数控机床的组成和工作（zuò）原理

数控机床由程序编制及程序载体、输入装置（zhì）、数控装（zhuāng）置（CNC）、伺服驱（qū）动及位置检测、辅助控制装置、机（jī）床本体等几部分组成。

一、程序（xù）编制及程序载体

数控程序是（shì）数控机床自动加工零（líng）件的工作指令。在对加工零（líng）件进行（háng）工艺分析的基础上，确定零件坐标系在（zài）机床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的安装位置；刀具与零件相对运动的尺寸参数；零件加工的工艺路线、切削（xuē）加工的工艺参数（shù）以及辅助装置（zhì）的动作等。得（dé）到零件的所有运动、尺寸、工艺参数（shù）等加工信息后，用由文字、数（shù）字和符号组成（chéng）的（de）标（biāo）准数控代码，按（àn）规定的方法和格式（shì），编制零件加工的数（shù）控程序单。编制程序的工作可由（yóu）人工（gōng）进行；对于（yú）形（xíng）状复杂的零件，则要在专用的编程机或通（tōng）用计算机上进行自动编程（APT）或CAD/CAM设（shè）计。

编好的数控程序，存放在便于输（shū）入到数控装置的一（yī）种存储载体（tǐ）上，它可以是穿孔纸带、磁带和磁盘等，采用哪一（yī）种存（cún）储载体，取（qǔ）决于（yú）数控装（zhuāng）置的设计类型（xíng）。

二、输入（rù）装置

输入装置的作用是将（jiāng）程序载体（信息载体）上的数控代码传递并存入数控系统内。根据控制存储介质的不（bú）同，输入装置可以是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。数控机床加工程序也可通过键盘用手工（gōng）方式直接输入数（shù）控系统；数控加工程序还可（kě）由编程计算机用（yòng）RS232C或采用网络通信方式传送（sòng）到数（shù）控系统中。

零件加工程（chéng）序输入过程有两种不同的方（fāng）式：一种是边读入边加工（gōng）（数控系统内（nèi）存较小时），另一（yī）种是一次（cì）将零件加工程序（xù）全部读入（rù）数控装置内部的存储器，加工时再从内部存储器中（zhōng）逐段（duàn）逐段调出进行加工。

三、数控装置

数控（kòng）装（zhuāng）置是数控机床的核（hé）心。数（shù）控装置从内部存储器中取出或接受输入装（zhuāng）置送来的一段或几段数控加工程序，经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运（yùn）算和逻辑处理后，输出各种控制信息（xī）和指令，控制机床各部分的工作，使其进行规定的有序运动和动作。

零件的轮廓图形（xíng）往往由直线、圆弧或其他非圆弧曲线组成，刀具在加工过程中（zhōng）必须按零件形（xíng）状和尺寸的要求（qiú）进行运（yùn）动，即按图（tú）形轨迹移（yí）动。但输入的零件加工程（chéng）序只能是各线段轨迹的起点和终（zhōng）点（diǎn）坐标值等数据，不能满足要（yào）求，因此要进行轨（guǐ）迹插补，也就是在线段（duàn）的起点和终点坐标（biāo）值之间进行“数据（jù）点的密化”，求出一（yī）系列（liè）中间点的坐标值（zhí），并向（xiàng）相应坐（zuò）标输出脉冲信号，控制各坐标轴（即进给运动的（de）各执行元件）的进给（gěi）速度、进给方（fāng）向和进给位移量等。

四、驱动装置和位（wèi）置检测装置

驱动装置接受来自（zì）数控装置的指令信息，经功率放大后，严格按照指令信息的要求（qiú）驱动机床（chuáng）移动部件，以加工出符合图样（yàng）要求的零件。因此，它的伺服精度和动态响应性能是影响数控机床加工精度、表面质量和生产（chǎn）率的重要因素之一。驱动装置（zhì）包（bāo）括（kuò）控制器（含功率放大器）和执行机（jī）构（gòu）两大部分。目前大都采（cǎi）用直流或交流伺服电动（dòng）机（jī）作为执行机构。

位（wèi）置检测装置（zhì）将数控机（jī）床各坐标轴的实际位移量检测出来，经反馈系统（tǒng）输入到机床的数控装置之后，数控装置将反馈回（huí）来的实际位移量（liàng）值与设定值进行比较（jiào），控制驱动装置按照指（zhǐ）令设定值（zhí）运动。

五（wǔ）、辅助控制装置

辅助控制（zhì）装置的主要作用是接收（shōu）数控装置输出的开关量指令信号，经（jīng）过编译、逻辑判别和运动，再经功率（lǜ）放大后驱动相应的电器，带动机床的机械、液压、气动等辅助装置完成指令规（guī）定的开关量动作。这些（xiē）控制包括主轴运动部件的变速、换向和启停指令，刀具的选择和交换指令，冷（lěng）却、润滑装置的（de）启动停止（zhǐ），工件和机床部件的松开、夹紧，分度工作台转位分度等开关辅助动作。

由（yóu）于可编程逻辑控制器（PLC）具有响应快，性能可（kě）靠，易于使用、编（biān）程和修改程序并可直（zhí）接启动机床开关（guān）等特点，现已广泛（fàn）用作数控机床的辅助（zhù）控制装置。

六、机床（chuáng）本体

数控机（jī）床的机床本（běn）体与传统机床相似，由主（zhǔ）轴传动（dòng）装置、进给传（chuán）动装置、床身、工作台以及（jí）辅助运（yùn）动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数控机床在（zài）整体布局、外观造型、传动系统（tǒng）、刀具系统的结构以及（jí）操作机构等方面都已发生了很大的变化。这种变（biàn）化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床的特点。