​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（CNC）、伺服驅動及位置檢測、輔助控製裝置、機床（chuáng）本體等幾部分組成。

一、程序編製及程序載體

數（shù）控程序是數控機床自動加工零件的工作指令。在對加工（gōng）零件進行工藝分析的基礎上（shàng），確定零件坐標係在機床坐標係上的相對位（wèi）置，即（jí）零件在機床上的安裝位置；刀具與零件（jiàn）相對（duì）運動的尺（chǐ）寸參數；零件加工（gōng）的工藝路線、切削（xuē）加工的（de）工藝參數以及輔助裝置的動作等。得到零件的所有運動、尺寸、工藝參數等加工（gōng）信息後，用由文字、數字和符（fú）號組（zǔ）成的標準數（shù）控代碼（mǎ），按規定（dìng）的方法和（hé）格式，編製零件加工的數控（kòng）程序單。編製程序的工作可（kě）由人工進行；對於形狀複（fù）雜的零件，則要在專用的編程機或通用計算機上進行（háng）自動編程（APT）或CAD/CAM設計。

編（biān）好的數控程序，存（cún）放在便於輸入到數控裝置的一種（zhǒng）存儲載體（tǐ）上（shàng），它可以是穿孔紙帶、磁帶和磁盤等，采用哪一種存儲載（zǎi）體，取決於數控裝置的設計類型。

二、輸入裝置（zhì）

輸入（rù）裝置的（de）作用是將程序載體（tǐ）（信息載體）上的數控代碼傳遞並存入數（shù）控係統內（nèi）。根據控製存儲介質的（de）不同，輸入（rù）裝置可（kě）以是（shì）光電閱讀機、磁（cí）帶機或軟盤（pán）驅動器等。數控機床加工程序也可通（tōng）過（guò）鍵盤用手工方式直（zhí）接輸入數控係統；數控加工程序還可由編程計算機用（yòng）RS232C或采用網絡通信方式傳送到數控係統中。

零件加工程序輸入過程有兩種不同的方式：一種是邊讀入（rù）邊加工（數控（kòng）係統內存較小時），另一種是一次將零件加工程（chéng）序全部讀入數控裝置內部的存儲（chǔ）器，加工時再從內部（bù）存儲器中逐段逐段調出進行加工。

三、數控裝置

數（shù）控裝置是數控機床的核心。數控裝置從（cóng）內（nèi）部存儲（chǔ）器中取出或接受輸入裝置送來（lái）的一段或幾段數控加（jiā）工（gōng）程序，經過（guò）數控裝置的邏輯電路或係統軟件進行編譯、運算和邏輯處理後，輸出各種控（kòng）製信息和指（zhǐ）令，控製機床各部分的（de）工作，使其進行規定的有序運動和動作。

零件的（de）輪廓圖形往（wǎng）往由直線、圓弧或（huò）其他（tā）非圓弧曲線組成，刀具（jù）在加工過程中（zhōng）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（líng）件加工（gōng）程序隻能是各線段軌跡的起（qǐ）點（diǎn）和終點坐標值等數（shù）據，不（bú）能滿足要求，因此（cǐ）要進行軌跡插補，也（yě）就是在線段的起點（diǎn）和終點坐標（biāo）值（zhí）之間進行“數據點的密化（huà）”，求出一係（xì）列中間點的坐標值，並向相應坐標輸（shū）出脈衝信號，控製各坐標軸（即進給運動的各執行元件）的進給速（sù）度、進給方向和進給位移量等（děng）。

四、驅動裝置和位置檢測裝置

驅動裝置接受來（lái）自數控（kòng）裝置的（de）指令信息，經功率放大後，嚴格按（àn）照指（zhǐ）令信息（xī）的要求驅動（dòng）機床移動部（bù）件，以加工出符合（hé）圖樣要求的零件。因（yīn）此，它的伺服精（jīng）度和動態響應性能是影響數控機床加工精度（dù）、表麵質量和生產率的重要因（yīn）素之一。驅動裝置包（bāo）括控製器（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（sì）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（de）實際位移量檢測出來，經反（fǎn）饋係統輸入到機（jī）床的數控裝置之後，數控裝置將反饋回來的（de）實際位移量值與設定值進行比較，控製驅動裝置按照指（zhǐ）令設定值運動。

五、輔助控製裝（zhuāng）置

輔助控製裝置的主（zhǔ）要作用是接收數控裝置（zhì）輸出的開關量指令信號，經過編譯、邏輯判別（bié）和（hé）運動，再經功率放大後驅動相應的電器，帶動機床的機械、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規定的開關量（liàng）動作。這些控製包括主軸運動部件的變速、換向和啟停指（zhǐ）令，刀具的選擇和交換指令，冷卻（què）、潤滑裝置的（de）啟動停止（zhǐ），工件和（hé）機床部件的鬆開、夾緊，分度工作台轉（zhuǎn）位分度等開關輔助動作。

由（yóu）於可編程邏輯控製（zhì）器（PLC）具（jù）有響應快，性能可靠，易於使用、編程和修改程序並可直接啟動機床開關等特點，現已（yǐ）廣泛用作數控機床的輔助控製裝置。

六、機床本體

數控機床的機床本體（tǐ）與傳統機床相似，由主軸傳動裝置、進給傳動（dòng）裝置、床身、工作台以及輔助運（yùn）動裝置、液壓氣動係統、潤滑係統、冷卻裝置等組成。但（dàn）數（shù）控機床在（zài）整體布局、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（biàn）化。這種（zhǒng）變化的目的是為了滿足數（shù）控機床的要求和充分發揮（huī）數控機床的特點。