數控機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（rù）裝置（zhì）、數控裝置（CNC）、伺服驅（qū）動及位置（zhì）檢測、輔助控製裝置、機床本體等幾部分組成。

一、程序編製（zhì）及程序載體

數控程序是數控機床自動加工零件的（de）工作指（zhǐ）令。在對加工零（líng）件（jiàn）進行（háng）工藝分析的基礎上，確定零件坐標係在機床坐標係上的相對位置，即（jí）零件在機床上的安裝位置；刀具與零件相對運動的尺寸參（cān）數；零件加工的工藝路線、切削加工的工藝參數以及輔（fǔ）助裝置的動（dòng）作等。得到（dào）零件的所有運動、尺（chǐ）寸、工藝參數等加工信息後，用由文字、數（shù）字和符號組成的標（biāo）準數控代碼，按（àn）規定的方法和（hé）格（gé）式（shì），編製零件加工（gōng）的數（shù）控（kòng）程序單。編製（zhì）程序的工作可由人工進行；對於形狀（zhuàng）複（fù）雜的零件，則要在專用（yòng）的編程機或通用計算機上進行自（zì）動編（biān）程（APT）或CAD/CAM設計（jì）。

編好（hǎo）的數控程序，存放在便於輸入到數控（kòng）裝置的（de）一種存（cún）儲載體上，它可以是穿孔紙帶、磁帶和磁盤等，采用哪一種（zhǒng）存儲載體，取決於數控裝置（zhì）的設計類（lèi）型。

二、輸入裝置

輸入裝置的作用是將程序載體（信息載體）上的數控（kòng）代碼傳遞並存入數控係統內。根據控（kòng）製存儲介質的不同（tóng），輸入裝（zhuāng）置可以是（shì）光電閱讀機、磁帶機或軟盤驅動器等。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（chéng）序還可由編程計算機用RS232C或采用網絡通信方式傳（chuán）送到數控係統中。

零件加工程序輸（shū）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（lìng）一種是一次（cì）將零件加工程序全（quán）部讀入數控裝置內部的存儲器，加工時再（zài）從內部存儲（chǔ）器中逐段逐段調出進行加工。

三、數控裝置

數控裝置是數控機床的核心。數控裝置從內部存儲器中取出或接受輸入裝置送（sòng）來的一段或幾段數（shù）控加工程序，經過數控裝置的邏輯電路或係統軟件進行編譯、運算和邏輯處理後，輸出各（gè）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（dòng）和動作。

零件的輪廓圖形往（wǎng）往由直線、圓弧或其他非圓弧曲線組成（chéng），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，即按圖形軌跡移動。但輸入的零件加工程序隻能是（shì）各（gè）線段軌跡的起點和終點坐標值等數據，不能滿足要求，因此要進行軌跡插補，也就是在線段的起點和終點坐標（biāo）值之間進行“數據點的（de）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（gè）坐標軸（即進給運動的各（gè）執行元件）的進給速度（dù）、進給方向和進給位（wèi）移量等（děng）。

四（sì）、驅動裝置和位置檢測裝置

驅動裝置接受來自數控裝置的指令信息，經功率放大後，嚴格按照指令信息的要求（qiú）驅動（dòng）機床移動部件，以（yǐ）加工出符合圖樣要求的零件（jiàn）。因此，它的伺服精（jīng）度和動態響應性（xìng）能是影響數控機床加（jiā）工精（jīng）度、表麵質量和生產率的重要因素之一。驅動裝置包括控製（zhì）器（含功率（lǜ）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（diàn）動機作（zuò）為執行機（jī）構（gòu）。

位置檢（jiǎn）測裝置（zhì）將數控機（jī）床（chuáng）各（gè）坐標軸的實際位移量（liàng）檢測出來，經反（fǎn）饋係統輸入（rù）到（dào）機床（chuáng）的數控裝置之後，數控裝置將（jiāng）反饋（kuì）回來的實際位移量值與設定值進行比較，控（kòng）製驅動裝置按照指令設定值運動。

五、輔助（zhù）控製裝置

輔助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號，經過編譯、邏輯（jí）判別和運動，再經（jīng）功率放大後驅動相應的電器，帶動機床的機械、液（yè）壓、氣動等輔助裝置完（wán）成指令規定的（de）開關量（liàng）動作。這些控製包括主軸（zhóu）運動部件（jiàn）的變（biàn）速、換向和啟停（tíng）指令，刀具的選擇和交換指令，冷卻、潤滑裝（zhuāng）置的啟動停止，工件（jiàn）和機床部件的（de）鬆開、夾緊，分度工（gōng）作台轉位分度等開關輔助動作。

由於可編程邏輯控製器（qì）（PLC）具有響應快，性能可靠（kào），易（yì）於使（shǐ）用、編程和修改（gǎi）程序並可直接（jiē）啟動機床開關等特點，現已廣（guǎng）泛用作數控機床的輔助控製裝置。

六、機床本體（tǐ）

數控機床的機床本體與傳統機床相似，由主（zhǔ）軸傳動裝置、進給傳動裝置、床（chuáng）身、工作台以及輔助運動裝置、液壓氣動係統、潤滑係統、冷卻裝置等（děng）組成。但數控機床在整體布局、外觀造（zào）型、傳動（dòng）係統、刀具係統的結構（gòu）以及操作機構等方麵都已發生了很大的變化。這種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（de）特點。