简述数控机床的结构及组成

数控机床的结构及组成

一、简介

数控机床（Numerical Control Machine Tool）是一种通过预先编程的方式来控制机床操作的现代化设备。它是计算机科学、自动控制技术和机械制造技术相结合的产物。与传统的机床相比，数控机床具有高速、高精度、高自动化程度和灵活可适应性等优点，广泛应用于航空航天、汽车制造、电子信息、模具制造等领域。

二、结构及组成简述

数控机床的结构与组成是实现数控加工的基础，它包括机床本体、数控装置、执行机构和测量系统四个方面。

2.1 机床本体

机床本体是数控机床的基本组成部分，它主要由床身、立柱、横梁、工作台、主轴箱、进给箱以及箱盖等部件组成。

•床身是数控机床的基础部分，承载和支撑整个机床的各个部件。它具有高刚性、高稳定性和高阻尼性能，以确保整个机床在高速、高负荷工作时的稳定

性和精度。

•立柱起到支撑和定位的作用，通常由铸铁材料制成，具有足够的刚性和稳定性。

•横梁连接立柱和工作台，起到支撑和传递力量的作用。

•工作台是加工工件的位置，它可以根据不同的加工需求进行升降、旋转和倾斜等运动。

•主轴箱是主轴的安装位置，主轴负责工件的转动，主轴箱通常包括主轴、轴承、主传动装置以及冷却装置等。

•进给箱是控制工件进给运动的装置，通常包括进给伺服电机、螺杆传动机构、导轨和滑块等。

2.2 数控装置

数控装置是数控机床的核心部分，它负责接收和解析预先编好的加工程序，并控制机床按照程序要求完成各项加工操作。

数控装置通常由数控主机、控制器、输入设备和输出设备组成。

•数控主机是数控装置的核心部分，它通过输入设备接收加工程序，并对其进行解析和处理，生成相应的控制指令。

•控制器是控制系统的中枢，负责控制数控主机的运行以及与机床的通信。控制器通常包括运动控制部分、IO接口部分和系统总线部分。

•输入设备主要包括键盘、鼠标、触摸屏等，用于向数控装置输入加工程序、参数等信息。

•输出设备主要包括显示器、打印机等，用于显示加工过程中的信息和结果。

2.3 执行机构

执行机构是将数控装置生成的控制指令转化为具体运动的装置，它包括伺服系统、进给系统和液压系统。

•伺服系统负责控制机床主轴和进给轴的运动，它通过接收数控装置发送的指令，驱动主轴和进给轴的伺服电机，实现工件的转动、进给和定位等运动。•进给系统负责控制加工过程中工件的进给运动，它通常由进给轴、进给电机以及传动装置等组成，可以实现工件的直线运动、曲线运动等。

•液压系统主要用于控制机床的各个液压元件，如液压缸、液压阀等，实现工件夹紧、换刀和润滑等功能。

2.4 测量系统

测量系统是数控机床的重要组成部分，它可以测量工件的尺寸、形位公差以及机床本身的几何误差等。

测量系统通常由编码器、传感器、示波器、三坐标测量仪等组成。

•编码器用于测量机床主轴和进给轴的位置和速度等参数。

•传感器用于测量加工过程中工件的尺寸和形位公差等参数。

•示波器用于显示和记录加工过程中的波形信号，以便分析和判断加工品质。

•三坐标测量仪可以实现对工件三维坐标的测量，用于检测机床几何误差和工件质量。

三、总结

数控机床的结构及组成是实现数控加工的关键所在。机床本体提供了加工的基本条件，数控装置控制了整个加工过程，执行机构实现了加工指令的具体运动，测量系统确保了加工结果的精度和质量。这些部分相互配合，完成了数控机床的高速、高精度加工任务，使得数控机床在现代制造业中有着广泛的应用和重要的地位。