數控機床的組（zǔ）成和工作原理

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

一、程序編製（zhì）及程序載體

數控程（chéng）序是數（shù）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（jī）礎上，確定零件坐標係在機（jī）床坐（zuò）標係上（shàng）的相對位置，即零件在機床上的安裝位置；刀（dāo）具（jù）與零件（jiàn）相對運動的尺寸參數；零件加工的工藝路線、切削（xuē）加工的工藝參數以（yǐ）及輔助裝置的動作等。得到零件的所有運動、尺寸、工藝參數等加工信息（xī）後，用由文字、數字和符號組成的標準數（shù）控代（dài）碼，按規定（dìng）的方法（fǎ）和格式，編製零件加工的（de）數控程序單。編製程序的工作可由人工進行（háng）；對於形（xíng）狀複雜的零（líng）件，則要在專用的編程機或通用計算機上進行自動編程（APT）或CAD/CAM設計。

編好（hǎo）的數控程序，存放在便於輸入到數控裝置的一種存儲載體上，它可以是穿孔紙帶、磁（cí）帶和磁盤等，采用哪一種存儲載體，取決於數控裝置的（de）設（shè）計（jì）類（lèi）型。

二、輸入（rù）裝置

輸入裝置的作用是將程序載體（信息載體）上的數控代（dài）碼傳遞並存入（rù）數控係統內。根據控製存儲介質的不同（tóng），輸入裝置可（kě）以是光（guāng）電閱讀機、磁帶機或軟盤（pán）驅動器等。數控機床加（jiā）工程序也可通過鍵盤用手工（gōng）方式直接輸入（rù）數控係統；數控加工（gōng）程序還可由（yóu）編程計（jì）算機用RS232C或采用網（wǎng）絡通信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（tóng）的（de）方式：一種是邊讀入邊加工（數控係統內存較（jiào）小時），另（lìng）一種是一次將零件加工程序全部讀入數控裝置內部的存儲器，加（jiā）工時再從內部存儲（chǔ）器中逐段逐段調出進行加工。

三、數控裝置

數控裝置是數（shù）控機床的核（hé）心。數控裝置從內部存儲器中取出或接受輸入裝置（zhì）送來（lái）的一段或幾段（duàn）數控（kòng）加工（gōng）程序，經（jīng）過數（shù）控（kòng）裝置的邏輯電路或係統軟件進行編譯、運算和（hé）邏輯處理後，輸出各（gè）種（zhǒng）控製信息（xī）和指（zhǐ）令，控製機床各部分的工（gōng）作，使其進行規定的有序運動（dòng）和動作。

零件（jiàn）的輪廓圖（tú）形往往由直線、圓弧或其他非圓（yuán）弧曲線組成，刀具在加工過程（chéng）中必須按零（líng）件形狀和（hé）尺寸的要求進行運動，即按圖（tú）形軌跡移（yí）動。但輸（shū）入的零件加工程序隻能是各線段軌跡的（de）起點和終點坐標值等數據，不能滿足要求，因此要進行軌跡插補，也就是在線段的起點和終點坐標值之間（jiān）進行“數據點的密化（huà）”，求出一（yī）係列中間點的坐標值，並向（xiàng）相（xiàng）應坐標輸（shū）出脈衝信號，控製各坐標軸（即（jí）進給運動的各執行元（yuán）件）的進（jìn）給速度、進給方向和進給位（wèi）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，嚴格按照指令信息的要求驅動（dòng）機床移動部件，以加工出符合圖樣要求（qiú）的零件。因此，它（tā）的伺服精度（dù）和動態響應性能是影響數控機床加工精度、表麵質量和生產率的重要因素之（zhī）一。驅動裝置包括控製器（含功率放大器）和執行機構兩大部分（fèn）。目前大（dà）都（dōu）采用直流或交流（liú）伺服電動機作為（wéi）執（zhí）行機（jī）構。

位（wèi）置檢測裝（zhuāng）置將（jiāng）數控機床各坐標軸的實際位移量檢測出來，經反饋係統輸入到機（jī）床的數控裝置之後，數控裝置將反饋回來的（de）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（zhí）運（yùn）動。

五、輔助控製裝置

輔助控（kòng）製裝置的主要作用是接收數控裝置輸出的開（kāi）關量指令信號，經過編譯、邏輯判別和運動，再經功率放大後驅動（dòng）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（liàng）動作。這些控製包括主軸運動（dòng）部件的變（biàn）速、換向和啟停（tíng）指（zhǐ）令，刀具的選擇和交換指令，冷卻、潤滑裝置的啟動停止，工件和機床部件的鬆開、夾（jiá）緊，分度工作台轉（zhuǎn）位分度等開關輔助動作。

由於可編程邏輯控製器（PLC）具有響應快，性能可靠，易於使用、編程（chéng）和修（xiū）改程序並可直接啟動機床開（kāi）關等（děng）特點，現已廣（guǎng）泛用作數控機床的（de）輔助控製裝置。

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（jìn）給傳動裝置、床（chuáng）身、工作台以及輔助運動裝置、液（yè）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、傳（chuán）動係統、刀具係（xì）統的（de）結構以及操作機構等方麵都已發生了很大的變化。這種變化的目的是為了滿足數控機床的（de）要求和充分發揮（huī）數控機床的特點。