1.2　数控机床的组成及工作原理

1.2.1　数控加工主要过程

数控加工的本质是计算机控制机床刀具进给，完成切削加工。数控机床加工零件的工作过程如图1-1所示。可以简述为：

①根据被加工零件的图样与工艺方案，用规定的代码和程序段格式编写出加工程序。

②将所编写加工程序指令输入到机床数控装置中。

③数控装置对程序（代码）进行处理之后，向机床各个坐标的伺服驱动机构和辅助控制装置发出控制信号。

④伺服机构接到执行信号指令后，驱动机床的各个运动部件，并控制所需的辅助动作。

⑤机床自动加工出合格的零件。

1.2.2　数控机床的原理及组成

数控机床是非常典型的机、电、液、光的一体化产品，组成部件非常繁多。不同种类的数控机床，构成部件也千差万别，但其组成都可以概括为数控系统和机床本体两部分。简言之，就是计算机控制技术应用于机床，控制机床动作。

数控机床按功能可以划分为以下几个部分：控制介质、数控装置、伺服系统、辅助控制装置、测量反馈装置等，如图1-2所示。

①控制介质是指将零件加工信息传送到数控装置的程序载体。早先数控装置配有纸带阅读机、软盘等，现在常用的有磁盘、移动硬盘、闪存（U盘）等。

②数控装置是数控机床的核心。它由输入装置（如键盘）、控制运算器和输出装置（如显示器）等构成。

③伺服机构是数控机床的执行机构，由驱动装置和执行部件（如伺服电动机）两大部分组成。

④辅助控制装置是介于数控装置和机床机械、液压部件之间的强电控制装置。由于可编程控制器（PLC）具有响应快、性能可靠、易于使用、编程和修改程序，并可直接驱动机床电气等特点，现已广泛用作数控机床的辅助控制装置。

⑤测量反馈装置将数控机床各个坐标轴的实际位移量、速度参数检测出来，转换成电信号，并反馈到机床的数控装置中。检测装置的检测元件有多种，常用的有光栅、光电编码器、圆光栅等。

数控机床的机械结构与普通机床基本一样，且相对简单。以数控铣床为例，组成机床各部分的典型部件名称如图1-3所示。

机床主机是数控机床的主体。它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分。与传统的机床相比，数控机床主体具有如下结构特点。

①数控机床的床身一般由底座、立柱、横梁等组成，是整个机床的基础支承件，用于放置主轴箱、导轨等重要部件，同时承受切削力作用。

②主轴是数控机床输出主切削运动的部件，安装在主轴箱内。

③进给系统的机械传动机构是数控机床的主要传动装置和运动部件，通常由滚珠丝杠螺母副、导轨等组成。

④数控机床的辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置。常用辅助装置包括：气动、液压装置，排屑装置，冷却、润滑装置，回转工作台和数控分度头，防护，照明等各种辅助装置。

知识应用与拓展

1.绘制数控系统结构图，并说明各部分功能。

2.简述参观数控车间、数控加工过程。

3.讨论并说明数控机床工作原理。