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、數控裝置（CNC）、伺服（fú）驅動及（jí）位置檢（jiǎn）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

數控（kòng）程序是數控（kòng）機床自動加工零（líng）件的工作指令（lìng）。在對（duì）加工零件進行工藝分析的基礎上，確定零件坐標係在機床坐標係上的相（xiàng）對位置，即零件在機床上的（de）安裝位置（zhì）；刀具與零件相對運動的尺（chǐ）寸參數；零件加工的工（gōng）藝路線、切削加工的工藝參數以及輔助（zhù）裝置的動作等。得到零件的所有運動、尺寸、工藝參數等加（jiā）工信息（xī）後，用（yòng）由文字（zì）、數（shù）字和符（fú）號組成的標準數控代碼，按（àn）規定的方法和格式，編製零件（jiàn）加工的數控程（chéng）序單。編製程序的工作（zuò）可由人工進行；對於形狀複雜的零件，則要在專（zhuān）用的編程機或通用計算（suàn）機上進行自（zì）動編（biān）程（chéng）（APT）或CAD/CAM設計。

編好的數控程序，存放（fàng）在便（biàn）於輸入到數控裝置的一種存儲載體（tǐ）上，它可以是（shì）穿孔紙帶、磁帶（dài）和（hé）磁盤等，采用哪一種存儲載體，取決於數控裝置的設計類型。

二、輸入裝（zhuāng）置

輸入裝置的作用是將程序載體（信息載體）上的數控代碼傳遞並（bìng）存入數控（kòng）係統內。根據控製存儲介質的不同，輸入裝置可以是光電閱讀機（jī）、磁（cí）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（fāng）式直接輸入數控係統；數控加工程序還可由編程計算（suàn）機用RS232C或采用網絡通信方式傳（chuán）送到數控係統中。

零件（jiàn）加工程序輸入過程（chéng）有兩種不同的方式：一種是邊讀（dú）入（rù）邊加工（數控係統內存較小時），另一種是一（yī）次將零件加工程序（xù）全（quán）部讀入數控裝置內部的存儲器，加工時再從內部存儲器中逐段逐段調出進（jìn）行加工（gōng）。

三、數控（kòng）裝（zhuāng）置

數控裝置是數控機床的核（hé）心。數控裝置從內部存儲（chǔ）器中取出或接受輸入（rù）裝置（zhì）送來的一（yī）段或幾段數控加工程序，經過（guò）數控（kòng）裝（zhuāng）置的邏輯（jí）電（diàn）路或係統軟件進（jìn）行編譯、運（yùn）算和（hé）邏輯處理後，輸出各種控製信息和指令，控製機床各部分的工作，使（shǐ）其進行規定的有序運動和動作。

零件的輪（lún）廓圖形往往由直線、圓弧或其他（tā）非圓弧曲線組成（chéng），刀具在加工過程中（zhōng）必（bì）須按零（líng）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（jiā）工程序（xù）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，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行“數（shù）據點的密化”，求出一係列中間點（diǎn）的坐標值，並向相應坐標輸出脈（mò）衝信號，控製各坐標軸（即進給運動的（de）各執行（háng）元件（jiàn））的進給速度、進給方向（xiàng）和進給位移量等。

四、驅動裝置和位置檢測裝置（zhì）

驅（qū）動裝置接受來自數控裝置的指令信息，經（jīng）功率放大後，嚴格按（àn）照指令信息的要求驅動機床移動部件，以加工出符合圖樣要求的零件（jiàn）。因此，它的伺服精度和動態響應性能是影響數控（kòng）機床加工（gōng）精度、表（biǎo）麵（miàn）質量和生（shēng）產率的重要因素之一。驅動裝置包括控製器（含功率放大器）和執行機構兩（liǎng）大部分。目前大都采用直流或（huò）交流（liú）伺服電動機作為執行機構。

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

五（wǔ）、輔助控製裝置

輔助控製裝置的主要作用是（shì）接（jiē）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，再經功率放大後驅動相應（yīng）的電器，帶動機（jī）床的機械、液壓、氣動等（děng）輔助裝置完成指令規定的開關量動作。這些控製包括主（zhǔ）軸運動部件的（de）變（biàn）速（sù）、換向和啟停指令，刀具的選擇和交換指令，冷（lěng）卻、潤滑裝置的啟動停止，工（gōng）件和機床部件的（de）鬆開、夾緊，分度工作台轉位分度等開關輔助動作。

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

六、機（jī）床本體

數控機床的機床本體（tǐ）與傳統機床相（xiàng）似，由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、工作台（tái）以及（jí）輔助運動裝置（zhì）、液壓氣動（dòng）係統、潤滑係統（tǒng）、冷卻裝置等組成（chéng）。但（dàn）數控機床在整體布局、外觀造型、傳動係統、刀具係統（tǒng）的結構以及操（cāo）作機構等方麵都（dōu）已發生了很大（dà）的變（biàn）化。這種變化（huà）的目的是為了滿足數控機床的要（yào）求和充分發揮數控機（jī）床（chuáng）的特點。