数控机床的结构

数控机床主要由机床数控装置，包括伺服电动机及检测装置的伺服系统和机床本体三大部分组成。

数控装置是数控机床的指挥系统，其功能是接受数控程序，经处理后向伺服系统发出各种与数控程序对应的控制命令，使伺服系统执行相应的动作，带动机床按数控程序预定的轨迹运动。现代数控系统通常是带有专门系统软件的计算机系统，开放式数控系统就是将PC配以数控系统软件而构成的。

数控机床的进给运动是由数控装置经伺服系统控制的。所谓伺服，是指有关的传动或运动均严格依照数控装置的控制指令实现。数控机床的伺服系统按其控制方式，可分为开环、半闭环和闭环控制系统三类。其中，开环控制系统最为简单，如图1-5所示。开环控制系统由于缺乏位置检测装置，所以在数控加工过程中出现的载荷突变或者脉冲频率突变造成进给运动的速度和行程误差不能进行检测与补偿。故该类控制方式仅限于精度不高的经济型中、小数控机床的进给传动。

半闭环和闭环控制系统都有用于检查位置和速度指令执行结果的检测（含反馈）装置。半闭环控制系统的检测装置安装在伺服电动机或传动丝杠上，如图1-6所示。闭环控制系统则将其安装在运动部件上，如图1-7所示。由于丝杠螺距误差，以及受载后丝杠、轴承变形等影响，半闭环控制系统对检测结果的校正并不能体现机械执行部件最终的位置误差，控制精度比闭环控制系统要低一些。对于闭环控制系统来说，如果参数选取不合适，则由控制运动部件与传动机构构成的振荡环节可能产生进给振荡，即运动不稳定。目前，一般数控机床的进给系统多为半闭环控制系统，闭环控制系统则用于精度要求较高的机床，如高精度镗铣加工中心。

机床本体是加工运动的实际部件，除了床身或底座、立柱、横梁和工作台等机床基础件外，还包括主轴部件、进给部件、实现工件回转与定位的装置和附件、辅助系统和装置（如液压、气压、防护等装置）、刀库和自动换刀装置（Automatic Tools Changer，简称ATC），以及自动托盘交换装置（Automatic Pallet Changer，简称APC）。

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图1-5 开环控制系统

图1-6 半闭环控制系统

图1-7 闭环控制系统