等。數控機床加工程序也可通過鍵盤用（yòng）手工方式直接輸入數控係統；數控加工程序還可由編程計算機用RS232C或采用網絡通信（xìn）方式傳送到數控係統中。

零件加工程序輸入過程有兩種不同的方（fāng）式：一種是邊讀入邊加工（數控係統內存較小時），另一種是一次將零件加工程（chéng）序（xù）全（quán）部讀入數控裝置內部（bù）的存儲器（qì），加（jiā）工時再從內（nèi）部存儲器中逐段逐段調出（chū）進行加工（gōng）。

三、數控裝置

數控裝置是數控機床的核心。數控裝（zhuāng）置從內部存（cún）儲（chǔ）器中（zhōng）取出或接受輸入裝置送來的一段或幾段（duàn）數控加工程序，經過數控裝置的邏輯電路或係（xì）統軟件進行（háng）編譯、運算和（hé）邏輯處理（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（dòng）和動作。

零件的（de）輪廓圖形往往由直（zhí）線、圓弧或其他非（fēi）圓弧（hú）曲線組成，刀具在加工過程（chéng）中必須按零件形狀和尺寸的（de）要求進行運動，即按圖形軌跡移動。但輸入的（de）零件加工程序隻能是各線段軌跡（jì）的起點（diǎn）和終點坐標值等（děng）數據，不能（néng）滿足要求，因此要（yào）進行軌跡插補，也就是在（zài）線段的起點和終點坐標值之間進行“數據點的密化”，求出一（yī）係列中間點的坐標值，並向相應坐標輸出（chū）脈衝信號，控製各坐標軸（即（jí）進（jìn）給運動的各執行元件）的進給速度、進（jìn）給方（fāng）向和進給位移量等。

四、驅動裝置和位置檢測裝置

驅（qū）動裝（zhuāng）置（zhì）接受來自數控裝置的指（zhǐ）令信息，經功率放大後，嚴格按照（zhào）指令信息的要求驅動機床移動部件，以加工出符（fú）合圖樣要求的（de）零件。因此，它的伺服精度和動（dòng）態響應性能是影響數控機床（chuáng）加工精度、表麵質（zhì）量和生產率的重要因素之一。驅動裝置包括控製器（含功率放大器）和執行機（jī）構兩大部分。目前大都（dōu）采用（yòng）直流或交流伺服電動機作為（wéi）執行機構。

位置（zhì）檢測裝置將數控機床各坐（zuò）標（biāo）軸（zhóu）的實際（jì）位移量檢測出來，經反饋係（xì）統（tǒng）輸入到機床的數控裝置之後，數控裝置將反饋回來的實際位移量值（zhí）與設定值進行比較，控製驅動裝置按照指令設（shè）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令信號，經過編（biān）譯、邏輯判別和運動，再經功率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（zhuāng）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，刀具的選擇和交換指令，冷卻、潤滑裝置的啟動停止，工件和機床（chuáng）部件（jiàn）的鬆開（kāi）、夾緊，分（fèn）度（dù）工作台轉位（wèi）分度等開關輔助動作。

由於（yú）可（kě）編程邏輯控製器（PLC）具有（yǒu）響應快，性能可靠，易於使用、編（biān）程和修改程序並可直接啟動（dòng）機床開關（guān）等特（tè）點，現已廣泛用作數控機床的輔助（zhù）控製裝置。

六（liù）、機床本體

數控機床的機床本體與傳統機床相似，由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、工作台（tái）以（yǐ）及輔助運動裝置、液壓氣動係統、潤滑係統、冷（lěng）卻裝置（zhì）等組成。但（dàn）數控機床在整體布局、外觀造型、傳（chuán）動係統、刀具（jù）係統的結構以（yǐ）及操作機構等方麵都已發生了（le）很大的變化。這種變化的目的是為了滿足數控機床的（de）要求和充分發揮數（shù）控機床的特點。