數(shù)字控制機(jī)床(Numerical Control Machine Tools)簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控機(jī)床，這是一種將數(shù)字計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床的控制技術(shù)。它把機(jī)械加工過(guò)程中的各種控制信息用代碼化的數(shù)字表示欧纬，通過(guò)信息載體輸入數(shù)控裝置。經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號(hào)铁蒋，控制機(jī)床的動(dòng)作祭啸，按圖紙要求的形狀和尺寸，自動(dòng)地將零件加工出來(lái)魏刘。數(shù)控機(jī)床較好地解決了復(fù)雜俐逛、精密、小批量绊含、多品種的零件加工問(wèn)題桑嘶，是一種柔性的、高效能的自動(dòng)化機(jī)床躬充，代表了現(xiàn)代機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展方向逃顶，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。

　　數(shù)控機(jī)床的組成

　　數(shù)控機(jī)床的基本組成包括加工程序載體充甚、數(shù)控裝置以政、伺服驅(qū)動(dòng)裝置、機(jī)床主體和其他輔助裝置。下面分別對(duì)各組成部分的基本工作原理進(jìn)行概要說(shuō)明妙蔗。

　　1．加工程序載體

　　數(shù)控機(jī)床工作時(shí)傲霸，不需要工人直接去操作機(jī)床，要對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行控制眉反，必須編制加工程序昙啄。零件加工程序中，包括機(jī)床上刀具和工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡寸五、工藝參數(shù)（進(jìn)給量主軸轉(zhuǎn)速等）和輔助運(yùn)動(dòng)等梳凛。將零件加工程序用一定的格式和代碼，存儲(chǔ)在一種程序載體上涉爆，如穿孔紙帶旷吱、盒式磁帶、軟磁盤(pán)等层阎，通過(guò)數(shù)控機(jī)床的輸入裝置舰范，將程序信息輸入到CNC單元。

　　2．?dāng)?shù)控裝置

　　數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心『涿郑現(xiàn)代數(shù)控裝置均采用CNC(Computer Numerical Control)形式冤兄，這種CNC裝置一般使用多個(gè)微處理器，以程序化的軟件形式實(shí)現(xiàn)數(shù)控功能杀铆，因此又稱(chēng)軟件數(shù)控(Software NC)沮汇。CNC系統(tǒng)是一種位置控制系統(tǒng)，它是根據(jù)輸入數(shù)據(jù)插補(bǔ)出理想的運(yùn)動(dòng)軌跡抚袁，然后輸出到執(zhí)行部件加工出所需要的零件嬉咐。因此，數(shù)控裝置主要由輸入多尺、處理和輸出三個(gè)基本部分構(gòu)成绕睹。而所有這些工作都由計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)程序進(jìn)行合理地組織，使整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)地進(jìn)行工作憨琳。

　〗氲觥（1）輸入裝置 將數(shù)控指令輸入給數(shù)控裝置，根據(jù)程序載體的不同栽渴，相應(yīng)有不同的輸入裝置尖坤。目前主要有鍵盤(pán)輸入稳懒、磁盤(pán)輸入闲擦、CAD/CAM系統(tǒng)直接通信方式輸入和連接上級(jí)計(jì)算機(jī)的DNC(直接數(shù)控)輸入，現(xiàn)仍有不少系統(tǒng)還保留有光電閱讀機(jī)的紙帶輸入形式场梆。

　　1）紙帶輸入方式墅冷。可用紙帶光電閱讀機(jī)讀入零件程序，直接控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)寞忿，也可以將紙帶內(nèi)容讀入存儲(chǔ)器驰唬，用存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存的零件程序控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)。

　　2）MDI手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入方式腔彰。操作者可利用操作面板上的鍵盤(pán)輸入加工程序的指令叫编，它適用于比較短的程序。

　　在控制裝置編輯狀態(tài)(EDIT)下侄俐，用軟件輸入加工程序那赘，并存入控制裝置的存儲(chǔ)器中，這種輸入方法可重復(fù)使用程序呆埃。一般手工編程均采用這種方法朦我。

　　在具有會(huì)話(huà)編程功能的數(shù)控裝置上，可按照顯示器上提示的問(wèn)題视片，選擇不同的菜單袜娇，用人機(jī)對(duì)話(huà)的方法，輸入有關(guān)的尺寸數(shù)字赢凫，就可自動(dòng)生成加工程序输跑。

　　3）采用DNC直接數(shù)控輸入方式。把零件程序保存在上級(jí)計(jì)算機(jī)中滚胎，CNC系統(tǒng)一邊加工一邊接收來(lái)自計(jì)算機(jī)的后續(xù)程序段肿讽。DNC方式多用于采用CAD/CAM軟件設(shè)計(jì)的復(fù)雜工件并直接生成零件程序的情況。

