​數控機床的組（zǔ）成和工作原理

數控機床由程序（xù）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（jiǎn）測、輔助控製裝置、機床本體（tǐ）等幾部分組成（chéng）。

一、程序編製及程序（xù）載體

數控程序是數控機床自動加工零件的工作指（zhǐ）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標係上（shàng）的（de）相對位置，即零件在機床上的安裝位置；刀具與零件相對運動的尺寸參（cān）數（shù）；零件加工的（de）工藝路線（xiàn）、切（qiē）削加工的工藝參數以及輔助裝置（zhì）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（fú）號組成的標準數控代碼，按規定的方法和格式（shì），編（biān）製零件加工的數控程序單。編製程序（xù）的工作可由人工進行；對於形狀複雜的零件，則要在專用的編程（chéng）機或通用（yòng）計算（suàn）機上進行自動編程（APT）或CAD/CAM設計（jì）。

編好的（de）數控程序（xù），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（dài）、磁帶和磁（cí）盤等，采用哪一種存（cún）儲載體，取決於（yú）數控裝置的設計類型。

二（èr）、輸入裝置

輸入裝置的（de）作用是將程序載體（信息載體）上的數控代碼傳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、磁帶機或軟盤驅動器等。數控機床加工程序也可（kě）通過鍵盤（pán）用手工方（fāng）式直接輸（shū）入數控係統；數控加工程序還可由編程計算機用RS232C或采用網絡通信方式傳送到數控係統中。

零件加工程序輸入過程有兩（liǎng）種不同的方式：一種是邊讀入邊加工（數（shù）控係（xì）統內存較小（xiǎo）時），另一（yī）種是一次將零件加工程序全（quán）部讀入數控裝置內部的存儲（chǔ）器（qì），加工（gōng）時再從內部存儲器中逐（zhú）段逐段調出進行加工。

三、數控裝置

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（jiē）受輸（shū）入裝置送來的一段（duàn）或幾段數控加工程序（xù），經過數控裝置的邏輯電路或係統（tǒng）軟件進行編譯、運算和邏輯（jí）處理後，輸出各種控製信息（xī）和指令（lìng），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（kuò）圖形往（wǎng）往由直線、圓弧或其他非圓弧曲線組成，刀具在加工過程中必（bì）須按零件形狀和尺寸的要求進行運動，即按圖形（xíng）軌跡移動。但輸入的零件加工程序隻能是各線段（duàn）軌跡的起點和終點坐標值（zhí）等數據，不能滿足（zú）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（zhī）間進行“數據點的密化”，求出一係列中間點的坐標值，並向相應坐標輸出脈衝信號，控製各坐標軸（zhóu）（即進給運動的各執行元件）的進給速度、進給（gěi）方向和進給位移量等。

四、驅動裝置和位置檢測裝置

驅動（dòng）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機床移動部（bù）件，以加工出（chū）符合圖樣要求的零件。因此，它的伺（sì）服（fú）精度和動態響應性能是影響數控機（jī）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（bāo）括控製器（qì）（含功率放大器）和執行機構兩大部分。目前大都（dōu）采用直（zhí）流或（huò）交流（liú）伺服電動機作為執行機構。

位（wèi）置檢測裝置將數控機床各坐標軸的實際位移量檢測出（chū）來（lái），經反饋係統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（liàng）值與設定值（zhí）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（zhuāng）置

輔助控製裝置（zhì）的主要作（zuò）用是接收數控（kòng）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（dà）後驅動相應的電器，帶動機床（chuáng）的機械、液壓、氣動等輔助裝置完（wán）成（chéng）指（zhǐ）令規（guī）定的開關量動作。這些控製包（bāo）括主軸運動部件（jiàn）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（dòng）停止，工件和機床部件的鬆開、夾緊，分度工作台轉位分（fèn）度等開關輔（fǔ）助動作。

由於（yú）可編程邏輯控製器（PLC）具有響應快，性能可靠（kào），易於使用、編程和修改程序並可直接啟動機床開關（guān）等（děng）特點，現已廣泛用作數控機床的輔助控製裝置。

六、機床本體（tǐ）

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（zhì）、床身、工（gōng）作台以及輔助（zhù）運動裝置、液壓氣動係統（tǒng）、潤（rùn）滑（huá）係統（tǒng）、冷卻裝置等組成。但數控機床在整體布局、外觀造型、傳動係統、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（biàn）化。這種變化的目的是為了滿足數控機床的要求（qiú）和充分發揮數控機床的特點。