​數控機床的組成和工作原理

數控機（jī）床由程序編製及程序（xù）載體、輸入裝置（zhì）、數控裝置（CNC）、伺（sì）服驅動（dòng）及位置檢測、輔助控製裝置、機床本體等幾（jǐ）部分組成。

一、程序編製及程序載體

數控程序是數控機床自動加工零件的工作（zuò）指令。在對加工零件進行工藝分析的基礎（chǔ）上，確定零件坐標係在機床坐（zuò）標（biāo）係上的相對位置，即零件在機床上的安裝位置；刀具（jù）與零件相對運動的尺（chǐ）寸參數；零件加工的工藝路線、切削加工的工藝參數以及（jí）輔助裝置的（de）動作等。得到（dào）零件（jiàn）的所有運動、尺寸、工藝參數等加工信息後，用由文（wén）字、數字和符號組成的標準數控代碼，按規定的方（fāng）法和格式，編製零件（jiàn）加工的（de）數控程序單。編製程序的工（gōng）作可由人（rén）工進行；對於形狀複雜（zá）的零件，則要（yào）在專用的編程機（jī）或通用（yòng）計算（suàn）機上進行自動編程（APT）或CAD/CAM設計。

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

二（èr）、輸入裝置

輸入裝置的作用是將程（chéng）序載體（tǐ）（信息載體）上的數控代碼傳（chuán）遞並存入數控係統內。根據控製存儲介質的（de）不同，輸入裝置可以是光電閱讀（dú）機、磁帶機或軟盤驅動器等。數控機床加工程序（xù）也可通過鍵盤用手工方式（shì）直接輸入（rù）數控係（xì）統（tǒng）；數控加工程序（xù）還（hái）可由編（biān）程（chéng）計（jì）算機用RS232C或采用網（wǎng）絡通信方式傳送到數控係統中。

零件加工程序輸（shū）入過程有兩種不同（tóng）的方（fāng）式：一種是邊讀入邊加（jiā）工（數控係統（tǒng）內存（cún）較小時），另一種是一次將零件加（jiā）工程序全部讀入數控裝（zhuāng）置內（nèi）部的存儲器（qì），加工時再從內部存儲器中逐段逐段調出進（jìn）行加工。

三、數控裝置

數控（kòng）裝置是數控機床的（de）核心。數控（kòng）裝（zhuāng）置（zhì）從內部存儲（chǔ）器中取出或接受輸入（rù）裝置送來（lái）的一段或幾段數控加工（gōng）程序，經過數（shù）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（xìn）息和指令，控製機床（chuáng）各部分的工作，使其進行規定的（de）有序運動和動作。

零件的輪廓圖形往往由直線、圓弧或其他非圓弧（hú）曲線組成，刀具在加工過程中必須按零件形狀和尺寸的要求進行運動，即按圖形軌跡移動（dòng）。但輸入的零件加工程序隻能是各線段軌（guǐ）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，也就是在線段（duàn）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（zhí），並向相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元件）的進給速度（dù）、進給方向和進給位移量等。

四、驅動裝置（zhì）和位置檢測裝置

驅動裝（zhuāng）置接受來自數控裝置的指（zhǐ）令信（xìn）息，經功率放大（dà）後，嚴格（gé）按（àn）照（zhào）指令信息的要求驅動機床移動部件，以加工出（chū）符合圖樣要求的零件。因（yīn）此，它的伺服精度和動態響應性能是（shì）影（yǐng）響數控機（jī）床加工精度、表（biǎo）麵質量和生產率的重要因素之一。驅（qū）動裝置包括（kuò）控製（zhì）器（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流伺服電動機作為執行機構。

位置檢測裝置將數控機床各（gè）坐標軸的實際位（wèi）移量檢測出來，經反饋係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設定值進行（háng）比較（jiào），控製驅動裝置按照指令設定（dìng）值運動。

五、輔助控製裝置

輔助控（kòng）製裝置的主要（yào）作用（yòng）是接（jiē）收（shōu）數控裝置輸出（chū）的開關量指令信號（hào），經過編譯、邏輯判別和運動，再經（jīng）功率放大後驅動相應（yīng）的電器，帶動機床的機械（xiè）、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規定的開關量動作。這些控製包括主軸（zhóu）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、潤滑裝置的啟動停止，工件和（hé）機（jī）床部件的鬆（sōng）開、夾緊，分度工作台轉位（wèi）分度等開關輔助動作。

由於可（kě）編程邏輯（jí）控製器（PLC）具（jù）有響應快，性能（néng）可靠（kào），易於使用、編（biān）程和修改程序並可（kě）直接啟（qǐ）動（dòng）機床開關等特（tè）點，現已廣（guǎng）泛用作數控機（jī）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、液壓氣動係統、潤滑係統、冷卻裝置等（děng）組成。但（dàn）數控機床在整體布局、外觀造型、傳動係統、刀具係（xì）統的結構以及操作機構等方麵都已發生（shēng）了很大的（de）變化。這種變化的目的是為了滿足數（shù）控機床的要求和充分發揮數控（kòng）機床的特點。