数控机床是典型的机电一体化产品，是集现代机械制造技术、自动控制技术、检测技术、计算机信息技术于一体的高效率、高精度、高柔性和高自动化的现代机械加工设备。在现代机械制造中，特别是在航空、造船、国防、汽车模具及计算机工业中得到广泛应用。
数控机床通常是由程序载体、CNC装置、伺服系统、检测与反馈装置、辅助装置、机床本体组成，如图1－1所示。
图1－1 数控机床的组成框图
1．程序载体
程序载体是用于存取零件加工程序的装置。可将零件加工程序以一定的格式和代码（包括机床上刀具和零件的相对运动轨迹、工艺参数和辅助运动等）存储在载体上，程序载体可以是磁盘、磁带、硬盘和闪存卡等。
2．CNC装置（又称计算机数控装置）
CNC装置是CNC系统的核心，它包括微处理器CPU、存储器、局部总线、外围逻辑电路及与数控系统其他组成部分联系的接口及相应控制软件。如图1－2所示为CNC数控装置组成示意图。
图1－2 CNC数控装置组成
CNC装置的功能是接受从输入装置送来的脉冲信号；并将信号通过数控装置的系统软件或逻辑电路的编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和控制指令。在这些控制指令中，除了送给伺服系统的位置和速度指令外，还送给辅助控制装置的机床辅助动作指令。最终控制机床的各部分，使其按照规定的、有序的动作执行。
3．伺服系统
伺服系统是CNC装置和机床本体的联系环节，它的作用是把来自CNC装置的微弱指令信号调解、转换、放大后驱动伺服电机，通过执行部件驱动机床移动部件的运动，使工作台精确定位或使刀具和工件及主轴按规定的轨迹运动，最后加工出符合图样要求的零件。它的伺服精度和动态响应是影响数控机床加工精度、表面质量和生产率的重要因素之一。
伺服系统包括驱动装置和执行装置两大部分，数控机床的驱动装置包括主轴伺服单元（转速控制）、进给驱动单元（位置和速度控制）、回转工作台和刀库伺服控制装置以及它们相应的伺服电机等。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。伺服电动机是系统的执行元件，驱动控制系统则是伺服电动机的动力源。数控系统发出的指令信号与位置反馈信号比较后作为位移指令，再经过驱动系统的功率放大后，驱动电动机运转，通过机械传动装置带动工作台或刀架运动。
4．检测与反馈装置
检测与反馈装置有利于提高数控机床加工精度。它的作用是：将机床导轨和主轴移动的位移量、移动速度等参数检测出来，通过模数转换变成数字信号，并反馈到数控装置中，数控装置根据反馈回来的信息进行判断并发出相应的指令，纠正所产生的误差。常用的检测装置有编码器、光栅、感应同步器、磁栅、霍尔检测元件等。图1－3所示为光电编码器。
5．辅助装置
辅助装置是把计算机送来的辅助控制指令（M，S，T等）经机床接口转换成强电信号，用来控制主轴电动机启停和变速、冷却液的开关及分度工作台的转位和自动换刀等动作。它主要包括储备刀具的刀库、自动换刀装置ATC（Automatic Tool Changer）、自动托盘交换装置APC（Automatic Pallet Changer）、回转工作台、卡盘、工件接收器、对刀仪以及液压、气动、冷却、润滑、排屑装置等，如图1－4所示。
图1－3 光电编码器
图1－4 各种辅助装置
（a）刀库；（b）自动换刀装置ATC；（c）自动托盘交换装置APC；（d）回转工作台；（e）中空液压卡盘；（f）铣削用三爪卡盘；（g）工件接收器；（h）机械对刀仪；（i）跟刀架
6．机床本体
数控机床的本体是指其机械结构实体。它是实现加工零件的执行部件，主要有主运动部件（主轴、主运动传动机构）、进给运动部件（工作台、拖板及相应的传动机构）、支承件（床身、立柱等）以及辅助装置等，如图1－5所示。
图1－5 机床本体部分
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
