數控機床的組成（chéng）和工作原理

數控機床由程序編製及程序載體、輸入（rù）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、程序編製及程（chéng）序載體

數控程序是數控機床自動（dòng）加（jiā）工零件的工作指令。在對加工零件進行工藝分析的基（jī）礎上，確定零（líng）件（jiàn）坐標係在機床（chuáng）坐標係上的相對位置（zhì），即零件在機床上的安裝位（wèi）置；刀具與零件相對運動（dòng）的尺寸參數；零件加工的工藝路線、切削加工的工藝參數以及輔助裝置的動作等。得到零件的所有運動、尺寸（cùn）、工（gōng）藝參數等加工信息後，用由文字、數字和（hé）符號組成的標準數控（kòng）代（dài）碼，按規定的方法和格式，編製零件加工的數（shù）控程（chéng）序單。編製程（chéng）序的工作可由人工進行；對於形狀複雜的零件，則要在專用的編程機或通用計算機上（shàng）進行自動編程（APT）或（huò）CAD/CAM設計。

編好的數控程序（xù），存放在便於輸入到數控（kòng）裝置的一種存儲載體（tǐ）上，它可以是穿孔紙帶、磁帶和磁（cí）盤等，采用哪一種（zhǒng）存（cún）儲載體，取（qǔ）決（jué）於數控裝置的設（shè）計類型。

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（shù）控代碼傳遞並存入數控係統內。根據控製存儲介質的不同，輸入裝置（zhì）可以是光電閱讀（dú）機、磁帶機或軟盤驅動（dòng）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（shù）控係（xì）統；數控加工程序還可（kě）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（rù）過程有兩種不同的方（fāng）式：一種是（shì）邊讀入邊加工（gōng）（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數控裝置（zhì）內部（bù）的存儲器，加（jiā）工時再從內部存儲（chǔ）器中（zhōng）逐段（duàn）逐段調出進行加工。

三、數（shù）控裝置

數控裝置是數控機床（chuáng）的核心。數控（kòng）裝置從內部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（xù），經過數控裝置的邏輯（jí）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（zhǐ）令，控製機床各部（bù）分的工作，使其進行規定的有序（xù）運動（dòng）和動作。

零件的輪廓圖形往（wǎng）往由直線（xiàn）、圓弧（hú）或（huò）其他非圓弧曲線（xiàn）組成，刀具在加工過（guò）程中必須按零件形狀和尺寸的要求進行運動，即按圖（tú）形軌跡移動。但輸入的（de）零件加工程（chéng）序隻能是（shì）各線段軌跡（jì）的起點和終點坐標值（zhí）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（zhōng）點坐標值之間進（jìn）行“數據（jù）點（diǎn）的（de）密化”，求出一係（xì）列中間點的坐標值，並向相應坐標輸出（chū）脈衝信號（hào），控製各坐標軸（即（jí）進給運動的各執行元件）的進給速度、進給方向和（hé）進給位移量等。

四、驅動裝置（zhì）和（hé）位置檢測裝置

驅動裝置接受來自數控裝置的指令（lìng）信息，經功率放大後，嚴格（gé）按（àn）照指令信息的要求驅動機床移動部件，以加（jiā）工出符合圖樣要求的零件。因此，它的伺服精度和動態響應性能是影響數控機床加工精（jīng）度、表麵質量和生產率的重要因素（sù）之一。驅動裝置包括控製器（含功率（lǜ）放大器）和執行機構兩大部分。目前大都采用直流或交流伺服電動機作為執行機（jī）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（chuáng）的數控裝置之（zhī）後，數控裝置（zhì）將反饋（kuì）回來的實際（jì）位移量值與設定值（zhí）進行比較，控製驅動裝（zhuāng）置按照指令設定值運動。

五、輔助控製裝置

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、邏輯判別和運動，再經（jīng）功（gōng）率放大（dà）後驅動相應的電器，帶動機床的機械、液壓、氣動（dòng）等輔助裝置（zhì）完成指令規定的開關量（liàng）動作（zuò）。這些控製包（bāo）括主軸運（yùn）動部件的變速、換向和啟停指令（lìng），刀具的選擇和交換指令，冷卻、潤滑裝置的啟動停（tíng）止，工件和機床部件的鬆開、夾緊，分度工作台轉位分度等（děng）開關輔助（zhù）動作。

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

六、機床本體

數控機床的（de）機床本體與傳統機床相似，由主（zhǔ）軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、工作台（tái）以及輔助運動裝置、液壓氣動係統、潤（rùn）滑係統、冷卻裝置等（děng）組成。但數控機床在整體布局、外觀造型（xíng）、傳動（dòng）係統、刀具係統的結構以（yǐ）及操作機構等方麵都已發生了很大的變化。這（zhè）種變化的目的（de）是為了滿足（zú）數控機床的要求和充分發揮數控機床的特點。