數控機床的組成和工作原理
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摘要：
數控機床由編程和程序載體、輸入設備、數控設備、伺服驅動和位置檢測、輔助控制設備和機床本體等部分組成。數控機床基本結構1、編程和程序載體數控程序是數控機床自動加工零件的工作指令。在工藝分析的基礎上，確定了零件坐標系在機床坐標系中的相對位置，即零件在機床上的安裝位置。刀具相對運動的尺寸參數;零件加工的工藝路線、切削加工的工藝參數及輔助設備的作用。在獲取零件的運動、尺寸、工藝參數等所有加工信息后，使用由文字、數字、符號組成的數控代碼，按照規定的方法和格式編制零件加工的數控程序清單。編程可以手工完成;對于復雜零件，應在專用編程機或通用計算機上進行自動編程(APT)或CAD/CAM設計。
編程的nc程序存儲在易于進入nc設備的存儲載體上。它可以穿孔紙帶，磁帶和磁盤等。
輸入設備的功能是在程序載體(信息載體)上傳輸nc代碼并將其存儲在nc系統中。根據控制存儲介質的不同，輸入設備可以是光電閱讀器、磁帶錄音機、軟盤驅動器等。數控機床加工程序也可以通過鍵盤直接輸入到數控系統中。數控加工程序也可通過編程計算機RS232C或網絡通信傳輸到數控系統。處理程序部分的輸入過程有兩種不同的方式:一種是在在處理(數控系統的內存很小),另一個是閱讀部分處理程序的內部存儲數控設備一次,然后從內部存儲的過程中處理段的段落。
數控裝置是數控機床的核心。數控設備的內存或接受輸入設備發送一個或幾個部分的數控加工程序,通過邏輯電路和軟件系統的數控設備編譯后,計算和邏輯處理,輸出各種控制信息和指令,控制機床部件,使其有序運動和行動。
零件的輪廓通常由直線、圓弧或其他非圓弧組成。在加工過程中，刀具必須根據零件的形狀和尺寸的要求，即根據圖案軌跡移動。但輸入零件加工程序僅僅是開始和結束的每一行軌跡坐標數據,如不能滿足要求,因此必須進行軌跡插補,這是開始和結束的“秘密”坐標數據點之間的線段,和一系列中間點的坐標,和相應的輸出脈沖信號,協調和控制各軸的進給運動(也就是說,致動器),進料位移方向及進給速度等。
驅動裝置和位置檢測裝置驅動裝置接受來自nc設備的指令信息。功率放大后，嚴格按照指令信息要求驅動機床的運動部件，對符合設計要求的部件進行加工。因此，其伺服精度和動態響應性能是影響數控機床加工精度、表面質量和生產率的重要因素之一。驅動裝置由控制器(包括功率放大器)和執行機構兩部分組成。目前以直流或交流伺服電機作為執行機構。
位置檢測裝置檢測數控機床各坐標軸的實際位移。將反饋系統輸入機床的數控裝置后，數控裝置將反饋所返回的實際位移值與設定值進行比較，并根據指令的設定值控制驅動裝置移動。
輔助控制裝置的主要功能是接收數控裝置輸出的開關音量指令信號。輔助控制裝置經過編譯、邏輯判斷和運動后，在功率放大后驅動相應的電器，驅動機床的機械、液壓、氣動等輔助裝置完成指令規定的開關量動作。這些控制包括主軸運動部件的變速、換向和啟動和停止指令、刀具選擇和開關指令、冷卻和潤滑裝置的啟動和停止、工件和機床部件的釋放、夾具和分度等輔助動作。
可編程邏輯控制器(PLC)具有響應速度快、性能可靠、使用方便、編程修改方便、可直接啟動機床開關等特點，被廣泛用于數控機床的輔助控制裝置。
數控機床的機床本體與傳統機床相似，包括主軸驅動、進給驅動、床身、工作臺、輔助運動裝置、液壓氣動系統、潤滑系統和冷卻裝置。但是，數控機床在總體布局、外觀造型、傳動系統、工具系統結構、操作機構等方面都發生了很大的變化。這一變化的目的是滿足數控機床的要求，充分發揮數控機床的特點。
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