​數控機床的基本組成及工作原理你都了（le）解嗎

數控機（jī）床是數（shù）字（zì）控製機床的簡（jiǎn）稱，是一種裝有程序控製係統的自動化機床。該控製係統（tǒng）能夠邏輯地處理（lǐ）具有控製（zhì）編（biān）碼（mǎ）或其他（tā）符號指令規定的程序，並將其（qí）譯碼，用代碼化（huà）的數（shù）字表示，通過信息載體輸入數控裝置。經運算處理由（yóu）數控裝置（zhì）發出（chū）各種控製信號，控製機床的動（dòng）作（zuò），按圖紙要求的形狀和尺（chǐ）寸，自動地將零件加工出來。鈦數控機床較好地解決了複雜、精密、小批量、多品種的零件（jiàn）加（jiā）工問題，是一種柔性的（de）、高效（xiào）能的自動化機床，代表了現（xiàn）代機床控製技術的發展方向，是一種典型（xíng）的機電一體化產品。

數控機床一般由數控係統、包含伺服電動機和檢測反饋裝置的伺服係統、主傳動係統、強電控製櫃、機床本體和各類輔助裝簧組成。加（jiā）上虛線部分即（jí）可表（biǎo）示數（shù）控加工的基本工（gōng）作過程。對具（jù）體備類不同功能的數控機床（chuáng），其組成部分略（luè）有不同（tóng）。

一、數控係統（tǒng）

它（tā）是機床實現自動加工的核心（xīn）。主要（yào）有操作係統（tǒng）、主控製係統、可編程控製器、各類輸出接口等組成。其中操作係統由顯（xiǎn）示器和操縱鍵盤組成，顯示器有數碼管、CRT、液晶等多種（zhǒng）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象（xiàng）的位置、角度、速度等機（jī）械量，以及（jí）溫度、壓力、流量等物理量。

其控製方式又可分為數據運算處理控製（zhì）和時序邏輯控製兩大類，其中主控製（zhì）器內（nèi）的（de）插補運算模塊就是根據所讀入的零件程序，通過譯碼、編譯等信息處理後，進行相應的刀軌跡插樸運算，並通過與各坐標伺服係統的位（wèi）置、速度反饋信號比較，從而控製機床各個坐標軸的位移；而時序（xù）邏（luó）輯控製通常（cháng）主要由可編程式控製器PLC來完成，它根據機床加工過程中的各個動作要求（qiú）進（jìn）行協調，按各（gè）檢測信號進行邏輯（jí）判別，從而控製機床各個部件有條不紊（wěn）地按（àn）序工作。

二、伺服係統

它是數控係統與機床本（běn）體之間的電傳動（dòng）聯（lián）係環（huán）節。主要由伺服電動（dòng）機、驅（qū）動控製係（xì）統及位置檢測反饋裝（zhuāng）置等組成（chéng）。伺服電動機是係統的執行元件，驅動控製（zhì）係統則是伺服電動機的動力源。數控（kòng）係統發生的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後，驅動電動機運轉，從而通（tōng）過機械傳動裝置拖動工作台或刀架運動（dòng）。

伺服係統是（shì）數控機床的重要組成部分，用於實現數控機床（chuáng）的（de）進給伺服控製（zhì）和主（zhǔ）軸伺服控製。伺服係（xì）統的作用是把接受來（lái）自數控裝置的指令信息，經功率放大、整形處理後（hòu），轉換成（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（shì）數控（kòng）機床的最後環節，其性能將直接影（yǐng）響數控（kòng）機（jī）床的精度和速度等技術指標，因此，對數控機床的伺服驅動裝置，要求具有良好的（de）快速反應性能，準（zhǔn）確而靈敏地跟蹤（zōng）數控裝（zhuāng）置發出的數（shù）字指令信號，並能忠實地執行來自數控裝置的指令，提高係統的動（dòng）態跟隨特性和靜態（tài）跟蹤精度。

伺服係（xì）統包括驅動（dòng）裝置和執行機構兩（liǎng）大（dà）部分。驅動裝置由主軸驅動單元、進給驅動單元（yuán）和主軸伺服電動機、進給伺（sì）服電動機組成。步進（jìn）電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機是常用（yòng）的驅動裝置（zhì）。

