​數（shù）控機床的基本組成及工作原理你都了解嗎

數控機床是數字控製（zhì）機床的簡稱，是一種（zhǒng）裝有程（chéng）序控製係（xì）統的（de）自動化機床（chuáng）。該控製係統能夠邏（luó）輯地處理具有控製編碼或其他符（fú）號指令規定的程序，並將（jiāng）其譯碼，用代（dài）碼化的數字表示（shì），通過信（xìn）息載體輸入數控（kòng）裝置。經運算處（chù）理由（yóu）數控裝置發出各種控製（zhì）信號，控製機床的動作，按圖紙要求（qiú）的形（xíng）狀和尺寸，自動地將零件加（jiā）工出來。鈦數控機床較好地解決了複（fù）雜、精密、小批量、多品種（zhǒng）的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機床，代表了現代機（jī）床控製技（jì）術的發展方向，是一種典型的機電一（yī）體化產品。

數控機（jī）床一般由數控係統、包含伺服（fú）電動機和檢測反饋裝置的（de）伺服係統、主傳動係統、強電控製櫃、機床本體（tǐ）和各類輔助裝簧組成。加上虛線（xiàn）部分即可表示數（shù）控加工的基本工（gōng）作過程。對具體備類不同功能（néng）的數控機床，其組成（chéng）部分略有不同。

一、數控係（xì）統

它是機（jī）床實現自動加工的核心。主要（yào）有操作係統、主控製係統（tǒng）、可編程控製器、各類輸出接口等組成。其中操作係統由顯示器和操縱鍵盤組成，顯示器有數碼管、CRT、液晶等多種形式。主控製係統與計算機主板有所類同，主要由CPU、存儲器、控製器等部分組成。數控係統所控製的是一般對（duì）象的位置、角度、速度等機械量，以（yǐ）及溫度、壓（yā）力、流量等物理量。

其控（kòng）製方式又可分為數據運算處（chù）理（lǐ）控製和時序邏（luó）輯控製兩大類，其中（zhōng）主控製器內的插補運算模塊（kuài）就是根據所讀入的零（líng）件程序，通過（guò）譯碼、編譯等信息處理後，進行相應的刀軌跡插樸運算（suàn），並通過與各坐標伺服係統的位置、速度反饋信號比較，從而控製機床各個坐標軸的位移；而時（shí）序邏輯控製通常（cháng）主要由可編程式控製器PLC來完成，它（tā）根據機床加（jiā）工過（guò）程中的各個動作要求進行協（xié）調（diào），按各檢測信號進行邏輯判別，從而控製機床（chuáng）各個部件有條不紊地按序工作。

二、伺服係統

它是數控係統與機床（chuáng）本（běn）體之間的（de）電傳動聯係環節（jiē）。主要由伺（sì）服電動機、驅動控製係統及位置檢（jiǎn）測反饋裝置等組成。伺服（fú）電動機是係統的執行元件，驅動控製係統則是伺服電動機的（de）動力源。數控（kòng）係統發生的（de）指令信號與位置檢測反饋信號比較後作為位移指令，再經驅動控製係統功串放大（dà）後，驅動電動機運轉，從而通過機械傳動（dòng）裝置拖動工作台或刀架運動。

伺服係統是（shì）數控（kòng）機床的重要組（zǔ）成部分（fèn），用於實現數控機床的進給伺服控製和主軸伺服控製。伺（sì）服係統的作用是把接（jiē）受來自（zì）數（shù）控裝（zhuāng）置的指令信息，經功率放大、整形處理後，轉換（huàn）成（chéng）機床執行部件的直線位移或角位移運動。由於伺服係統是數控機床的最後環節，其性能將（jiāng）直接影響數控（kòng）機床的精度和速度等技術指標（biāo），因此，對（duì）數控（kòng）機床的伺服驅動裝置，要求具有良好的快（kuài）速反應性能，準確而靈（líng）敏地跟蹤（zōng）數控裝置發出的數字指令信號，並能忠實地執行來（lái）自（zì）數控裝（zhuāng）置的指令，提高（gāo）係（xì）統的動態跟隨特性和靜態跟蹤精（jīng）度。

伺服係統包括驅動裝置和執（zhí）行機構兩（liǎng）大部分。驅（qū）動裝置由主（zhǔ）軸驅動單元、進給驅動單元和（hé）主軸伺服電（diàn）動機、進給伺服電動機組成。步進電動機、直流伺服電（diàn）動（dòng）機（jī）和（hé）交流（liú）伺服電動機是常用的驅動裝置。

