數控機床（chuáng）的組成和工（gōng）作原理

數控機（jī）床由程序編製（zhì）及程序載體、輸入裝置、數控裝（zhuāng）置（CNC）、伺服驅動及位置檢測、輔助控製裝置、機床（chuáng）本體（tǐ）等幾部分組成。

一、程序編製及程序載體

數控（kòng）程序是數（shù）控機床自動加工零件的工作指令。在對加工（gōng）零件進行工藝分析的基礎（chǔ）上，確定零件坐標係在機（jī）床坐標係上的相對位置，即零件在機床（chuáng）上的安（ān）裝（zhuāng）位置；刀具與（yǔ）零件相對運動（dòng）的尺寸參數；零件（jiàn）加工（gōng）的工藝路線、切（qiē）削加工的工藝參數以及輔（fǔ）助裝置的（de）動作等。得到零件的所有運動、尺寸、工（gōng）藝參數等加工信息（xī）後（hòu），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（hé）格式，編製零件加工的（de）數控程序單。編製程序（xù）的工作（zuò）可由人工進行；對於形狀複雜的零件，則要在專（zhuān）用的編程（chéng）機或通用（yòng）計算機上進行自動（dòng）編（biān）程（APT）或CAD/CAM設計。

編好的數控程序，存放在便於輸入到數控裝置的一種存（cún）儲（chǔ）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，取決於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（xī）載體）上的數控代碼傳遞並存入數控（kòng）係統內（nèi）。根據（jù）控製存（cún）儲介質（zhì）的不同，輸入裝置可以是光電閱讀（dú）機、磁帶機或軟盤驅動器等。數控機床加工程序也可通（tōng）過鍵盤用手工（gōng）方式直（zhí）接輸入數控係統；數控加工程序還可由編程計（jì）算機用RS232C或采用網（wǎng）絡通（tōng）信（xìn）方式傳送到數控係統中。

零件加工程序輸入過程（chéng）有兩種（zhǒng）不同的方式：一種是邊讀入邊加工（數控（kòng）係（xì）統內（nèi）存較小時），另（lìng）一種是一（yī）次將（jiāng）零件加工程序（xù）全部讀入（rù）數控裝（zhuāng）置內部（bù）的存儲器，加工時（shí）再從內部（bù）存儲器中逐（zhú）段（duàn）逐段調出進（jìn）行加（jiā）工。

三、數（shù）控裝置

數控裝置是數控機床（chuáng）的核心（xīn）。數（shù）控裝置從（cóng）內部存儲器中取出或接受輸入裝置（zhì）送來的（de）一段或幾（jǐ）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（yì）、運算和邏（luó）輯處理後，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（wǎng）由直線、圓（yuán）弧或其他非圓弧曲（qǔ）線組成，刀具在加工過程中必須按零件形狀和尺寸的要求進行運動（dòng），即（jí）按圖形軌（guǐ）跡移動。但輸入的零件加工程序隻能是各（gè）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（jìn）行軌跡插補，也就是在線段的起點和終點（diǎn）坐標值之間進行“數（shù）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（chōng）信號，控製各坐（zuò）標（biāo）軸（即進給運動的（de）各執行（háng）元件）的（de）進給速（sù）度、進給方向和進給位移量等。

四（sì）、驅動裝置和位置檢（jiǎn）測裝置

驅動裝置接受來（lái）自數控裝置的（de）指令信息，經功率放大後，嚴格按照指（zhǐ）令信息的要求驅動機（jī）床移動（dòng）部件，以加工出符合（hé）圖（tú）樣（yàng）要求的零件。因此，它的伺（sì）服精度和動態響應性能是影響數（shù）控機床加工精度、表麵質量（liàng）和生產率的重要因素之一。驅動裝置（zhì）包括控（kòng）製器（含功率放大（dà）器）和執（zhí）行機構兩大部分。目前大都采用（yòng）直流或交流伺服電動機作為執行機構。

位置檢測裝置將數控機床各坐標軸的實際位移量檢（jiǎn）測出來（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（huí）來的實際位移量值與設定值進行比較，控（kòng）製驅動（dòng）裝置按照指令設定值運動。

五（wǔ）、輔助控製裝置

輔助（zhù）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（xìn）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（de）電器，帶動機床的機械、液壓、氣動等輔助（zhù）裝置完成指令規定的開關量動（dòng）作。這些控（kòng）製包括主軸運動部件的變（biàn）速、換向和啟停（tíng）指令，刀具的選擇和交換指令（lìng），冷卻、潤滑裝置的（de）啟動（dòng）停（tíng）止，工件和機床部件的鬆開、夾緊，分（fèn）度工作台轉位分度等開關輔助動作。

由於可編程邏輯控製（zhì）器（PLC）具有響應快，性能可靠，易於使用（yòng）、編程和修改程序並可（kě）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（zhuāng）置。

六、機床本體

數控機床的機床本體（tǐ）與傳統機床相似，由主軸傳動裝置、進給傳動（dòng）裝（zhuāng）置、床身、工作台以及輔助運動裝置、液壓氣動係統（tǒng）、潤滑係統、冷（lěng）卻裝置等組（zǔ）成（chéng）。但數控機床在整體布局、外觀造型、傳（chuán）動係統、刀具係統的結構以及操作機構等方麵都已發生（shēng）了很大（dà）的（de）變（biàn）化。這（zhè）種變化的目的是為了滿足數控機床的要求和充分發揮（huī）數控機床的（de）特點。