数控机床是由普通机床演变而来的  ，它采用计算机数字控制方式  ，各个坐标方向的运动 均由独立的伺服电动机驱动  ，取代了普通机床上复杂的j9九游会平台传动链 。数控机床（）通过X、Y、 Z三个坐标来控制刀具和工件间的相对运动 。它由信息输入设备、信息运算及控制装置、伺 服驱动系统、机床本体、机电接口五大部分组成  ，如图1-1所示  ，其中除机床本体之外的部 分统称为计算机数控（CNC)系统 。

1.1.1数控机床各部分的功能

  1. 信息输入设备

  信息输入设备是数控机床（）的信息输人通道  ，加工零件所需的程序和各种参数、数据通过 信息输入设备送进计算机系统（信息运算及控制装置） 。早期的输人方式为穿孔纸带和磁 带  ，目前多采用磁盘 。在生产现场  ，简单零件的加工程序都是采用按键配合显示器（CRT) 的手动数据输入（MDI)方式；在调整机床和对刀时采用手摇脉冲发生器的方式输入；通过 通信接口  ，可采用上位机的方式输人 。

  2. 信息运算及控制装置

  信息运算及控制装置是由中央处理单元（CPU)、存储器、总线和相应的软件构成的专 用计算机  ，简称数控装置（CNC装置） 。它接收到输入的信息后  ，经过译码、轨迹计算（速 度计算）、插补运算和补偿计算  ，再给各个坐标的伺服驱动系统发送速度、位移指令 。数控 装置是数控机床的核心  ，数控机床的功能强弱主要由这一部分决定  ，它具备的主要功能

• 2•         数控机床杻械系统维修与调试实用技术

如下：

  1) 多轴联动、多坐标控制 。

  2) 实现多种函数的插补（直线、圆弧、拋物线、螺旋线、极坐标、样条函数等） 。

  3)  多种程序输入（人机对话、手动数据输入、由上级计算机和其他输人设备的程序输 人）、编辑和修改功能 。

  4) 信息转换功能 。包括EIA/ISO代码转换  ，米制/英制转换、坐标转换、绝对值/增量

值转换等 。

  5) 补偿功能 。包括刀具半径补偿、刀具长度补偿、传动间隙补偿、螺距误差补偿等 。

  6) 多种加工方式选择 。包括各种加工循环、重复加工、凸凹模加工和镜像加工等 。

  7) 故障自诊断功能 。

  8) 显示功能 。用CRT可以显示字符、轨迹、平面图形和动态三维图形 。

  9) 通信和联网功能 。

  3.伺服驱动系统

  伺服驱动系统又称为伺服驱动装置  ，它接受计算机运算处理后分配来的信号 。该信号经 过解调、转换、放大后去驱动伺服电动机  ，带动数控机床的执行部件运动 。数控机床的伺服 驱动装置分为主轴驱动单元（主要是速度控制）、进给驱动单元（包括速度控制和位置控制）、回转工作台和刀库伺服控制装置及其相应的伺服电动机等 。伺服系统分为直流伺服系 统和交流伺服系统  ，而交流伺服系统正在取代直流伺服系统；以步进电动机驱动的伺服系统 在某些具体场合仍可采用；直流伺服系统是适应高速、髙精度的一种伺服机构 。伺服系统还 包括安装在伺服电动机上（或机床的执行部件上）的速度、位移检测元件及相应的电路  ， 该部分能及时将信息反馈回来  ，构成闭环控制（交流数字闭环控制中还包括电流检测反馈） 。常用检测装置有测速发电机、旋转变压器、脉冲编码器、感应同步器、光栅、磁性检 测元件、霍耳检测元件等 。一般来说  ，数控机床的伺服驱动系统应具有很好的快速响应性 能  ，能够灵敏而准确地跟踪指令 。所以  ，伺服驱动及检测反馈是数控机床的关键环节 。

  4.机床本体

  数控机床的本体包括机床的主运动部件、进给运动部件、执行部件和基础部件  ，基础部 件包括床身、底座、立柱、滑鞍、工作台（刀架）、导轨等 。普通机床上各个传动链之间有 着复杂的j9九游会平台联系  ，而数控机床由计算机来协调控制各个坐标轴之间的运动  ，因此数控机床 的传动链短  ，结构比较简单 。为了保证快速响应  ，数控机床上普遍采用精密滚珠丝杠和直线 滚动导轨副 。为了保证数控机床的高精度、高效率和髙自动化加工  ，机床的机械结构应具有 较高的动态特性、动态刚度、阻尼精度、耐磨性以及良好的抗热变形性能 。在上还 配备有刀库和自动交换刀具的机械手 。另外  ，数控机床上还有一些良好的配套设施  ，如冷

却、自动排屑、防护、润滑系统  ，编程机和对刀仪等  ，以利于充分发挥数控机床的功能 。

  5.机电接口

  数控机床上除了点位、轨迹采用数字控制外  ，还有许多其他的控制  ，如主轴的起停  ，刀 具的更换  ，工件的夹紧和松开  ，各种辅助交流电动机的起停  ，电磁铁的吸合、释放  ，离合器 的开合  ，电磁阀的打开与关闭等 。它们的动力是由电源变压器、控制变压器、各种断路器、 保护开关、接触器、功率断路器及熔断器等组成的强电线路提供的  ，而这种强电线路是不能 与低压下工作的控制电路或弱电线路直接连接的  ，只能通过断路器、热动开关、中间继电器等转换成直流低压下工作的触点的开、合（关）动作  ，成为继电器逻辑电路或PLC可接收 的信号 。另外  ，为了保障人身和设备安全  ，或者操作与兼容性所必需的信号  ，如急停、进给 保持、循环启动、NC准备好、行程限位、JOG命令（手动连续进给）、NC报警、程序停 止、复位、M信号、S信号、T信号等  ，也需由PLC来传送 。这些动作都按机床工作的逻辑 顺序由PLC来控制 。PLC控制的是动作的先后顺序  ，它处理的是数字信息0和1  ，无论是由 PLC自带的CPU  ，还是由数控装置内的CPU来处理这些信息  ，数控机床的数控装置都能将 数字控制信息和开关量控制信息很好地协调起来  ，实现正常的运转 。

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