數控機床的組成部分及詳解
2022年10月27日 14:54:23
來源：泊頭巨人重工機械有限公司 >> 進入該公司展臺
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數控機床通常由信息載體、輸入輸出裝置、數控系統、強電控制裝置、伺服驅動系統、位置反饋裝置、機床等部分組成，其基本結構框圖如圖1-l所示。
1．信息載體
數控機床按照給定的零件加工程序運行，在零件加工程序中記錄了加工該零件所必需的各種信息，包括零件加工的幾何信息、工藝參數（進給量、主軸轉速等）和輔助運動等。將零件加工程序用一定的格式和代碼存儲在信息載體上，通過輸入裝置將信息輸入到數控系統中。常用的信息載體有穿孔帶、磁帶和磁盤等。數控機床也可以采用操作面板上的按鈕和鍵盤將加工信息直接輸入，或通過串行口將在計算機上編寫的加工程序輸入到數控系統。
高級的數控系統還可能包括一套自動編程機或CAD／CAM系統。
輸入裝置的作用是將信息載體中的數控加工信息讀入數控系統的內存儲器。根據信息載體的不同，對應有不同的輸入裝置。早期使用光電閱讀機對穿孔帶進行閱讀，以后大量使用磁帶機和軟盤驅動器。采用MDI方式，利用數控裝置控制面板上的輸入鍵直接將零件加工程序輸入數控系統的內存儲器。采用直接通信方式將CAD／CAM系統生成的數控加工程序輸入數控系統，或利用DNC系統輸入接口遠程輸入數控加工程序。
輸出裝置的作用是為操作人員提供必要的信息，如程序代碼、切削用量、刀具位置、各種故障信息和操作提示等。常用的輸出裝置有顯示器和打印機等，可對輸出信息進行顯示或打印。高檔數控系統還可以用圖形方式直觀地顯示輸出信息。
3．數控系統
數控系統是數控機床實現自動加工的核心，由硬件和軟件組成。現代數控系統普遍采用通用計算機作為其主要硬件部分，包括CPU、存儲器、系統總線和輸入輸出接口等。軟件部分主要是主控制系統軟件，其控制方式為數據運算處理控制（機床運動行程量控制）和時序邏輯控制（機床運動開關量控制）兩大類，主控制器內的插補運算模塊根據讀入的零件加工程序，通過譯碼、編譯等信息處理后，進行相應的軌跡插補運算，并通過與各坐標伺服系統位置、速度反饋信號比較，從而控制機床各個坐標軸的移動。而時序邏輯控制主要由可編程控制器PLC完成，它根據機床加工過程中的各個動作要求進行協調，按各檢測信號進行邏輯判斷，從而控制機床有條不紊地按序工作。
4．強電控制裝置
強電控制裝置的主要功能是接收可編程控制器PLC輸出的主軸變速、換向、啟動或停止，刀具選擇和更換，分度工作臺的轉位和鎖緊，工件夾緊或松夾，切削液的開啟或關閉等輔助操作信號，經功率放大直接驅動相應的執行元件，完成數控加工自動操作。
5．伺服驅動系統
伺服驅動系統是數控系統與機床之間的電傳動聯系環節。它接收來自數控系統的位置控制信息，將其轉換成相應坐標軸的進給運動和精確定位運動，是數控機床最后的控制環節，因此，其伺服精度和動態響應物性將直接影響數控機床的生產率、加工精度和表面加工質量。伺服驅動系統包括主軸伺服和進給伺服兩個單元。主軸伺服單元接收來自PLC的轉向和轉速指令，經過功率放大后驅動主軸電動機轉動。進給伺服單元在每個插補周期內接收數控系統的位移指令，經過功率放大后驅動進給電動機轉動，同時完成速度控制和反饋控制功能。伺服驅動系統的執行器件有功率步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機。
6．位置反饋裝置
位置反饋裝置通過傳感器榆測伺服電動機的轉角位移或數控機床工作臺的直線位移，并轉換成信號傳送到數控系統中，與指令位置進行比較后，由數控系統向伺服驅動系統發出指令，糾正所產生的誤差。
7．機床
機床指的是數控機床的機械結構。為了適應數控加工的特點，數控機床在整體布局、外觀造型、主傳動系統、進給傳動系統、刀具系統及操作機構等方面都與普通機床有著很大的變化，其主要特點有：
①采用高效高性能傳動部件，如滾動絲杠副、直線滾動導軌副等，其傳動鏈短，結構簡單、傳動精度高；
②機床精度、靜剛度、動剛度、熱剛度高，能滿足大余量切削和精密加工切削；
③有完善的刀具自動交換和管理系統。工件一次裝夾后能完成多道加工工序；
④具有傳動副傳動間隙消除措施，保證了傳動機構的傳動精度和動態性能；
⑤采用移門結構的全封閉外罩殼，保證了加工操作的安全性。
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