数控机床由哪几部分组成？

　　1．数控机床的组成

　　数控机床由控制介质、人机交互设备、计算机数控装置、进给伺服驱动系统、主轴伺服驱动系统、辅助装置、可编程序控制器（PLC，Prugrammable Logic ControUer）、反馈装置和适应控制装置等部分组成。

　　2．数控机床各部的功能

　　1)控制介质要对数控机床进行控制，就必须在人与数控机床之间建立某种联系，这种联系的中间媒介物就是控制介质，又称为信息载体。在使用数控机床之前，先要根据零件图上规定的尺寸、形状和技术条件，编制出工件的加工程序，将加工工件时刀具相对于T件的位置和机床的全部动作顺序，按照规定的格式和代码记录在信息载体上。需要加工该工件时，把信息载体上存放的信息（即零件加工程序）输入计算机控制装置。常用的控制介质有穿孔纸带、穿孔卡、磁盘和磁带。

　　2)人机交互设备数控机床在加工运行时，通常需要操作人员对数控系统进行状态干预和输入控制介质存放的加工程序，对输入的加工程序进行编辑、修改和调试，同时数控系统要显示数控机床运行状态等，也就是数控机床要具有人机联系的功能。具有人机联系功能的设备统称人机交互设备。

　　键盘和显示器是数控系统不可缺少的人机交互设备。操作人员可通过键盘和显示器输入简单的加工程序、编辑修改程序和发送操作命令，即进行手T数据输入(MDI，Manual DataI。put)，因而键盘是交互设备中最重要的输入设备。数控系统通过显示器提供必要的信息根据数控系统所处的状态和操作命令的不同．显示的信息可以是正在编辑的程序，或是机床的加工信息。简单的显示器是由若干个数码管构成的，能显示的信息有限；高级的数控系统一般都配有CRT显不器或点阵式液晶显示器，显示信息丰富；低档的CRT显示器或液晶显示器只能显示字符，高档显示器还能显示加工轨迹图形。

　　3)计算机数控( CNC)装置数控装置是数控机床的中枢。目前，绝大部分数控机床采用微型计算机控制。数控装置由运算器、控制器（运算器和控制器构成CPU）、存储器、输入接口、输出接口等组成。

　　输入接口接收由控制介质等输人设备输入的代码信息，经过识别与译码之后送到指定存储区，作为控制与运算的原始数据。简单的加工程序可用手动数据输入方式( MDI)输入，即在键盘控制程序的控制下，操作人员直接用键盘把工件加丁程序输入存储器。数控机床的加工过程可概括为数据处理、插补运算、位置控制3个基本部分，整个过程在系统管理程序的控制下有条不紊地进行。

　　4）进给伺服驱动系统进给伺服驱动系统由伺服控制电路、功率放大电路和伺服电动机组成。进给伺服系统的性能，是决定数控机床加工精度和生产效率的主要因素之一一伺服驱动的作用，是把来自数控装置的位置控制移动指令转变成机床T作部件的运劫，使工作台按规定轨迹移动或精确定位，加工出符合图样要求的零件。因为进给伺服驱动系统是数控装置和机床本体之间的联系环节，所以它必须把数控装置送来的微弱指令信号，放大成能驱动伺服电动机的大功率信号。

　　常用的伺服电动机有步进电动机、直流伺服电动机和交流伺服电动机。根据接收指令的不同，伺服驱动有脉冲式和模拟式。模拟式伺服驱动方式按驱动电动机的电源种类，可为直流伺服驱动和交流伺服驱动：步进电动机采用脉冲驱动方式，交、直流伺服电动机采用模拟式驱动方式。

　　进给伺服驱动系统是控制数控机床工作台或移动刀架的位置控制系统。为了保证数控机床的加工精度，一般要求定位精度为O. Ol N O OOimm，精密数控机床要求达到O.OOOimm;要求响应快，稳定性要好。为保证系统的跟踪精度，要求动态过程在200ms甚至几十毫秒以内，同时要求超谰量小；要求进给速度在0~ 24m/min能正常工作，高性能数控机床要在0~ 240m/min可以连续调整；要求在低速进给时输出较大的转矩。

