数控机床基本组成优化

数控机床是最典型的数控设备。为了了解数控机床的基本组成，首先需要分析数控机床加工零件的工作过程。在数控机床上，为了进行零件的加工，可以通过如下步骤进行。

①编写加工程序。根据被加工零件的图样与工艺方案，用规定的代码和程序格式，将刀具的移动轨迹、加工工艺过程、工艺参数、切削用量等编写成数控系统能够识别的指令形式。

②将所编写的加工程序输入数控装置。

③数控装置对输入的程序（代码）进行译码、运算处理，并向各坐标轴的伺服驱动装置和辅助机能控制装置发出相应的控制信号，以控制机床各部件的运动。

④在运动过程中，数控系统需要随时检测机床的坐标轴位置、行程开关的状态等，并与程序的要求相比较，以决定下一步动作，直到加工出合格的零件。

⑤操作者可以随时对机床的加工情况、工作状态进行观察、检查，必要时还需要对机床动作和加工程序进行调整，以保证机床安全、可靠地运行。

由此可知，作为数控机床的基本组成，它应包括：输入/输出装置、数控装置、伺服驱动和反馈装置、辅助控制装置以及机床本体等部分，如图1-1所示。(www.xing528.com)

图1-1中的输入/输出装置、数控装置、伺服驱动和反馈装置构成了机床数控系统。反馈装置的作用是检测数控机床坐标轴的实际位置和移动速度，并将检测信号反馈到机床的数控装置或伺服驱动中，数控装置或伺服驱动对反馈的实际位置和速度与给定值进行比较，并向机床输出新的位移、速度指令。检测装置的安装位置，决定于数控系统的结构形式。由于先进的伺服都采用了数字化伺服驱动技术（称为数字伺服），伺服驱动和数控装置间一般都采用总线进行连接，反馈信号在大多数场合都是与伺服驱动进行连接，并通过总线传送到数控装置。只有在少数场合或采用模拟量控制的伺服驱动（称为模拟伺服）时，反馈装置才需要直接和数控装置进行连接。

图1-1 数控机床的基本组成

数控装置发出的一个进给脉冲所对应的机床坐标轴的位移量，称为数控机床的最小移动单位，亦称脉冲当量。根据机床精度的不同，常用的脉冲当量有0.01mm、0.005mm、0.001mm等，在高精度数控机床上，可以达到0.0005mm、0.0001mm，甚至更小。反馈装置的位置检测精度也必须与之相适应。

辅助控制装置的主要作用是根据数控装置输出的主轴转速、转向和起停指令；刀具的选择和交换指令；冷却、润滑装置的起停指令；工件和机床部件的松开、夹紧与工作台转位等辅助指令所提供的信号，以及机床上检测开关的状态等信号，经过必要的编译和逻辑运算，经放大后驱动相应的执行元件，带动机床机械部件、液压、气动等辅助装置完成指令规定的动作。辅助控制装置通常由PLC和强电控制回路构成。

机床本体与传统的机床基本相同，它也是由主传动系统、进给传动系统、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等部分组成。但为了满足数控的要求，充分发挥机床的性能，它在总体布局、外观造型、传动系统结构、刀具系统以及操作性能方面都已发生了很大的变化。