​數控機床（chuáng）的（de）基本組成及工作原理你都了解嗎

數控機床是數字控（kòng）製機床的簡稱，是一種裝有程序控製係統（tǒng）的自動化機床。該控（kòng）製係統能夠邏（luó）輯地處理具有控製編碼或其他符（fú）號指令規定（dìng）的程序，並將其（qí）譯（yì）碼，用代碼化的數（shù）字表示，通過信息載體輸入數控裝置。經運算處理由數控裝置發出各種控（kòng）製信號，控製機床的動（dòng）作，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動地將零件加工出來。鈦數控機床較好地解決了（le）複雜、精（jīng）密、小批量、多品種的零件加工問題，是一種柔性的、高效能的自動化機床，代表了現代機床控製技術的發展方向，是一種典型（xíng）的機電一體化產品。

數控機床一般由數控（kòng）係統、包含伺服電（diàn）動機和（hé）檢測反（fǎn）饋裝置的伺服係（xì）統、主傳動係統（tǒng）、強電控製櫃、機床本體和各類輔助裝簧組成。加上（shàng）虛線部分即（jí）可表示數控加工的（de）基本工作（zuò）過（guò）程。對具體備類不（bú）同功能的數控機床，其組成部分略有不同。

一（yī）、數控係統

它是機床實現自動加工（gōng）的核心。主要有操作係統、主（zhǔ）控製係統、可編程控製器、各類輸出接口等組成。其中操（cāo）作係統由顯示器和操縱鍵盤組成，顯示（shì）器（qì）有數碼管、CRT、液晶（jīng）等多種形式。主控製係統與計算機主板有所類同，主要由CPU、存儲器、控製器等部分組成。數控係統所控製的是一般對象的（de）位（wèi）置、角度（dù）、速度等機（jī）械量，以及溫（wēn）度、壓力、流量等物理量。

其控製方式又（yòu）可分為數據運算處理控製和時序邏輯控製兩大類，其中主控製器內的（de）插補運算（suàn）模塊就是根據所讀入的零（líng）件程序，通過譯碼、編譯等信息處理後（hòu），進行相應的刀軌跡插樸運算，並通過（guò）與（yǔ）各（gè）坐標伺服係統的位置、速度反（fǎn）饋信號比較，從而控製機床各個坐標軸的位移；而時序（xù）邏（luó）輯控製通常（cháng）主要由可編程式控（kòng）製器PLC來完成，它（tā）根（gēn）據機床（chuáng）加工過程中的（de）各個動作要求（qiú）進行協調，按各檢測信號進行邏輯判別，從而控製機床各個（gè）部件有條不紊地按序工作。

二、伺服係統

它是數（shù）控係統與機床本體之間的電傳動聯係環節。主要由伺服電動機、驅動（dòng）控製係統及位置檢測反饋裝置等組（zǔ）成。伺服電動（dòng）機是係統（tǒng）的執行元件，驅動（dòng）控製係統則是伺服電動機的動力源。數控係（xì）統發生的（de）指令信號與位置檢測反饋信號比較後作為位（wèi）移指令，再（zài）經驅動控製係統功串放大（dà）後，驅動電動機運轉（zhuǎn），從而通過機械傳動裝置拖動工作台或刀架運動。

伺服（fú）係統是數控機床的重要組成部分，用於實現數控機床的進給伺服控（kòng）製（zhì）和主軸伺服控製（zhì）。伺服係統的作用是把接（jiē）受（shòu）來自數控裝置的指令信息，經功率放大、整形處理（lǐ）後，轉換（huàn）成機床（chuáng）執行（háng）部件（jiàn）的直線位移或角位移運動。由於伺服係（xì）統是數控機床的最後環節，其性能將直接影響數控機床的精度和速度等技術指標，因此，對數控（kòng）機床的伺服驅動裝置，要求具有良好的快速反應性能，準確而靈敏地跟蹤數控裝置發出的數字指令信號，並能忠實地（dì）執行來（lái）自數控裝置的指令，提高係統的動態跟隨特性和靜態跟蹤精度。

伺服係統包括驅動裝置和執行機構兩大部分。驅動裝置由主軸（zhóu）驅動單元、進給驅動單元和主（zhǔ）軸伺服電動機、進給伺服電動（dòng）機組（zǔ）成。步（bù）進電動（dòng）機、直流伺服電動（dòng）機和交流伺服電動（dòng）機是常用的驅動裝置。