測量元件將數控機床各坐標軸的（de）實際位移（yí）值檢（jiǎn）測出來並（bìng）經反饋係統輸入到機床的數控裝置中，數控裝置對（duì）反饋回來的（de）實際位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移量指令。

三、加工程序載體（tǐ）

數（shù）控機（jī）床工作時，不需要工人直接去操作機床，要對數控機床（chuáng）進行控製，必須（xū）編製加工（gōng）程序。零件加（jiā）工程序中，包括機床上（shàng）刀具和工件的相（xiàng）對運動軌跡、工藝參數（進給量主軸轉速（sù）等）和輔助運動等。將零件加工程序用一定的格式和代碼，存儲（chǔ）在一（yī）種程序載體上，如穿（chuān）孔紙帶、盒式磁帶（dài）、軟磁盤等，通（tōng）過數控機（jī）床的輸入裝（zhuāng）置，將程序（xù）信息（xī）輸入（rù）到CNC單（dān）元。

四、數控裝置

數控裝置是數控機床的核心。現代數控裝（zhuāng）置均（jun1）采用CNC（Computer Numerical Control）形式，這種CNC裝置一般使用多個微處（chù）理器（qì），以程序化的軟件（jiàn）形式實現數控功能，因此又稱（chēng）軟件數控（Software NC）。CNC係統是一種位置控製係統，它是根據輸入數據插（chā）補出理想的（de）運動（dòng）軌跡，然後輸出到執行（háng）部件加工出所需要（yào）的零件。因此，數控裝置主要由（yóu）輸入、處理和輸出三個基本部分構成。而所有這些工作（zuò）都由計算機的係統程序進（jìn）行（háng）合理（lǐ）地組織，使整個係統協（xié）調地進行工作。

1、輸入裝置：將數控指（zhǐ）令輸入給（gěi）數控裝置，根據程序載體的不同，相應有不同的輸入裝置。主（zhǔ）要有鍵盤輸入、磁盤輸入、CAD/CAM係統直接通信方式輸入和連接（jiē）上（shàng）級計算機的DNC（直接數控）輸入（rù），現仍有不少係統還保留有光（guāng）電閱讀（dú）機的紙帶輸入形式。

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

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

在控製裝置編輯狀態（EDIT）下，用軟件輸入加工程（chéng）序，並存入（rù）控製裝置的存儲器（qì）中，這種輸入方法可（kě）重複使用程序。一般手工編程均采用這種方法。

在具（jù）有會話（huà）編程功能的（de）數控裝（zhuāng）置上，可按照顯示器（qì）上提示的問題，選（xuǎn）擇不同的菜單，用人機對話的方法，輸入有關的尺寸數字，就可自動生成加工程序。

（3）采（cǎi）用DNC直接數控輸入方式。把（bǎ）零件程序保存在上級計算機中，CNC係統一邊加工（gōng）一邊接收來自計算機的後續程序（xù）段。DNC方式多用於采用CAD/CAM軟件設計的複雜工件並直（zhí）接生成零件程序的（de）情況。

2、信息處理（lǐ）：輸（shū）入（rù）裝置將（jiāng）加工信息傳給CNC單元，編譯成計算機能識別的信息，由信息處理部分按照控製程（chéng）序（xù）的規定（dìng），逐步存儲並進（jìn）行處理後，通過輸出單元發出位置和速度指令給伺服（fú）係統和主運動控製部分。CNC係統的輸入數據包（bāo）括：零件的輪廓信（xìn）息（起點、終點、直線、圓弧等）、加工速度及（jí）其他輔助加工信息（如換刀、變（biàn）速（sù）、冷卻液開關等），數據處（chù）理的目的是完成插補運算前的準備工作。數據處理程序（xù）還包括刀（dāo）具半徑補償、速（sù）度計算及輔助功能的處理等。

3、輸（shū）出裝置：輸（shū）出裝（zhuāng）置與伺服機構相聯。輸出裝置根據控（kòng）製器的（de）命令接受運算器的輸出脈衝，並（bìng）把它送到各坐標的伺服控製係統，經過功率放（fàng）大，驅動伺服係統，從而控（kòng）製機床按規定要求運動。

