数控机床的概念和工作原理

数控机床是装备了程序控制系统的机床。程序控制系统又称为数控系统，该系统能逻辑地处理使用符号编码指令编制的程序。最初的数控系统是由数字逻辑电路构成的专用硬件数控系统（Numerical Control System）。随着计算机技术的发展，计算机数控系统（Computer Numerical Control，CNC）逐渐取代了硬件数控系统，可以处理硬件逻辑电路难以处理的复杂信息，使数控系统的性能得到了大幅提高。

数控机床的工作原理，就是将零件的几何尺寸、工艺参数和辅助过程编写成程序，然后输入计算机，经过计算机的处理、运算，将各坐标轴的分量输入到驱动电路，经过转换和放大，驱动伺服电动机，带动各轴运动，并对运动过程进行反馈控制，使各坐标轴方向的运动协调进行，从而完成零件的加工，如图1-1所示。

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图1-1 数控机床的工作原理

对数控机床的基本控制要求包括运动控制和逻辑控制两个方面。其中，运动控制主要包括位移、速度、加速度及其组合控制。例如：对各坐标轴的插补运动控制、对主轴的转速控制。逻辑控制分为简单逻辑输入、输出控制和组合逻辑控制。例如：对冷却泵电动机的起动、停止控制，对主轴电动机的正转、反转和停止控制，以及对机床参考点限位开关信号的检测等。各种机床的功能要求不同，联动轴数、运动控制和逻辑控制的复杂程度也会有所不同。