數控機（jī）床的組成和工作原理

數控機床由程序編製及程序載體、輸入裝置（zhì）、數控裝置（CNC）、伺（sì）服驅動及位置檢測、輔助控製裝置、機床本體等幾部分組（zǔ）成。

一、程序編製及程序載（zǎi）體

數控（kòng）程序是數（shù）控機床自動加工零件的工作指令。在對加工零件（jiàn）進行（háng）工藝分析（xī）的基礎上，確定零件坐標係在機床坐標係上的相對位置，即零件在機床上的安裝位置（zhì）；刀具與零件相對運動的尺寸（cùn）參數；零（líng）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。得到零件的所有運（yùn）動（dòng）、尺寸、工藝參數等（děng）加工信息（xī）後（hòu），用（yòng）由文字、數字和符號組成的標準數控（kòng）代（dài）碼，按規定的方法和格式，編製零件加工的數控程序單。編製程序的（de）工作可由人工進行；對於形狀複雜的零件，則要在專用的編程機或通（tōng）用計算機上進行自動編程（APT）或CAD/CAM設計。

編好的數控程序，存（cún）放在便於輸入到（dào）數控裝置的一種存儲載體上，它可以是（shì）穿孔紙帶、磁帶和磁盤（pán）等，采用哪一種存儲載體，取決於（yú）數控（kòng）裝置的設計類型。

二（èr）、輸入裝置

輸入裝置（zhì）的作（zuò）用是將（jiāng）程序載體（信息載體）上的數（shù）控代碼傳（chuán）遞並存入數控係統內。根據控製存儲介質的不同，輸入裝置可以（yǐ）是光電（diàn）閱讀機、磁帶機或軟盤驅動器等。數（shù）控（kòng）機床加工程序也可通過鍵盤用（yòng）手工方式直接輸入數控係統；數控加工（gōng）程序還可（kě）由編程計算機（jī）用RS232C或采用網絡通信（xìn）方（fāng）式傳送到（dào）數控係（xì）統中。

零件加工程序輸入過程有兩種不同的方式：一（yī）種是（shì）邊（biān）讀入邊加工（數控係統內（nèi）存較小時），另一種是一次將零件加工程序全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行（háng）加工。

三、數控裝置

數控裝置是數控機床的核心。數控裝置從內部存儲（chǔ）器中取出或接受（shòu）輸入裝置送來的一段或（huò）幾段數（shù）控加工程序，經過數控裝（zhuāng）置的邏輯電路（lù）或（huò）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（zhǐ）令，控製機床各部分（fèn）的工作，使其進行規定的有序運動和動作。

零件的輪廓圖（tú）形往往由直（zhí）線（xiàn）、圓（yuán）弧或（huò）其他非圓弧曲線組成，刀（dāo）具在加工過程（chéng）中必須按零件形狀和尺寸的要求進（jìn）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（diǎn）和終點坐（zuò）標值（zhí）等數據，不能滿足要（yào）求，因此要進行軌跡插補，也就是在線段的起點（diǎn）和終點坐（zuò）標值之間進行“數據點的密化”，求出一係列中（zhōng）間點的坐標值，並向（xiàng）相應坐標輸出脈衝信號，控製各坐（zuò）標（biāo）軸（即進給運（yùn）動的各執行元件）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（cè）裝置

驅動裝置接受來自數控裝置的指令信息，經（jīng）功率放大後（hòu），嚴格按照（zhào）指令信息的要（yào）求驅動機床移動部件（jiàn），以加工出符（fú）合圖樣要求的零件。因（yīn）此，它的（de）伺服精度和動態響（xiǎng）應性能（néng）是影響（xiǎng）數控機床加工精度、表麵質量和生產（chǎn）率的重要因素之一。驅動裝置包括控製（zhì）器（含功率放大（dà）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（jī）作為執行機（jī）構（gòu）。

位置檢測（cè）裝（zhuāng）置將數控機床各坐標（biāo）軸的實際位（wèi）移量檢測出來，經反（fǎn）饋係統輸（shū）入到機床（chuáng）的數控裝置之後，數控裝置將反饋回來的實際位移量值與設定值進（jìn）行比較，控製驅（qū）動裝置按（àn）照指令（lìng）設定值運動。

五、輔助（zhù）控製裝置

輔助控製（zhì）裝（zhuāng）置的主（zhǔ）要作用是接收數控裝置輸出的開關量指令（lìng）信號，經過編譯、邏（luó）輯判別和運動，再經功率放大後驅動相應（yīng）的電器，帶動機床的機（jī）械、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規定的開關量動（dòng）作（zuò）。這（zhè）些控（kòng）製包括主（zhǔ）軸運動部件（jiàn）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（de）啟動停止，工件和（hé）機床部件的（de）鬆開、夾緊，分度工作台轉位分度等開關輔助（zhù）動作。

由（yóu）於可編程邏輯控製器（PLC）具（jù）有響（xiǎng）應（yīng）快，性能可（kě）靠，易於（yú）使用、編程和修改（gǎi）程序並可直接啟動機床開關等（děng）特點，現已廣泛用作數控機（jī）床（chuáng）的輔助控製裝置。

六、機床本（běn）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（gěi）傳動裝置、床身、工作台以及輔助運動裝置、液壓氣動係統、潤滑係統（tǒng）、冷卻裝置等組成。但數控機床（chuáng）在整體布（bù）局、外觀造型、傳動係統、刀具係統的結構以及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（jī）床的特點。