測量元件將數控機床各坐標（biāo）軸的實（shí）際位移值檢測（cè）出來並（bìng）經反饋係統輸入到機床的數控裝置中，數控裝置對反饋回來的實際位（wèi）移值與指令值進行比較，並向伺服係統輸出達到設定值所需的位（wèi）移量指令。

三、加工程序載體

數控機床工作時，不需要工人直接去操作機床，要對數控機床進（jìn）行控製，必（bì）須編製加工程序。零件（jiàn）加工程序中，包括機床上刀具和工件的相對運（yùn）動軌跡、工藝參數（進給量主軸轉速等）和輔助運動等（děng）。將零件加（jiā）工程序用一定的（de）格式和代碼，存儲（chǔ）在一種程序載體上，如穿（chuān）孔紙帶、盒（hé）式磁（cí）帶、軟磁盤等，通（tōng）過數控機床的輸入裝置，將程序信息（xī）輸入到CNC單元。

四、數控裝置

數（shù）控裝置是數控機床的（de）核（hé）心。現代數控裝（zhuāng）置均采用CNC（Computer Numerical Control）形式，這種（zhǒng）CNC裝置一般使用多個微處理器，以程序化的軟件形式（shì）實現數控功能，因（yīn）此又稱軟件數控（Software NC）。CNC係統是一種位置控製（zhì）係統（tǒng），它是根據輸入數據插補出理想（xiǎng）的運動軌跡，然後（hòu）輸出到執行部件（jiàn）加工出所需（xū）要（yào）的零件。因此，數（shù）控裝置主要由輸入、處理和輸出三個基本部分構成。而所有這些工作都由計算機的係統程序進行（háng）合理地組織，使整個係（xì）統（tǒng）協調（diào）地（dì）進行工（gōng）作。

1、輸入裝置：將數控指令輸入給數控裝置，根據（jù）程序載體的不同，相應有（yǒu）不同的輸入裝置。主要有鍵（jiàn）盤輸入、磁盤輸（shū）入、CAD/CAM係統直接通信（xìn）方式（shì）輸入和連接上級計算機的DNC（直接數控）輸入，現仍有不少（shǎo）係統還保留有（yǒu）光電閱讀（dú）機的紙（zhǐ）帶輸入形式（shì）。

（1）紙帶輸入方式。可用紙帶光電閱（yuè）讀機讀入零件程序，直接控製機床運動，也可以（yǐ）將紙帶內容讀入存儲（chǔ）器，用存儲器中儲存的零件程序控（kòng）製機床運動。

（2）MDI手動數據輸入方式。操作者可利用操作麵板上的（de）鍵盤輸入加工程序的指令，它適用於比較短的程序。

在（zài）控（kòng）製裝置編輯狀（zhuàng）態（EDIT）下，用軟件輸入加工程序，並存入控製裝置的存儲器中，這種輸入方法可（kě）重複使用程序。一般手（shǒu）工編程均采用這種方法。

在具有會話編程功（gōng）能的（de）數控裝置上，可按照顯示器上（shàng）提示的問題，選擇不同的菜（cài）單，用人機（jī）對話的方法（fǎ），輸入有（yǒu）關的尺寸數（shù）字，就可自動生成（chéng）加工程序。

（3）采用DNC直接數控輸入方式。把（bǎ）零件（jiàn）程序保存在上級計算機中，CNC係統一邊加工一邊接（jiē）收來自計算機（jī）的後續程序段。DNC方式多用於（yú）采用CAD/CAM軟件設計的複雜（zá）工件並直接生（shēng）成零件程序的情況。

2、信息處理：輸入裝置將加（jiā）工信息傳給CNC單元，編譯成計算機（jī）能識別的（de）信息（xī），由信息處理部分按照控製程序的規定，逐步存儲（chǔ）並進（jìn）行處理（lǐ）後（hòu），通過輸出單元發出位置和速度指令給（gěi）伺服係統和主運動控製部分。CNC係統的輸入數據包括：零件的輪廓信息（起點、終點（diǎn）、直線、圓弧等）、加工速度及其他輔助加工信息（如換刀、變速（sù）、冷卻（què）液開關等），數據處理的目的是完成插補運算前的準備工作。數據處理程序還包（bāo）括（kuò）刀具半徑補償、速度計算及輔助功能的處理（lǐ）等。

3、輸出裝置：輸出裝置（zhì）與伺服機構相聯。輸出裝置根據控製器的命令接受運算器的輸出脈衝，並把它送到（dào）各坐標的伺服控製（zhì）係統，經過功率放大，驅動（dòng）伺（sì）服係統，從而（ér）控製機床按（àn）規定（dìng）要求運動。