測量元（yuán）件將數控機床（chuáng）各坐標軸的實際位移值檢測出來並經反饋係統輸入到機床的數控裝（zhuāng）置中，數控裝置對反饋回來的實際（jì）位移值與指令值進行比較，並向伺服係統輸（shū）出達到設（shè）定值（zhí）所需的位移量指令。

三、加工程序載體

數控機床工作時，不需要工人直接去操作機床（chuáng），要（yào）對數控（kòng）機床進（jìn）行控製，必須編製加工程（chéng）序。零件加工程序中，包括機床上刀具和工件的相對運動軌（guǐ）跡、工藝參數（進給量（liàng）主軸（zhóu）轉速等（děng））和輔助運動等。將零件加工程序用（yòng）一定的格式和代碼，存儲在一種程序載體上，如穿孔紙帶、盒式磁帶、軟磁盤等，通過數（shù）控機床的輸（shū）入裝置，將程序信息（xī）輸入到CNC單元。

四、數控裝（zhuāng）置

數控裝置是數控機床的核（hé）心。現代數控（kòng）裝置均采用CNC（Computer Numerical Control）形式，這種CNC裝置一般使用多個微處理器，以程序化的軟件（jiàn）形式實現數控功能，因此又稱軟件數控（Software NC）。CNC係統是一種位置控製係統，它是（shì）根據輸（shū）入（rù）數據插（chā）補出理想的運動軌跡，然後輸出到執行部件加工出所（suǒ）需要的零件。因此（cǐ），數控裝置主要由輸入、處理和輸出三個基本部分構成。而所有這些（xiē）工作都由（yóu）計算機的係統程序進行合理地組織，使整個係統協調（diào）地進行工作。

1、輸入裝置：將數控指令輸入給數控裝置，根據程序載體的不同，相應（yīng）有不同的輸入裝置。主要有鍵盤輸入、磁盤輸入、CAD/CAM係統（tǒng）直接通（tōng）信方式輸入和連（lián）接上級計算機（jī）的DNC（直（zhí）接數控）輸入，現仍有不少係統還（hái）保留有光電閱讀機的紙帶（dài）輸入形式。

（1）紙帶輸入方式。可用紙（zhǐ）帶光電閱讀機讀入零件程序，直接控製機床運動，也可以將紙帶內容讀入存儲器，用存儲器中儲存的零件程序控製機（jī）床運動。

（2）MDI手動數據輸入方式。操作者可利用操作麵板上（shàng）的（de）鍵盤輸入加工程（chéng）序（xù）的指令，它（tā）適用於比較短的程序。

在控製裝置編輯狀態（EDIT）下，用軟件輸入加工程序，並存入控製裝置（zhì）的存儲器中，這種輸入方法可重複使用程序。一般手工編程均采用這種方法。

在具有會話編程功能的數控裝置上，可按照顯示器上提示的問題，選擇不同的菜單（dān），用人機對話的（de）方法，輸入有關的尺寸數（shù）字，就可自動（dòng）生成（chéng）加工（gōng）程序。

（3）采（cǎi）用（yòng）DNC直接數控輸入方式。把零件程序保（bǎo）存在上級計算機（jī）中，CNC係統一邊加（jiā）工一邊接收來自計算機的後續程序段。DNC方式多用於采用CAD/CAM軟件（jiàn）設（shè）計的複雜工件並直（zhí）接生成零件程序的情況。

2、信（xìn）息處理：輸入裝置將加工信息傳給CNC單元，編譯成計算機能識別的信息，由信息（xī）處理部分按照控製程序的規定，逐（zhú）步存儲並進行處理後，通過輸出單元發出位置和（hé）速度指（zhǐ）令給伺服係統和主運動控（kòng）製部（bù）分。CNC係統的（de）輸入數據包括：零件的輪廓信息（xī）（起點、終點、直線、圓弧（hú）等）、加工速度（dù）及其他輔助加工信息（如（rú）換刀、變速、冷卻液開關等（děng）），數據處理的目的是完成插補運算前的準備工作。數（shù）據處理程序還包括刀具半徑補（bǔ）償、速度計（jì）算及輔（fǔ）助功能的處理等。

3、輸（shū）出裝置：輸出裝置與伺服機構相聯。輸（shū）出裝置根據控製器的命令接受（shòu）運算器的輸出脈衝，並把它送到各坐標的伺服控製（zhì）係統，經過功率放大（dà），驅動伺服係統，從而控製（zhì）機床按規定要求運（yùn）動。

