數控機床的（de）組成和工作原理

數控（kòng）機床由程序編製及程序（xù）載（zǎi）體、輸入裝置、數控裝置（zhì）（CNC）、伺服驅（qū）動及（jí）位置檢（jiǎn）測、輔助控製裝（zhuāng）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（dòng）加（jiā）工零件的工（gōng）作指令（lìng）。在對加工零件進（jìn）行工藝分析的基礎上，確定零件坐標係在機床坐標係上的相對位置，即零（líng）件在機床上的安裝（zhuāng）位置；刀具與零件相對運動的尺寸參數；零件加工的工藝（yì）路線（xiàn）、切削加工的工藝（yì）參數以及輔助裝置的動作等。得（dé）到零件的所有運動、尺寸、工藝參數等加（jiā）工信息後，用（yòng）由文字、數字和符號（hào）組成的標準數控代碼，按規定的方法和格式，編製零件（jiàn）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，則要在專用的編程機或通用計算機上進行自動（dòng）編程（APT）或CAD/CAM設計。

編好的數（shù）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（chuān）孔紙（zhǐ）帶、磁（cí）帶和磁盤等，采用哪一（yī）種存儲（chǔ）載體，取決於（yú）數控裝置的設計類型。

二、輸入裝置（zhì）

輸入裝置的作用是將程序載體（信息載體）上的數控（kòng）代碼傳遞（dì）並存入數（shù）控係統內。根據控製（zhì）存儲介質的不同，輸入（rù）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通過鍵盤用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式：一種是邊讀入（rù）邊加工（數控（kòng）係（xì）統（tǒng）內存較（jiào）小時），另一種是一次將零件加（jiā）工程（chéng）序全部讀（dú）入數控裝置（zhì）內部的存儲器，加工時再從內部存儲器中逐段逐段調出進行加工。

三（sān）、數控裝置

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

零件的（de）輪廓圖形往往由直線、圓弧或其他非（fēi）圓弧曲線組成，刀具在（zài）加工（gōng）過程中必須按零件形狀和尺寸的要求進（jìn）行運動，即按圖形軌跡移動（dòng）。但（dàn）輸入的零件加工（gōng）程序隻能是各線段軌跡的起點和終點坐標值等數據，不能滿足要求，因此要進行（háng）軌跡插（chā）補（bǔ），也就是在線段的起點和終點坐標值之間進行“數據點的密化”，求（qiú）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（jìn）給運動（dòng）的各執行元件）的（de）進給速度、進給方向（xiàng）和進給位移量等。

四、驅動裝置和位置（zhì）檢測（cè）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（yán）格按照指令信息的要求驅動機（jī）床移動部件，以加工出符合（hé）圖樣要求的零件。因此，它的伺服精度和動態響應性能（néng）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（含功率放（fàng）大器）和執行機構兩大部分。目前大都采用直流或交流伺服電動機作為執行機構。

位（wèi）置檢測裝置將數控機床（chuáng）各坐標（biāo）軸的實際位移量檢測出來，經反饋係（xì）統輸入到機床的數控裝置之後，數控裝置將反饋回（huí）來（lái）的實際位移量值與設定值進行比較，控製驅動裝置（zhì）按照指令設（shè）定（dìng）值運動。

五、輔助（zhù）控製裝置

輔助控製裝置的主要（yào）作用是接收數控裝置輸出的開關量指令信號，經過編譯、邏輯判（pàn）別和運動，再經功率放大後驅動相應的電器，帶（dài）動機床的機械、液壓、氣（qì）動等輔助裝置完成指令規定（dìng）的開關量動作。這些控（kòng）製包括主軸運動部件的變（biàn）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（gōng）件和機床部件（jiàn）的鬆開、夾緊，分度工作台轉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（hé）修改程序（xù）並可直接啟動機床開關等特點，現已廣泛用作數控機床的輔助控製裝置。

六、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、工作台以及輔助運動裝置、液壓氣動係統、潤滑係統、冷（lěng）卻裝置等組成。但數控機床在整體布局、外觀造（zào）型、傳動係（xì）統、刀具係統的結（jié）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（de）目的是為了滿足數控（kòng）機床的要求（qiú）和充分發揮數控機床的（de）特點。