五、主傳動係統

它是機床切削加工時傳遞轉矩的主要部件之一。一般分（fèn）為齒輪有級（jí）變（biàn）速和電氣無級調速兩（liǎng）種類型，較高檔的（de）數（shù）控機床都要求（qiú）實現無級（jí）調速來（lái）滿足各（gè）種加工工藝的要求（qiú），它主要由主軸驅動控製係（xì）統（tǒng）、主軸電動機以及主軸機械傳動機構等組成。

六、強電控製櫃（guì）

它主要用來安裝機（jī）床強（qiáng）電控製的各種電氣元器件，除了提供數控、伺服等類弱電控製係（xì）統的輸入電源，以及各種短路、過載、欠壓等電氣保護外，主要在可（kě）編程控製器PLC的輸出（chū）接口與機床（chuáng）各類輔助裝置的（de）電（diàn）氣執行元器（qì）件之間起橋梁聯結作用，即控製機床輔助裝置（zhì）的各（gè）種交流電動機、液壓係統電磁閥或電磁離合器等，主要起到擴展接點散和擴大觸點容量等作（zuò）用。

另外，它也與機床操作（zuò）台的有關手控按（àn）鈕連接。強電控製（zhì）櫃由各（gè）種中間繼電（diàn）器、接觸器、變壓器、電源開關、接線端子和各類電（diàn）氣保護元器件等構成。它（tā）與一般的普通機床電氣類似，但為了提高（gāo）對弱（ruò）電控製（zhì）係統的抗幹擾性，要求各類頻繁啟動或切換的電動機、接觸器等電磁感應（yīng）器件均必須並（bìng）接RC阻容吸收器，對各種檢測信號的輸入均要求用屏蔽電纜連接。

七、輔助裝置

它主要包括ATC刀自（zì）動交換機構（gòu）、APC工件自動變換機（jī）構、工件夾緊（jǐn）放鬆機構（gòu）、回轉工作台、液壓控製係統、潤滑裝置、過載與限位保護功能等部分。機床加工功能與興型不同，所包含的部分也不（bú）同。輔助裝置是保證（zhèng）充分發揮數控機床功能所（suǒ）必需的配套裝置，常用的輔助裝置包括：氣動、液壓裝置，排屑裝置（zhì），冷卻、潤滑裝置，回轉工作台和數控分度頭，防護（hù），照明等各種輔助裝置。

八（bā）、機床本（běn）體（tǐ）

它指的是數控機床機（jī）械結構實體。它於傳統的普通機床相比（bǐ）較，同樣由主傳動機構（gòu）、進給傳動機構、工作台、床（chuáng）身以及立柱等（děng）部分組成，但（dàn）數控機床的整體布（bù）局、外觀造型、傳動機構、刀係統及操作機構等方麵都發生了很大的變化。這種變化的目的是為（wéi）了滿足數控技術的要求和充分發揮數控機床的特點。

機床主機是數控（kòng）機床（chuáng）的主體。它包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座（zuò）、工作台、主軸（zhóu）箱、進給機構、刀（dāo）架及自動換刀裝置等機械部件。鈦浩機械是以回轉頂尖、絲杠、軸加工、數控車床加工、刀（dāo）柄刀杆、夾頭接杆為公司的主打產品，它是在數控機（jī）床（chuáng）上自動地完成各種切削加工的（de）機械部分。與傳統的機床相比（bǐ），數控機床主體具有如下結構特點：

1、采用具有高剛度、高抗震性及較小熱（rè）變形的機床新結構。通常用提（tí）高結（jié）構係統的靜剛度、增加阻尼、調整結構件質量和（hé）固有頻率等方（fāng）法來提高機床主機的剛度和抗震（zhèn）性（xìng），使機床主體能適應數（shù）控機床連續自動地進行切削加工的（de）需要。采取改善機床（chuáng）結構布局、減少發熱、控製溫升及采用熱位移補償等（děng）措施，可減（jiǎn）少熱變形對機床主機的影響。

2、廣泛采用高性能的主軸伺服驅動和進給伺服（fú）驅動裝置，使數控機床的傳動鏈縮短，簡化了機床機械傳動係統的結構。

3、采用高傳動效率、高精度、無間隙的傳動裝置和運動部（bù）件，如滾珠絲杠螺（luó）母副、塑料滑動導軌、直線滾動導軌、靜（jìng）壓導軌等。