五、主傳動係統

它是機床切削（xuē）加工時傳遞轉矩的主要部件之（zhī）一。一般分為齒輪有級變速和電（diàn）氣無級調速兩種類型，較高檔的數控機床都要求實現（xiàn）無級調速來滿足各種加工工（gōng）藝的（de）要求（qiú），它主要由主軸驅動控製係統、主軸電動機以及主軸機械傳動機構等組成（chéng）。

六（liù）、強電控製（zhì）櫃

它（tā）主要用來安裝機床強電控製的各種電氣（qì）元器（qì）件，除了提供數控、伺服等類弱電（diàn）控製係統的輸入電源，以及各種短路、過載（zǎi）、欠壓等電氣保護外，主要在可編程控製器（qì）PLC的輸出接口與機床各類輔（fǔ）助裝置的電氣執行元器（qì）件之間起橋梁聯結作用，即控製機床輔助裝置的各（gè）種交流電動機（jī）、液壓係統電磁閥或（huò）電（diàn）磁離合器等，主要起到擴展接點散和擴大觸點容量等作（zuò）用。

另外，它也與機（jī）床操作台的有關手控按鈕連接。強電控製櫃由各種中間繼電器、接（jiē）觸器、變壓器（qì）、電源開關、接線端子和各類電氣保護元（yuán）器件等構成（chéng）。它與一般的普（pǔ）通機床電氣類似，但為了提高（gāo）對弱電控製係統的抗幹擾性（xìng），要求各類頻繁啟動或切換的電動機、接（jiē）觸器（qì）等電磁感應器件均必須（xū）並接RC阻容吸收器，對各種（zhǒng）檢測（cè）信號的輸入均要求用屏蔽電纜連接。

七、輔（fǔ）助裝置

它主要包括ATC刀自動交換機構、APC工件自動變換（huàn）機構、工（gōng）件夾（jiá）緊放鬆機構、回轉工作台、液壓控製係統、潤滑裝置、過載與（yǔ）限位保護功能等（děng）部分。機床加工功能與興型不同，所包含的部分也不同。輔（fǔ）助裝置是保證充分發（fā）揮數（shù）控機（jī）床功能所必需的配套（tào）裝置，常用的輔助裝（zhuāng）置包括：氣（qì）動、液壓（yā）裝置，排屑（xiè）裝置，冷卻、潤滑裝置，回轉工作台和數控分度頭，防護，照（zhào）明等（děng）各種（zhǒng）輔助裝置。

八、機床本（běn）體

它指的是數控機床機械結構實體。它於傳統的普通機床相比較，同樣由主傳動機構、進給傳動機構、工作台、床身以（yǐ）及（jí）立（lì）柱等部分組成，但數控機床的整體布局、外觀造型、傳動機構、刀係統及操作機構（gòu）等方麵都發生了很大（dà）的變化。這種變化的目的是為了滿足數控技術的要求和充分發揮數控機床的特點。

機床主機是數控機床的主體。它包括床身、底座、立柱、橫梁、滑座、工作台、主軸箱、進（jìn）給機構、刀架及自（zì）動換刀（dāo）裝置等機械部件。鈦浩機械是以回（huí）轉頂尖、絲杠、軸加工、數控車床加工、刀柄刀杆、夾頭接杆為公司的主打產品，它（tā）是在數控機床上自動地完成各種切削加工的（de）機械部分。與傳統的（de）機床相比，數控機床主體具有如下結構特點：

1、采用具有高剛度、高（gāo）抗震性及較小熱變形的機床新結構。通常用提高結構係統的靜剛度、增加阻尼、調整結構件質量和固有頻率等（děng）方法來提高機（jī）床（chuáng）主機（jī）的剛度和抗震性，使機床主體能適應（yīng）數控機床連續（xù）自（zì）動地進行切削加工的需要。采取改（gǎi）善機床結構布局、減少發熱、控製溫升（shēng）及采用熱位（wèi）移補償等措施，可減少熱（rè）變形對機床主機的（de）影響。

2、廣泛采用高性能的（de）主軸伺服驅（qū）動和進給伺服驅動（dòng）裝置，使數控機床的傳動鏈縮短，簡化了機床機械（xiè）傳動係統的結構。

3、采（cǎi）用高傳（chuán）動效率、高精度、無間（jiān）隙的傳動裝置和運動部件，如滾珠絲杠螺母副（fù）、塑料滑動導軌、直線滾動導軌、靜（jìng）壓導軌等。