數控機床的（de）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）、伺服驅動及位置檢測、輔助控製裝置、機床本體等幾部分組成。

一（yī）、程序編製及程序載體

數（shù）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（gōng）藝分析的基礎上，確定零件坐標係在機（jī）床坐標係上的相對位置，即零件在機（jī）床上的安裝位置；刀具與（yǔ）零件相對運動的尺寸（cùn）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（jiàn）的所有運動、尺寸、工藝參數等加工信息（xī）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（hé）格式，編（biān）製零件加工的數控程序單。編製程序的工作可由（yóu）人工進行；對於（yú）形狀複雜的（de）零件（jiàn），則要在專用的編程機或通用計算機（jī）上進行自動（dòng）編程（APT）或CAD/CAM設計。

編好（hǎo）的數控程序，存放在便於輸入到數控裝置的（de）一種存儲載（zǎi）體上，它（tā）可以（yǐ）是穿（chuān）孔紙帶、磁帶和磁（cí）盤等，采用哪一種存儲載體，取決於數控裝置的設計類（lèi）型。

二（èr）、輸入裝置

輸入裝置的作用是將（jiāng）程序載體（信息載（zǎi）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）可以是光電閱讀機、磁帶機或軟盤驅動器等。數控機床加工程（chéng）序也可（kě）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（cǎi）用網絡通信方式傳（chuán）送到數控係統中（zhōng）。

零件加工程序輸入過程有兩種不同的方式：一種是邊讀入邊加工（gōng）（數控係統（tǒng）內（nèi）存較小時），另一種是一次將零件（jiàn）加（jiā）工程序全部（bù）讀入數控裝置內部的存儲器，加（jiā）工時再從內部（bù）存儲器中（zhōng）逐段逐段調出進行加工。

三、數控裝置

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

零件的輪廓（kuò）圖形往往（wǎng）由直線、圓弧或其他非圓弧曲線組成（chéng），刀具在加工過程（chéng）中必須按零件形狀和尺寸的要求進行運動（dòng），即按圖（tú）形軌跡（jì）移動。但（dàn）輸入的零件加工程序隻能是各線段軌跡的起點和終點坐標值等數據，不能滿足要求（qiú），因此要進行（háng）軌跡插補，也就是在線段的起點和終點（diǎn）坐標值之間進行“數據點的密（mì）化”，求出一（yī）係列中間點的坐標值，並向相（xiàng）應坐標輸出脈衝信號，控製（zhì）各坐標軸（即進給運動的各執行（háng）元（yuán）件）的進給速度、進給方向和進給（gěi）位移（yí）量（liàng）等。

四、驅動裝置（zhì）和位置檢測（cè）裝置

驅動裝置接受（shòu）來自數控（kòng）裝置的指令信息，經功率放大後，嚴格按照指令信息的要求驅動（dòng）機（jī）床移動部（bù）件，以加工出符合圖（tú）樣要（yào）求的零件。因（yīn）此（cǐ），它的伺服精度和動態（tài）響應性（xìng）能是影響數（shù）控機床（chuáng）加工精度、表麵質量和生產率（lǜ）的重要因素之（zhī）一。驅動裝置包括（kuò）控（kòng）製器（含功率放大器）和執行機構（gòu）兩大部分（fèn）。目前大都采用直流或交流伺（sì）服電動機作為執行機構。

位置檢測裝置將數控機（jī）床各坐標軸的實際位移（yí）量檢測出來，經反饋係統輸（shū）入到機床的（de）數控裝置之後，數控裝置將反饋回來的實際（jì）位（wèi）移（yí）量值（zhí）與設（shè）定（dìng）值進行比較，控製驅動裝置按（àn）照（zhào）指令設定值運動（dòng）。

五、輔助控製裝置

輔助控製裝置的主要作（zuò）用是接收數控裝置輸出的開關量（liàng）指令信號，經過編譯、邏輯判（pàn）別和運（yùn）動（dòng），再經功率放大後驅動相應的電器，帶動機床的機械、液壓（yā）、氣動等輔助裝置完成指令（lìng）規定的開關量動作。這些控製包括主軸運動部件的變速、換向（xiàng）和啟停指令，刀具的（de）選（xuǎn）擇和（hé）交換指令，冷卻、潤滑裝置的啟動停止，工件（jiàn）和機床部件的鬆開、夾（jiá）緊，分度工作台轉（zhuǎn）位分度（dù）等開關輔助動作。

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

六、機床本體

數控機床的機床本體與傳統機床相似，由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床（chuáng）身、工作台（tái）以及輔助運動裝置、液壓氣動係統（tǒng）、潤（rùn）滑係統、冷卻裝置（zhì）等（děng）組成。但數控機床在整體布局、外觀造型、傳動係統、刀具係統的結構以及操作機構（gòu）等方麵都已發生了很大的變化。這（zhè）種變化的（de）目（mù）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。