数控机床的组成及工作原理

（1）数控机床的组成，数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统和机床成本体组成。图7-1的实线所示为开环控制的数控机床框图。

为了提高机床的加工精度，在上述系统中加入一个测量装置（图7-1中的虚线部分）就构成了闭环控制系统。

1） 控制介质，在数控机床上加工时，要把加工零件所需的全部动作及刀具相对于工件的位置等内容，用数控装置所能接受的数字和文字代码来表示，并把这些代码储存在控制介质上。控制介质可以是穿孔带，也可以是穿孔卡、磁带、磁盘或其他可以储存代码的载体。至于采用那种，则取决于数控装置的类型。

2） 数控装置，数控装置是数控机床的中枢、在普通数控机床中一般由输入装置、存储器、控制器、运算器和输出装置组成。数控装置接受输入介质的信息，并将其代码加以识别，储存、运算，输出相应的指令脉冲以驱动伺服系统，进而控制机床动作。在计算机数控机床中，数控装置的作用由一台计算机来完成。

3） 伺服系统，伺服系统的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换为机床移动部件的运动，使工作台精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出符号图样要求的零件。因为伺服系统的性能是决定数控机床的加工精度、表面质量和生产率的主要因素之一。常用的脉冲当量为0.01m/脉中、0.005mm/脉冲及0.001mm/脉冲，常用的伺服驱动元件有功率步进电动机、电液脉冲马达、直流伺服电动机和交流伺服电动机等。

4）机床，数控机床由于切削用量大，加工过程自动控制，所以其设计要求比通用机床更严格、制造要求更精密。设计机床时，采用了许多新的加强刚性、减少热变形，提高精度等方面的措施，使得数控机床的外部造型、整体布局、传动系统以及刀具系统等方面都已发生了很大的变化。

（2） 数控机床的工作原理。数控机床和加工中心的工作原理见图7-2，根据零件图样，制订工艺方案，编制零件的加工程序，把零件所需的机床各种动作及全部工艺参数变成机床数控装置能接受的信息代码。并把这些代码存储在信息载已上（穿孔带、磁盘等），将信息载体送到输入装置，读出信息并送入数控装置。另一种方法是利用计算机和加工中心的接口直接进行通信输入。

  进入数控装置的信息，经过一系列处理和运算转变成脉冲信号。有的信号送到机床的伺服系统，通过伺服机构对其进行转换和放大，在经过传动机构，驱动机床有关部件，使刀具和工件严格执行零件程序的相应运动。还有的信号送到可编程序控制器中，用以顺序控制机床的其他辅助动作，实现刀具的自动更换。