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）為齒輪有級變速和電氣無級調速兩種類型，較高檔的數控（kòng）機床都要求（qiú）實現（xiàn）無級調（diào）速來滿足（zú）各種加工工藝（yì）的要求（qiú），它主要由主軸驅動控製係（xì）統、主軸電動機以及主軸機械傳動機構等組成。

六、強電控（kòng）製（zhì）櫃

它主要用（yòng）來安裝機（jī）床強電控製的各種電（diàn）氣元器件，除了提供數控、伺服等類弱（ruò）電控製係統的（de）輸入電源，以及各種短路、過載、欠壓等電（diàn）氣保護外，主要（yào）在可編程控製器PLC的輸出接口與機床各類輔助裝（zhuāng）置的電（diàn）氣執行元器件之間起橋梁聯結（jié）作用，即控製機床輔助裝（zhuāng）置的各種交流電動機、液壓係統電磁閥或電磁（cí）離合器等（děng），主要起到擴展接點散（sàn）和擴大觸（chù）點容量等作用。

另外，它也（yě）與機床操作台的（de）有關手控按鈕連接。強電控製櫃由各（gè）種中（zhōng）間繼電器、接觸（chù）器、變壓（yā）器、電源開關、接線端子和各類電氣保護（hù）元（yuán）器件等構成。它與一般的普（pǔ）通機床（chuáng）電氣類似，但為（wéi）了提（tí）高對弱電控製係（xì）統（tǒng）的抗幹擾（rǎo）性，要求各類頻繁啟動或（huò）切換的電動機、接觸器等電磁感應器件均（jun1）必須並接RC阻容（róng）吸收器，對各種檢（jiǎn）測信號（hào）的輸入均要求用屏（píng）蔽電纜（lǎn）連接。

七、輔助裝（zhuāng）置

它主要包括ATC刀自動交換（huàn）機構、APC工件自動變換機構（gòu）、工件夾緊放鬆機構、回轉工作台、液壓（yā）控製係統、潤滑裝（zhuāng）置、過載與限位保（bǎo）護功能（néng）等部分。機床加工功能（néng）與興型不同，所包含（hán）的部分也不同。輔助裝置是保證充分發揮（huī）數控機床功能所必需的配套裝置（zhì），常用的輔助裝置包括：氣動、液壓裝置，排屑裝置，冷卻、潤滑裝置，回轉工作台和數控分度頭，防護，照明等各種（zhǒng）輔助裝置。

八、機床本體

它指的是數控機床機械結構實體。它於傳統的普通機床相比較，同樣（yàng）由主（zhǔ）傳動機構、進給傳動機構（gòu）、工作台、床身以及立柱等部分組（zǔ）成，但數控機床的整體布局、外觀造型、傳（chuán）動機（jī）構、刀係統（tǒng）及操作機構等方麵（miàn）都發生了很大的變化。這種變化的目的是為了滿足數控技術的要求和充分發揮數控機床的特點。

機床（chuáng）主機是數控機床的主（zhǔ）體。它包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作台、主軸箱、進給機構、刀架及自動換（huàn）刀裝置等（děng）機械部件。鈦（tài）浩機械是以回轉頂（dǐng）尖、絲杠、軸加工、數控車床加工、刀柄刀杆、夾頭（tóu）接杆為公司的主打產品，它是在數控機（jī）床上自動地完成各種切削（xuē）加工的機（jī）械部分。與傳統的機床相比，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（xìng）及較小熱變形的機床新結構。通常用提高結構係統的（de）靜剛度、增加（jiā）阻尼、調整結構件質量和固有頻率等方（fāng）法（fǎ）來提高機床主機的剛度（dù）和抗震性，使（shǐ）機床主體能適應數（shù）控機床連續自動地進行切削加工的需要。采（cǎi）取改善機（jī）床結構布局、減少（shǎo）發熱、控製溫升（shēng）及采用熱位移補償等措施，可減少熱變形對機床主機的影響。

2、廣（guǎng）泛采用高性能的主軸伺（sì）服驅動和（hé）進給伺服驅動裝置，使數控（kòng）機床的傳動鏈（liàn）縮短，簡化了機床（chuáng）機械傳動係統的結構。

3、采用高傳動效率（lǜ）、高精度、無間隙（xì）的傳動裝置（zhì）和運動部件，如滾珠絲杠螺母副、塑料滑動導軌、直線滾動導軌、靜壓導軌等。