數控機床的組成及工作原理
(1)數控機床的組成,數控機床一般由控制介質、數控裝置、伺服系統和機床成本體組成。圖7-1的實線所示為開環(huán)控制的數控機床框圖。
為了提高機床的加工精度,在上述系統中加入一個測量裝置(圖7-1中的虛線部分)就構成了閉環(huán)控制系統。

1) 控制介質,在數控機床上加工時,要把加工零件所需的全部動作及刀具相對于工件的位置等內容,用數控裝置所能接受的數字和文字代碼來表示,并把這些代碼儲存在控制介質上。控制介質可以是穿孔帶,也可以是穿孔卡、磁帶、磁盤或其他可以儲存代碼的載體。至于采用那種,則取決于數控裝置的類型。
2) 數控裝置,數控裝置是數控機床的中樞、在普通數控機床中一般由輸入裝置、存儲器、控制器、運算器和輸出裝置組成。數控裝置接受輸入介質的信息,并將其代碼加以識別,儲存、運算,輸出相應的指令脈沖以驅動伺服系統,進而控制機床動作。在計算機數控機床中,數控裝置的作用由一臺計算機來完成。
3) 伺服系統,伺服系統的作用是把來自數控裝置的脈沖信號轉換為機床移動部件的運動,使工作臺精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴格的相對運動,最后加工出符號圖樣要求的零件。因為伺服系統的性能是決定數控機床的加工精度、表面質量和生產率的主要因素之一。常用的脈沖當量為0.01m/脈中、0.005mm/脈沖及0.001mm/脈沖,常用的伺服驅動元件有功率步進電動機、電液脈沖馬達、直流伺服電動機和交流伺服電動機等。
4)機床,數控機床由于切削用量大,加工過程自動控制,所以其設計要求比通用機床更嚴格、制造要求更精密。設計機床時,采用了許多新的加強剛性、減少熱變形,提高精度等方面的措施,使得數控機床的外部造型、整體布局、傳動系統以及刀具系統等方面都已發(fā)生了很大的變化。
(2) 數控機床的工作原理。數控機床和加工中心的工作原理見圖7-2,根據零件圖樣,制訂工藝方案,編制零件的加工程序,把零件所需的機床各種動作及全部工藝參數變成機床數控裝置能接受的信息代碼。并把這些代碼存儲在信息載已上(穿孔帶、磁盤等),將信息載體送到輸入裝置,讀出信息并送入數控裝置。另一種方法是利用計算機和加工中心的接口直接進行通信輸入。

進入數控裝置的信息,經過一系列處理和運算轉變成脈沖信號。有的信號送到機床的伺服系統,通過伺服機構對其進行轉換和放大,在經過傳動機構,驅動機床有關部件,使刀具和工件嚴格執(zhí)行零件程序的相應運動。還有的信號送到可編程序控制器中,用以順序控制機床的其他輔助動作,實現刀具的自動更換。