數控機床的組（zǔ）成和工作原理

數（shù）控機床由程序編製及程序載（zǎi）體（tǐ）、輸入裝置、數控裝置（CNC）、伺服驅動及（jí）位置檢測（cè）、輔助控製裝置、機床本體等幾部分組成。

一、程（chéng）序編製及（jí）程序載體

數控程序是數控機床自動加工零件的工作指令。在對加（jiā）工零件進行工藝分析的基礎上（shàng），確定零件坐（zuò）標（biāo）係（xì）在機床坐標係上的相對位置，即零件在機床上的安（ān）裝位置；刀具與零件相對運動的尺寸參（cān）數（shù）；零件加工（gōng）的工藝路線（xiàn）、切削加工的（de）工藝參數以及輔助裝置的動作等。得（dé）到零件的所有運動、尺寸、工藝參數等加工信（xìn）息後，用由文字、數字和符號（hào）組成的標準數控代碼，按規定的方法和格式，編製零件加工的（de）數控程序單。編製程序的工作可由人工進行（háng）；對於形狀複雜的零件（jiàn），則要在專用的編程機或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（shū）入到數控裝置（zhì）的一種存儲載體上，它可（kě）以是穿孔紙帶、磁帶和磁盤等，采用哪一種存儲載體（tǐ），取決於數控裝置的設計類型。

二、輸入（rù）裝置

輸入（rù）裝置的（de）作（zuò）用是將程序（xù）載體（信息載體）上的數控代碼傳遞並存入數控係（xì）統內。根據控製存儲介質的不同，輸入裝置可以是光電閱讀機、磁帶機或軟（ruǎn）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（xù）還可由編程計算機（jī）用（yòng）RS232C或采用（yòng）網絡通信方式傳送到數控係統中。

零件加工程（chéng）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），另一種是一次將零件加工程序全部讀入（rù）數控裝置（zhì）內部的存儲器，加工時（shí）再從內部存儲器中逐段逐段調出（chū）進行加工。

三、數控裝置

數控裝置（zhì）是（shì）數控機床的核心。數控裝（zhuāng）置從內部存儲器（qì）中取出或接受輸（shū）入裝置送來的一段或幾段數控加工程序，經過數控裝（zhuāng）置的邏輯電路（lù）或係統軟件進行編譯、運算和邏（luó）輯處（chù）理（lǐ）後（hòu），輸出各種（zhǒng）控製信息和指令，控製機床各部分的工作，使其進行規定（dìng）的有序運動和動作。

零件的輪廓圖形往往（wǎng）由直線、圓弧或其他非（fēi）圓弧曲線組成，刀具在加工（gōng）過程中必須按零件形狀和尺寸的（de）要求進行（háng）運動，即（jí）按（àn）圖形軌跡移（yí）動。但（dàn）輸入（rù）的零件加工程（chéng）序隻能是各線段軌跡（jì）的起點和終點坐標值等數據，不能滿足要求，因此要進行軌跡插補，也就是在（zài）線段的起點和終點坐標值之間進（jìn）行“數據點的密化”，求出一係列中間（jiān）點的坐標（biāo）值，並向相應坐標輸出（chū）脈衝信號，控製各坐（zuò）標軸（即進給運動的各執行元件）的（de）進給速度、進給方向和進（jìn）給位移量等。

四、驅動（dòng）裝置和位置檢測裝置

驅動裝置接受（shòu）來自數控裝（zhuāng）置的指令信息，經功率放大（dà）後，嚴格按照指令信（xìn）息的要求驅動機床移動部件，以加（jiā）工出符合圖樣（yàng）要求的零件。因此（cǐ），它的伺服精（jīng）度和動態響（xiǎng）應性能是影響數控機床加工精度、表麵質量和生產（chǎn）率的重要因素之一。驅動裝置（zhì）包括控製器（含功率放大器）和執行機構兩大部分。目前大（dà）都采用直流或交流伺服電動機作為執（zhí）行機構。

位置檢測裝置將數控（kòng）機床各坐標軸的實際位移量檢測出來，經反饋係統輸入到機床的數控裝（zhuāng）置之後，數控裝（zhuāng）置將反饋回來的實際位移量值與設定（dìng）值進行比較，控製驅動裝置按照指令設定值運動（dòng）。

五、輔助控製裝置

輔助控製裝置的（de）主（zhǔ）要作用是接收數控裝置（zhì）輸出的開關量（liàng）指令（lìng）信號，經（jīng）過編譯、邏輯判別和運動，再經功（gōng）率（lǜ）放大後驅動相（xiàng）應的電（diàn）器，帶動機床的機械、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規定的開關量動作。這些控製包括主（zhǔ）軸運動（dòng）部件的變速、換向和啟停（tíng）指（zhǐ）令（lìng），刀具的選擇和交換指令，冷卻、潤滑（huá）裝置的啟動停止，工件和機（jī）床部件的鬆開、夾緊，分度（dù）工作（zuò）台轉位分度等開關輔助動作（zuò）。

由於可編程邏輯控製器（PLC）具（jù）有響應快，性能可靠，易於使用、編程和修改程序並可直接啟動機床開關等特點，現已（yǐ）廣泛用作數控機床的輔助控（kòng）製裝置。

六、機床本體

數控機床的（de）機床本體與傳統機床相似，由主軸傳動裝置、進給（gěi）傳動裝置、床身、工作台以及輔助運動裝置、液壓（yā）氣動係統、潤滑係統、冷卻裝（zhuāng）置等組成。但數控（kòng）機床在整體布（bù）局、外觀（guān）造型、傳動係統、刀具係統的結構以及操作（zuò）機構等方麵都已發生了很大的變化。這種變化的目的（de）是為了滿足（zú）數控機床的要求和充（chōng）分發揮數控機床（chuáng）的特點。