​數控機床的組成和工作原理

數控機床由程序編製（zhì）及程序載（zǎi）體、輸入裝置、數控裝置（CNC）、伺（sì）服驅動及位置檢測、輔助控製裝置、機床本體（tǐ）等幾部分組成。

一、程序（xù）編製及程序載體

數控程序（xù）是數控機床自動加（jiā）工零件的工作指令（lìng）。在對加工零件進行工（gōng）藝（yì）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（jí）零件在機床上（shàng）的安裝位置；刀具與零件相對運動的尺寸參數；零件（jiàn）加（jiā）工的工藝路線、切削加工的工藝參數以及輔助裝置的動作等。得到零件的所有（yǒu）運動、尺寸、工藝參數等加（jiā）工信息後，用由文（wén）字（zì）、數字和符號組成的標準數控代碼，按規定的（de）方法和格式（shì），編製零件加工的數控程序單。編製程（chéng）序（xù）的工作可由人工進行；對於（yú）形狀（zhuàng）複雜的零件，則要在專用的編程（chéng）機或（huò）通用計算機上進行自動編程（APT）或CAD/CAM設計。

編好的數控程序，存放在便於輸入（rù）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，采用哪一種存儲載體，取決於數控裝置的設計類型（xíng）。

二、輸入裝置（zhì）

輸入裝置的作用（yòng）是將程序（xù）載體（信息載體）上的數控代（dài）碼傳（chuán）遞並存入數控（kòng）係統內（nèi）。根據控製存儲介質的不同，輸入裝置可以是光電閱（yuè）讀（dú）機、磁帶機或軟盤驅動（dòng）器等。數控機床加工（gōng）程（chéng）序也可通過鍵盤用手工方式直接輸入數控係統（tǒng）；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種不同的方式：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（líng）件加工程序全部讀入數控裝置內部的存儲器，加工時（shí）再從內部存儲器中逐段逐段調出進行加工。

三、數控（kòng）裝置

數控裝置是數控機床（chuáng）的核心。數控裝置從內部存儲器中取出或接受輸入裝置送來的一段（duàn）或幾段數控加工（gōng）程序，經過數控裝置的（de）邏輯電路或係（xì）統（tǒng）軟件進行編譯、運算和邏輯處理後，輸出各種控（kòng）製信息和指令，控製機床各部分的工作，使其進行規定的有（yǒu）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須（xū）按零件形狀和尺寸的要求進行運動，即按圖形軌跡移動。但輸入的零件加（jiā）工程序隻能（néng）是各線段軌跡的起（qǐ）點和終點（diǎn）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（hé）終點坐標值之間進行“數據點的密化”，求出一係列中間點的（de）坐標（biāo）值，並向相應坐標輸出脈衝信號，控製各坐標軸（即（jí）進給運動的各執行元件）的進給速度、進給方向（xiàng）和進給位移量等。

四、驅動裝置和位置檢測裝置

驅動裝置接受來自數控裝置（zhì）的指令信息，經功率放（fàng）大後，嚴格按照指令信息的要求驅動機床移動部件（jiàn），以加工出符合圖樣要求（qiú）的零件。因此，它的伺服精度（dù）和動態響應性能是影響數控機床（chuáng）加工精度、表（biǎo）麵質量和生產率的重要因（yīn）素之一。驅動裝置包括控製器（含功（gōng）率放（fàng）大（dà）器）和執行機構兩大部分。目前大都采（cǎi）用直流或交流伺服電（diàn）動機（jī）作為執行（háng）機構。

位置檢測裝置（zhì）將數控機床各坐標軸的（de）實際位移量檢測出來（lái），經反饋係統輸入到機床（chuáng）的數控裝置之後，數控（kòng）裝置將反（fǎn）饋回來的實際位移量值與設（shè）定值進（jìn）行（háng）比較，控製驅動（dòng）裝置按照指（zhǐ）令設定值運動（dòng）。

五、輔助控製裝置

輔助控（kòng）製裝置的主要作用是接收數控（kòng）裝置輸出的開關量指令信號，經過編譯、邏輯判別和運動，再經（jīng）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（wán）成指令規定（dìng）的開關（guān）量（liàng）動作。這些控製包括主（zhǔ）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（de）啟動停止，工件和機（jī）床部件的鬆開、夾緊，分度（dù）工作台轉位分度等開關輔助動作。

由於可編程邏輯（jí）控製器（PLC）具有響應快，性能可靠（kào），易於使用、編（biān）程（chéng）和修（xiū）改程序並可直接啟動機床開關等特點，現（xiàn）已（yǐ）廣（guǎng）泛用作數控機（jī）床的輔助控製（zhì）裝置。

六、機床本體

數控機床的機床本體與傳統（tǒng）機床相似，由（yóu）主軸傳動裝（zhuāng）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、冷卻裝（zhuāng）置等組成。但數控機床在整（zhěng）體布局、外觀造型、傳動係統、刀具（jù）係統的結構以（yǐ）及操作機構等方麵都已發生（shēng）了很大的變化。這種（zhǒng）變化的目的是為了滿足數控機床的要求和充分發揮數控機床的特點。