​數控機床的組成和工作原理

數（shù）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（fǔ）助控製裝置、機床本體（tǐ）等幾部分組成。

一、程序編製及程序載體

數控程序（xù）是數控機床自動加工零件的工作指令。在對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（de）相對位置，即零件（jiàn）在機床上的安裝位置（zhì）；刀具與（yǔ）零件相對運動的尺寸參數；零件加工的（de）工藝路線、切削（xuē）加（jiā）工的工藝參數以（yǐ）及輔助裝置的動作（zuò）等。得到零件的所有運動、尺寸、工藝參數等加工信息後，用由文字、數字和符號組成的標（biāo）準數（shù）控代碼，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（biān）程機或通用計（jì）算機上進行自動編程（APT）或（huò）CAD/CAM設計（jì）。

編好的數控程序，存放（fàng）在便於輸入到數控裝置的一種存儲載體上，它可以是穿孔紙帶、磁帶和磁盤等，采用哪一種存儲載體，取決於數控裝置的設計類型。

二、輸入（rù）裝置

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（dì）並存入數（shù）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、磁帶（dài）機或軟（ruǎn）盤驅動器等。數控機床（chuáng）加工程序也（yě）可通（tōng）過（guò）鍵盤用手工方式（shì）直（zhí）接輸入數（shù）控係統；數（shù）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送到數控係統（tǒng）中（zhōng）。

零件加工程序輸入過程有兩種不同（tóng）的方式：一種是邊讀（dú）入邊加工（數控係統內存較（jiào）小時（shí）），另一種（zhǒng）是一次將零件加工程序全部讀入數控裝置內部（bù）的存儲（chǔ）器，加（jiā）工時再從內（nèi）部存儲器（qì）中逐段逐（zhú）段調出進行加工。

三、數控裝置

數控裝置是數（shù）控機床（chuáng）的核心。數控裝置（zhì）從內部（bù）存儲器中取（qǔ）出或接受輸入裝（zhuāng）置送來的一段或幾段（duàn）數控加工程序，經過數控裝置的邏輯電路或係統軟件進行編譯、運算和邏（luó）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，使其進行規定的有序運動和動作。

零件（jiàn）的輪廓圖（tú）形往往由直線（xiàn）、圓弧或其他非圓弧曲線組成，刀具在加工（gōng）過程中必（bì）須按（àn）零件形（xíng）狀和尺寸的要求（qiú）進行運動，即按圖形（xíng）軌跡移動（dòng）。但輸入的（de）零（líng）件加（jiā）工（gōng）程序隻（zhī）能是各線（xiàn）段軌跡的起點和終（zhōng）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（xiàn）段的起點和終點坐標值之間進行“數據點的密化”，求出一係列中間點的坐標值，並向相應坐標輸出（chū）脈衝信號，控製各坐標軸（即進給運動的（de）各執行元件）的進給速度、進給方向和進給位移量等。

四、驅動裝（zhuāng）置和位置檢測裝置

驅動裝（zhuāng）置接受來自數控裝置的指令信息，經（jīng）功率放大後，嚴格按照指令信（xìn）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。因此（cǐ），它的伺服精度和動態響應性能是影響數控（kòng）機床加（jiā）工精度（dù）、表麵質量和生產率的重要因素之一。驅動裝置包括控（kòng）製器（qì）（含功率放大器）和執行機構兩大部分。目前大都采用直流或交（jiāo）流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量檢測出來，經反饋係（xì）統輸入到機床的數控裝置之後，數控裝置（zhì）將反饋回來的實際位移量值與（yǔ）設定值進行（háng）比較，控製驅（qū）動裝置按照指令（lìng）設定值運動（dòng）。

五、輔助控（kòng）製裝（zhuāng）置

輔助控製裝置的主要作用是接（jiē）收數（shù）控裝置輸出的開關量指令信號，經過編譯、邏輯判（pàn）別和運動，再（zài）經功（gōng）率放大後驅動（dòng）相應的（de）電器，帶動機床的機（jī）械（xiè）、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規定的開關量動作。這（zhè）些控製包括主軸運動部件的變速、換向和啟停指令，刀具的選擇和交換指令，冷卻、潤（rùn）滑裝置的啟動停止，工件和（hé）機床部（bù）件的鬆開、夾緊，分度（dù）工作台轉位分度等（děng）開關輔助動作。

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

六、機床本體（tǐ）

數控機床的機床本體與傳（chuán）統機床相似，由主軸傳動裝置、進給傳動裝置、床身、工作台以（yǐ）及輔助運動裝置（zhì）、液壓氣動係（xì）統、潤滑係統、冷卻裝置等組成。但數控機床在整體（tǐ）布局、外觀造型、傳動係統（tǒng）、刀具係統的結構以及（jí）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（fā）揮數控機床的特點。