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、輸入裝置、數控裝置（zhì）（CNC）、伺服驅動及位置檢測、輔助控製（zhì）裝置、機床本體等幾部分組成。

一、程序編（biān）製及程序載體

數控程序是數控機床自動加工零（líng）件的工作指令（lìng）。在對加工零件進行工藝分析（xī）的基（jī）礎上，確定零件坐（zuò）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；刀具與零件相對運動的（de）尺寸參（cān）數；零件加工的工藝路線（xiàn）、切削加工的工藝參數以及（jí）輔助裝置的動作等。得到零件的所有運（yùn）動、尺寸、工藝參數等加工信息後，用由文字（zì）、數字和符號（hào）組成的標準數控代碼，按規定的方法（fǎ）和格式，編製零件加工的數控程序單。編製程序（xù）的工作（zuò）可由人工進行；對於形狀複雜的零件，則要在專用（yòng）的編程機或（huò）通用計算機上進（jìn）行自（zì）動編程（chéng）（APT）或CAD/CAM設計。

編好的數控程序，存放在便於輸入到數控裝（zhuāng）置的（de）一種存儲（chǔ）載體上，它可（kě）以是穿孔（kǒng）紙帶、磁帶和磁盤（pán）等，采用哪一種存儲載體，取決於數控裝（zhuāng）置的設計類型。

二、輸入裝置

輸入裝置（zhì）的作用是將程序載體（信息載（zǎi）體（tǐ））上的數控（kòng）代碼傳遞並存入數控係統（tǒng）內。根據控製存儲介質的不同，輸入裝置可以（yǐ）是光電閱讀機、磁帶機或軟盤驅動器等。數控機床加工程（chéng）序也可通過鍵盤用手工方式直接輸入數控係統；數控（kòng）加工程序還可由編程計算機用RS232C或采（cǎi）用（yòng）網絡通信方式傳送到數控係（xì）統中。

零件加工程序（xù）輸（shū）入過（guò）程有兩種不同的方式：一種是邊讀（dú）入邊加工（數控係（xì）統內存較（jiào）小時），另一種是一次將零件加工程序全部讀入數控裝置內（nèi）部（bù）的存儲器，加工時再從內部存（cún）儲器中逐段逐段調出進行加工（gōng）。

三、數控裝置（zhì）

數（shù）控裝置是數控機床的核心。數控裝置從內（nèi）部存（cún）儲（chǔ）器中取出或接（jiē）受輸入裝置送來的一（yī）段或幾段數（shù）控加工程序（xù），經過數控裝（zhuāng）置的邏輯電路（lù）或係統軟件進行編譯、運算和邏輯處理後，輸出各種控製信息和指令，控製機（jī）床各部（bù）分的（de）工作，使其（qí）進行規定的有序運動和動作。

零件的輪廓（kuò）圖形往往由直線（xiàn）、圓（yuán）弧或其他非圓弧曲線組成，刀（dāo）具在加工（gōng）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。但輸入的零件加工程序隻能（néng）是各線段軌跡的起點和終點（diǎn）坐標值（zhí）等數（shù）據，不能滿足要求，因此要進行軌跡插補，也就是在線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（biāo）值，並向相應坐標輸出脈衝信號，控製各坐標軸（即進給運動的（de）各執行（háng）元件）的進給速度、進給方向和進給（gěi）位移量等（děng）。

四（sì）、驅動裝置和位（wèi）置檢測裝置

驅動裝置接（jiē）受來自數控裝置（zhì）的指令信息，經功率放大後（hòu），嚴格（gé）按照指（zhǐ）令（lìng）信息的要求驅動機床移動部件，以加工出符合圖樣要（yào）求的零件。因此，它的伺服精度和動態響應性能是影響數控機（jī）床加（jiā）工精度、表麵質（zhì）量和生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（zhí）行機構兩（liǎng）大部分。目前大都采用直流或交流伺服電動機作為執（zhí）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（cè）出來，經反饋係統輸入（rù）到機床的數（shù）控（kòng）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行比較，控製驅（qū）動裝置按照指令設定值運動（dòng）。

五（wǔ）、輔助控製裝置

輔（fǔ）助控製裝置的（de）主要作用是接收數控裝置輸（shū）出的開關量指令信號，經過編譯（yì）、邏（luó）輯判別和運動，再經功率放（fàng）大後驅動相應的電器，帶動機（jī）床的機械、液壓、氣（qì）動等輔助裝置完成指令規定的開關量（liàng）動作。這些控製（zhì）包括主軸運（yùn）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（zhǐ），工件（jiàn）和（hé）機床部件的鬆開、夾緊，分度工作台轉位分度等開關輔助動作。

由於可編程（chéng）邏輯控製器（PLC）具有響應快，性能可（kě）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

數控機床的機床本體與傳統機床相似，由主軸傳動（dòng）裝置（zhì）、進給傳動裝置、床身、工作（zuò）台以及輔助運動裝置、液壓氣動係統、潤滑係統、冷卻裝置等組成。但（dàn）數控機床在整（zhěng）體布局、外觀造型、傳動係統（tǒng）、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（biàn）化。這種變化的目的是為了滿足數控機床的要（yào）求和充分發揮數（shù）控機床（chuáng）的特點。