?數(shù)控加工是先進制造技術(shù)的基礎(chǔ)，在機械及相關(guān)行業(yè)的應(yīng)用已呈普及的趨勢。作為數(shù)控加工的主體設(shè)備，數(shù)控機床是一種機電一體化的高新技術(shù)產(chǎn)品，目前已成為金屬加工企業(yè)的必要裝備。下面對數(shù)控機床的基本原理、結(jié)構(gòu)和分類作簡單介紹，作為了解數(shù)控機床基礎(chǔ)知識的一部分。
一、數(shù)控機床的工作原理數(shù)控加工的原理是通過機床刀具對其加工所需的理想運動軌跡的直線或圓弧插補運動，從而在指定精度內(nèi)切削出目標(biāo)形狀。這里所謂插補是指將自由曲線近似地以一組離散的簡單曲線段（稱為刀具插補運動軌跡，簡稱刀軌）替代。工件在機床上的加工，是通過刀具相對工件的運動來實現(xiàn)的。為定量描述數(shù)控機床上刀具相對工件的運動位置，可建立機床加工用的坐標(biāo)系。--工件坐標(biāo)系。該坐標(biāo)系設(shè)置在工件上，即把工件視為靜止，只需保證刀尖在坐標(biāo)系中的運動軌跡符合工件的輪廓形狀，就可加工出圖紙所要求的零件。數(shù)控機床的工作過程大致可分以下幾步：1、由數(shù)控系統(tǒng)接收從計算機發(fā)來的數(shù)控程序（NC代碼），NC代碼是由NC編程人員在CAM 軟件上生成或手工編制的，是一個文本數(shù)據(jù)，也就是說它的表達比較直觀，可以較容易地被編程人員直接理解。但卻無法為硬件直接使用。2、由數(shù)控系統(tǒng)將NC代碼'翻譯'為機器碼。機器碼是一種由0和1組成的二進制文件，對一般的編程人員而言，它是難以理解的，但卻可以直接為硬件所理解和使用。3、由數(shù)控系統(tǒng)將機器碼轉(zhuǎn)換為控制X、Y、Z三個方向運動的電脈沖信號，以及其它輔助處理信號。機器碼中包含了NC程序的各種指令信息，包括主軸及工作臺的平動或轉(zhuǎn)動信息和其它輔助信息（如冷卻液開關(guān)等），必須將這些信息進行分解并分別傳送到相應(yīng)的執(zhí)行元器件中才能獲得所需要的動作。根據(jù)X、Y、Z三個運動方向的電脈沖信號由伺服系統(tǒng)（主要是伺服電機）執(zhí)行相應(yīng)的運動并伺服電機的轉(zhuǎn)動變?yōu)闄C床主軸和工作臺的平動或轉(zhuǎn)動完成加工操作。
?二、數(shù)控機床的基本結(jié)構(gòu)1、數(shù)控機床主要由三部分組成（1）數(shù)控裝置完成NC程序的接收、將NC程序翻譯為機器碼、將機器碼分解為電脈沖信號并發(fā)送到相應(yīng)的執(zhí)行器件等功能。（2）伺服系統(tǒng)包括伺服電動機及檢測裝置。數(shù)控機床的進給運動，是由數(shù)控裝置經(jīng)伺服系統(tǒng)控制的，數(shù)控機床的進給傳動屬伺服進給傳動。所謂伺服，是指有關(guān)的傳動或運動參數(shù)，均嚴(yán)格依照數(shù)控裝置的控制指令實現(xiàn)的。數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)，按其控制方式，可分為開環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)三類。其中，開環(huán)最為簡單。但如果負(fù)荷突變（如切深突增），或者脈沖頻率突變（如加速、減速），則數(shù)控運動部件將可能發(fā)生'失步'現(xiàn)象，即丟失一定數(shù)目的進給指令脈沖，從而造成進給運動的速度和行程誤差。故該類控制方式，僅限于精度不高的經(jīng)濟型中、小數(shù)控機床的進給傳動。半閉環(huán)和閉環(huán)系統(tǒng)都有用于檢查位置和速度指令執(zhí)行結(jié)果的檢測（含反饋）裝置。半閉環(huán)的檢測裝置，安裝在伺服電動機或傳動絲杠上，閉環(huán)則將其裝在運動部件上。由于絲杠螺距誤差，以及受載后絲杠、軸承變形等影響，半閉環(huán)對檢測結(jié)果的校正并不完全，控制精度比閉環(huán)要低一些。但從自動控制原理上看，控制運動部件是一個質(zhì)量元件，傳動機構(gòu)因有變形，可視為彈性元件，兩者構(gòu)成一個振蕩環(huán)節(jié)。顯然，半閉環(huán)不包含這些環(huán)節(jié)，因而一般不會引起進給振蕩。而閉環(huán)如果系統(tǒng)參數(shù)選取不合適，則有可能產(chǎn)生進給振蕩，即運動不穩(wěn)定。目前，一般數(shù)控機床的進給系統(tǒng)多為半閉環(huán)控制，閉環(huán)則用于精度要求較高的機床，如高精度鏜銑加工中心。（3）機床本體指與普通機床相同或相似的部分，如機床外殼、工作臺等。目前絕大多數(shù)數(shù)控機床采用半閉環(huán)控制系統(tǒng)。不論數(shù)控機床與普通機床在整體布局上有多少相似之處，對任何一種數(shù)控機床都必須具備普通機床不可能有的兩大部分：一是數(shù)控機床的'指揮系統(tǒng)'--數(shù)控系統(tǒng)；二是使數(shù)控機床執(zhí)行運動的驅(qū)動系統(tǒng)--伺服系統(tǒng)。需要注意的是，某些機床上安裝了數(shù)顯裝置，以數(shù)字屏幕顯示各坐標(biāo)軸的進給狀態(tài)，從外觀上與數(shù)控機床有相似之處，應(yīng)加以區(qū)別。
?三、 數(shù)控機床的基本分類數(shù)控機床的分類有多種方式：1、按機床數(shù)控運動軌跡劃分（1）點位控制數(shù)控機床指在刀具運動時，只控制刀具相對于工件位移的準(zhǔn)確性，不考慮兩點間的路徑。如數(shù)控鉆床。（2）點位直線控制數(shù)控機床在點位控制的基礎(chǔ)上，還要保證運動一條直線，且刀具在運動過程中還要進行切削加工。如數(shù)控車床。（3）輪廓控制數(shù)控機床能對兩個或更多的坐標(biāo)運動進行控制（多坐標(biāo)聯(lián)動），刀具運動軌跡可為空間曲線。在模具行業(yè)這類機床應(yīng)用最多，如三坐標(biāo)數(shù)控銑或加工中心。2、按伺服系統(tǒng)控制方式劃分（1）開環(huán)控制機床價格低廉，精度及穩(wěn)定性差。（2）半閉環(huán)控制數(shù)控機床精度及穩(wěn)定性較高，價格適中。應(yīng)用最普及。（3）閉環(huán)控制數(shù)控機床精度高，穩(wěn)定性難以控制，價格高。其它的分類方式還有：按同時控制的坐標(biāo)軸數(shù)可劃分為2．5軸數(shù)控機床和多軸數(shù)控機床。按數(shù)控功能水平可劃分全功能數(shù)控機床、普及型數(shù)控機床和經(jīng)濟型數(shù)控機床等等。