　√锊（2）信息處理 輸入裝置將加工信息傳給CNC單元找田，編譯成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的信息，由信息處理部分按照控制程序的規(guī)定着憨，逐步存儲(chǔ)并進(jìn)行處理后墩衙，通過(guò)輸出單元發(fā)出位置和速度指令給伺服系統(tǒng)和主運(yùn)動(dòng)控制部分。CNC系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)包括：零件的輪廓信息(起點(diǎn)甲抖、終點(diǎn)漆改、直線(xiàn)、圓弧等)准谚、加工速度及其他輔助加工信息(如換刀挫剑、變速、冷卻液開(kāi)關(guān)等) 柱衔，數(shù)據(jù)處理的目的是完成插補(bǔ)運(yùn)算前的準(zhǔn)備工作樊破。數(shù)據(jù)處理程序還包括刀具半徑補(bǔ)償、速度計(jì)算及輔助功能的處理等唆铐。

　≌芷荨（3）輸出裝置 輸出裝置與伺服機(jī)構(gòu)相聯(lián)奔滑。輸出裝置根據(jù)控制器的命令接受運(yùn)算器的輸出脈沖，并把它送到各坐標(biāo)的伺服控制系統(tǒng)顺少，經(jīng)過(guò)功率放大迈壤，驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)，從而控制機(jī)床按規(guī)定要求運(yùn)動(dòng)磕裂。

　　3．伺服系統(tǒng)和測(cè)量反饋系統(tǒng)

　　伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分趟雄，用于實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服控制和主軸伺服控制。伺服系統(tǒng)的作用是把接受來(lái)自數(shù)控裝置的指令信息印姑，經(jīng)功率放大掷锻、整形處理后，轉(zhuǎn)換成機(jī)床執(zhí)行部件的直線(xiàn)位移或角位移運(yùn)動(dòng)盗晨。由于伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的最后環(huán)節(jié)蔑来，其性能將直接影響數(shù)控機(jī)床的精度和速度等技術(shù)指標(biāo)，因此献鬼，對(duì)數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)裝置澈虱，要求具有良好的快速反應(yīng)性能，準(zhǔn)確而靈敏地跟蹤數(shù)控裝置發(fā)出的數(shù)字指令信號(hào)许夺，并能忠實(shí)地執(zhí)行來(lái)自數(shù)控裝置的指令表牲，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)跟隨特性和靜態(tài)跟蹤精度。

　　伺服系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分扼褪。驅(qū)動(dòng)裝置由主軸驅(qū)動(dòng)單元想幻、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元和主軸伺服電動(dòng)機(jī)、進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)組成话浇。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)脏毯、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)是常用的驅(qū)動(dòng)裝置。

　　測(cè)量元件將數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的實(shí)際位移值檢測(cè)出來(lái)并經(jīng)反饋系統(tǒng)輸入到機(jī)床的數(shù)控裝置中幔崖，數(shù)控裝置對(duì)反饋回來(lái)的實(shí)際位移值與指令值進(jìn)行比較食店，并向伺服系統(tǒng)輸出達(dá)到設(shè)定值所需的位移量指令。

　　4．機(jī)床主體

　　機(jī)床主機(jī)是數(shù)控機(jī)床的主體赏寇。它包括床身吉嫩、底座、立柱嗅定、橫梁自娩、滑座、工作臺(tái)渠退、主軸箱忙迁、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、刀架及自動(dòng)換刀裝置等機(jī)械部件趋肖。它是在數(shù)控機(jī)床上自動(dòng)地完成各種切削加工的機(jī)械部分硫舞。與傳統(tǒng)的機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床主體具有如下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

　≌а（1）采用具有高剛度铅惋、高抗震性及較小熱變形的機(jī)床新結(jié)構(gòu)。通常用提高結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的靜剛度椰锹、增加阻尼泪滥、調(diào)整結(jié)構(gòu)件質(zhì)量和固有頻率等方法來(lái)提高機(jī)床主機(jī)的剛度和抗震性，使機(jī)床主體能適應(yīng)數(shù)控機(jī)床連續(xù)自動(dòng)地進(jìn)行切削加工的需要啰蹲。采取改善機(jī)床結(jié)構(gòu)布局园凫、減少發(fā)熱、控制溫升及采用熱位移補(bǔ)償?shù)却胧├潦蓽p少熱變形對(duì)機(jī)床主機(jī)的影響十碗。

　　（2）廣泛采用高性能的主軸伺服驅(qū)動(dòng)和進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置舅洋，使數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)鏈縮短汉惫，簡(jiǎn)化了機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。

　≈ぁ（3）采用高傳動(dòng)效率缓窜、高精度、無(wú)間隙的傳動(dòng)裝置和運(yùn)動(dòng)部件谍咆，如滾珠絲杠螺母副禾锤、塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌、直線(xiàn)滾動(dòng)導(dǎo)軌摹察、靜壓導(dǎo)軌等恩掷。

　　5．?dāng)?shù)控機(jī)床的輔助裝置

　　輔助裝置是保證充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床功能所必需的配套裝置，常用的輔助裝置包括：氣動(dòng)供嚎、液壓裝置螃成，排屑裝置，冷卻查坪、潤(rùn)滑裝置寸宏，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和數(shù)控分度頭，防護(hù)偿曙，照明等各種輔助裝置氮凝。 

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