數控機（jī）床的組成和工作原理

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

一、程序編製（zhì）及程序載體

數控程序（xù）是數控機床自動加工零件（jiàn）的工作指令。在對加工零件（jiàn）進行工藝分析的基礎上，確定（dìng）零件坐標係在機床坐標係上的相對（duì）位置，即零件在機床上的（de）安裝位置；刀具與零件相對運動的尺寸參數（shù）；零件加工的工藝路線、切削加工的工藝參數以及輔助裝（zhuāng）置的動作（zuò）等。得到零件的所有運（yùn）動、尺寸、工藝參數等加工信息後，用由文字（zì）、數字和符號組成的（de）標（biāo）準數控代碼，按規定（dìng）的方法和格式，編製零件加工的數控程序單。編製（zhì）程序的工（gōng）作可由人工進行（háng）；對於形狀複雜的零件，則要在專用的編程機或通用計算（suàn）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（biàn）於輸入到數控裝置的一種存儲載體上，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。

二、輸（shū）入裝置（zhì）

輸入裝置的作用是將程序載體（信息載體）上的數控代碼傳遞並存入數控係統內。根據控製存（cún）儲介質的（de）不同，輸入裝置可以是光電閱讀機（jī）、磁（cí）帶機或軟盤驅動器等。數控機床加工程（chéng）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或采用網絡通信方（fāng）式傳送到（dào）數（shù）控係統中。

零件加工程序輸入過程有兩種不（bú）同的方式：一種（zhǒng）是邊讀入邊加工（數控係統內存較小時），另一種（zhǒng）是（shì）一次將零件加工程序全部（bù）讀入數控裝置內部的存儲器，加工時再從內部存儲（chǔ）器中（zhōng）逐段逐段調出進行加工（gōng）。

三、數（shù）控裝置（zhì）

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

零（líng）件的輪廓圖形往往由直線、圓弧或其他非圓弧曲線組（zǔ）成，刀具在加（jiā）工過程（chéng）中必（bì）須（xū）按零件形（xíng）狀和（hé）尺寸的要求進行運動，即按圖形軌跡移動。但輸入的零（líng）件加（jiā）工程序隻能是各線段軌跡（jì）的起點和（hé）終點（diǎn）坐標值等數據，不能滿足要求，因此要進（jìn）行（háng）軌跡插補，也就是（shì）在線段的起點和終點坐標值之（zhī）間進行“數據點的密化”，求（qiú）出一係列中間點（diǎn）的坐標（biāo）值，並向（xiàng）相應（yīng）坐標（biāo）輸出脈衝信號，控製各坐標軸（即進給運動的各執行元件）的進給速度、進給方向和進給位移量等。

四、驅動裝置和位置檢測裝置

驅動裝置接受來自數控裝置的（de）指令信息，經功率放大後，嚴格按照指令（lìng）信息的要求驅（qū）動機床移動部件，以加工出符合圖（tú）樣要求的零件。因此，它的伺服精度和動態（tài）響應性能是影響（xiǎng）數控（kòng）機床加（jiā）工精度、表麵質量和生產（chǎn）率的（de）重要因（yīn）素之一（yī）。驅動裝置包括控製器（含（hán）功（gōng）率放大器）和執（zhí）行機構兩大部分。目前大都采（cǎi）用直流或交流伺服電動機作為執行（háng）機構（gòu）。

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

五、輔助控製（zhì）裝置

輔助控製（zhì）裝（zhuāng）置的主要作（zuò）用是接收數控裝（zhuāng）置輸出的開（kāi）關量指令信號，經過編（biān）譯、邏輯判別和運動，再經功率放大後驅動相應的電器，帶動機（jī）床的機械（xiè）、液壓、氣動等（děng）輔助（zhù）裝置完成指令規定的開關量動（dòng）作。這些控製包括主軸運動部件的變速、換向和啟停指令，刀具的選擇（zé）和交換指令（lìng），冷卻（què）、潤滑裝置的啟動停止，工件和機床部件的鬆開、夾緊，分度工作台轉位分（fèn）度等開關輔助動作。

由於可編程邏（luó）輯（jí）控製器（qì）（PLC）具有響應快（kuài），性能可靠，易於使用、編程和修改（gǎi）程序並（bìng）可直接（jiē）啟動機（jī）床開關等特（tè）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（běn）體與傳統機床相似，由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、工（gōng）作台以及輔助運動裝置、液壓氣動係統、潤滑係統、冷卻裝置（zhì）等組成。但數控機床在整體布局（jú）、外觀造型（xíng）、傳動係統、刀具係統的結構以（yǐ）及操作機構（gòu）等方麵都（dōu）已發（fā）生了很大的變化。這（zhè）種變（biàn）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（tè）點。