　　5)主轴驱动系统机床的主轴驱动系统与进给伺服驱动系统差别很大。机床主轴的运动是旋转运动，机床进给运动主要是直线运动。早期的数控机床一般采用三相感应同步电动机配上多级变速器，作为主轴驱动的主要方式。现代数控机床对主轴驱动提出了更高的要求：要求主轴具有很高的转速，液压冷却静压主轴可以在20000r/min的高速下连续运行；很宽的无级调整范围，能在1:100一1：IOOO内进行恒转矩调整和在1:10一1:30内进行恒功率调整；主传动电动机应具有2 2 - 250kW的功率，既要能输出大的功率，又要求主轴结构简单，同时数控机床的主轴驱动系统能在主轴的正反方向都可以实现转动和加减速。

　　为了使数控车床进行螺纹车削加工，要求主轴和进给驱动实现同步控制，还要求主轴能实现正反方向和加速、减速控制；在加工中心上，为了保证每次自动换刀时刀柄上的键槽对准主轴上的端面键，以及精镗}L后退刀时不会划伤已加工表面，要求主轴能进行高精度的准停控制；为了保证端面加工质量，要求圭轴具有恒线速度切削功能；有的数控机床还要求具有角度分度控制功能。现代数控机床绝大部分采用交流主轴驱动系统，由可编程序控制器进行控制。

　　6)辅助控制装置辅助控制装置包括刀库的转位换刀，液压泵、冷却泵等控制接口电路。电路含有的换向阀电磁铁、接触器等强电电气元件。现代数控机床常采用可编程序控制器进行控制，所以辅助装置的控制电路变得十分简单。

　　7)可编程序控制器可编程序控制器的作用是对数控机床进行辅助控制，把计算机送来的辅助控制指令，经可编程序控制器处理和辅助接口电路转换成强电信号，用来控制数控机床的顺序动作、定时计数、主轴电动机的起动和停止、主轴转速调整、冷却泵起停以及转位换l等动作。可编程序控制器本身可以接受实时控制信息，同数控装置共同完成对数控机床的控制。

　　数控机床上使用的PLC可以分成两类：一类是CNC生产厂家为实现数控机床的顺序动作控制，而将CNC和PLC综合起来设计，称为内装型PLC，内装型PLC是CNC装置的一部分；另一种是以独立专业化的PLC生产厂家的产品，实现数控机床的顺序控制功能，称为独立型PLC。

　　8)反馈系统反馈系统的作用是通过测量装置将机床移动的实际位置、速度参数检测出来，辖换成电信号，并反馈到CNC装置中，使CiWC能随时判断机床的实际位置、速度是否与指令一致，并发出相应指令，纠正所产生的误差。测量装置安装在数控机床的工作台或丝杠上，相当于普通机床的刻度盘和人的眼睛。

　　适应控制数控机床工作台的位移量和速度等过程参数可在编写程序时，用指令确定。但是有一些因素在编写程序时是无法预测的，如加工材料机械特性的变化引起切削力变化，加工现场的温度等随机变化的因素也会影响数控机床的加工精度和生产效率。适应控制（AC，Adaptive Control）的目的，就是企图把加工过程中的温度、转矩、振动、摩擦、切削力等因素的变化，与最佳参数比较，若有误差及时补偿，以期提高加工精度或生产率。目前适应控制仅用于高效率和加工精度高的数控机床，一般数控机床很少采用。

　　10)机床本体数控机床是高精度和高生产率的自动化加工机床，与普通机床相比，应具有更好的抗振性和刚度，要求相对运动面的摩擦因数要小，进给传动部分之间的间隙要小。所以其设计要求比通用机床更严格，加工制造要求精密，并采用加强刚性、减小热变形、提高精度的设计措施。

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