数控机床的组成及原理解析

数控机床是典型的数控化设备，它一般由输入/输出设备、计算机数控装置、伺服系统（驱动控制装置和机床电器逻辑控制装置）、辅助控制装置和机床本体五部分组成，如图1-1所示。

图1-1 数控机床的组成

1.输入/输出设备

数控机床的所有动作都是严格按照外部输入的程序自动完成的。将用于记录数控机床上加工一个零件所必需的各种信息称为数控加工程序，包括零件加工的位置数据、工艺参数等，以控制机床的运动，实现零件的机械加工。常用的输入介质有穿孔带、穿孔卡、磁带、软盘、半导体存储器等各种可以记载二进制信息的媒介，并通过相应的输入装置将信息输入到数控系统中。数控机床也可采用操作面板上的按钮和键盘将加工信息直接输入，或通过串行口将计算机上编写的加工程序输入到数控系统。高级的数控系统可能还包含一套自动编程机或者CAD/CAM系统。由这些设备实现编制程序、输入程序、输入数据以及显示、模拟显示、存储和打印等功能。

输出装置则是用于对输入信息的观察及监控的。

2.计算机数控装置

计算机数控装置是数控机床的核心，它的功能是接受载体送来的加工信息，正确识别和解释，经计算和处理后去完成各种输入、输出任务。它由硬件和软件组成。硬件除计算机外，其外围设备主要包括光电阅读机、阴极射线管显示器（CRT）、键盘、面板、机床接口等。光电阅读机是输入系统程序和零件加工程序。CRT供显示和监控用。键盘用于输入操作命令及编辑、修改程序段，也可输入零件加工程序。操作面板可供操作人员改变操作方式、输入整定数据、起停加工等。机床接口是计算机和机床之间联系的桥梁，机床接口包括伺服驱动接口及机床输入/输出接口。

3.伺服系统（驱动控制装置）

它是数控系统的执行部分，位于数控装置与机床本体之间，包括驱动机构和机床移动部件，它接受数控装置发来的各种动作命令，驱动受控设备运动。伺服电动机可以是步进电动机、电液马达、直流伺服电动机或交流伺服电动机。(www.xing528.com)

4.辅助控制装置

辅助控制装置的主要作用是接收数控装置输出的辅助控制指令信号，通过编译、逻辑判别经输入/输出接口电路转换成强电信号，用于控制机床的机械、液压、气动等辅助装置完成指定动作，如主轴的启动、停止；主轴的无级调速；工作台的交换、定位、夹紧；冷却液的开/关。辅助控制装置用辅助控制指令来控制机床各开关量，使得机床在运行过程中形成一套完整或较为完整的逻辑工作状态。

5.机床本体

它是用于完成各种切削加工的机械部分，是在普通机床的基础上发展来的，但也做了很多改进和提高，它的主要特点是：

1）由于大多数数控机床采用了高性能的主轴及伺服传动系统，因此数控机床的机械传动结构得到了简化，传动链较短。

2）为了适应数控机床连续地自动化加工，数控机床机械结构具有较高的动态刚度、阻尼精度及耐磨性，热变形较小。

3）更多地采用高效传动部件，如滚珠丝杠副、直线滚动导轨等。

4）不少数控机床还采用了刀库和自动换刀装置以提高机床工作效率。