數控機床是數字控制機床(Computernumerical control machine tools)的簡稱,是一種裝有計算機程序控制系統的自動化機床。該控制系統能夠邏輯的處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序,并將其譯碼,用代碼化的數字表示,通過信息載體輸入數控系統。經運算處理由數控系統發出各種控制信號,控制機床的動作,按圖紙要求的形狀和尺寸,自動地將零件加工出來。
數控機床較好地解決了復雜、精密、小批量、多品種的零件加工問題,是一種柔性的、高效能的自動化機床,代表了現代機床控制技術的發展方向,是一種典型的機電一體化產品。
數控系統是數控機床的核心,現代數控系統均采用CNC(ComputerNumerical Control,計算機數字控制)形式,這種CNC系統一般使用多個微處理器,以程序化的軟件形式實現數控功能,因此又稱軟件數控(SoftwareNC)。CNC系統是一種位置控制系統,它是根據輸入數據插補出理想的運動軌跡,然后輸出到執行機構加工出所需要的零件。數控系統主要由輸入、處理和輸出三個基本部分構成,而所有這些工作都由計算機的系統程序進行合理地組織,使整個系統協調地進行工作。
(1)輸入裝置:輸入裝置將數控指令輸入給數控系統,根據程序載體的不同,相應有不同的輸入裝置。主要有鍵盤輸入、磁盤輸入、CAD/CAM系統直接通信方式輸入和連接上級計算機的DNC((DistributedNumerical Control,分布式數控)輸入等。
DNC分布式數控輸入方式是把零件程序保存在上級計算機中,CNC系統一邊加工一邊接收來自計算機的后續程序段。DNC方式多用于采用CAD/CAM軟件設計的復雜工件并直接生成零件程序的情況。
(2)信息處理:輸入裝置將加工信息傳給CNC單元,編譯成計算機能識別的信息,由信息處理部分按照控制程序的規定,逐步存儲并進行處理后,通過輸出單元發出位置和速度指令給伺服系統和主運動控制部分。CNC系統的輸入數據包括:零件的輪廓信息(起點、終點、直線、圓弧等)、加工速度及其他輔助加工信息(如換刀、變速、冷卻液開關等),數據處理的目的是完成插補運算前的準備工作。數據處理程序還包括刀具半徑補償、速度計算及輔助功能的處理等。
(3)輸出裝置:輸出裝置與伺服機構相聯。輸出裝置根據控制器的命令接受運算器的輸出脈沖,并把它送到各坐標的伺服控制系統,經過功率放大,驅動伺服系統,從而控制機床按程序要求進行切削、鉆孔等運動。