的执行部分。驱动机床执行机构运动的驱动部件， 包括主轴驱动单元 （主要是速度控制）、进给驱动单元（主要有速度控制和位置控制）、 主轴电动机和进给电动机等。一般来说，数字控制机床的伺服驱动系统， 要求有好的快速响应性能，以及能灵敏且准确地跟踪指令功能。 数控 机床的伺服系统有步进电动机伺服系统、直流伺服系统和交流伺服系 统，现在常用的是后两者，都带有感应同步器、编码器等位置检测元 件，而交流伺服系统正在取代直流伺服系统。

　　4）数控加工信息的转换功能：ISO/EIA代码转化，米英制转换，坐 标转换，绝对值和相对值的转换，计数制转换等。

　　机床上的执行部件和机械传动部件组成数字控制机床的进给系统， 它 根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、 方向 和位移量。 每个进给运动的执行部件都配有一套伺服系统。 伺服系统 的作用是把来自数控装置的脉冲信号转换为机床移动部件的运动， 它 相当于手工操作人员的手，使工作台（或溜板）精确定位或按规定的

　　数控系统对加工程序处理后输出的控制信号， 除了对进给运动轨迹进行连续控制外， 还要对机床的各种状态来控制， 这些状态包括 主轴的变频控制，主轴的正、反转及停止，冷却和润滑装置的起动和 停止，刀具自动交换，工件夹紧和 放松及分度工作台转位等。

　　数字控制机床加工零件时， 首先必须将工件的几何数据和工艺数据等 加工信息按规定的代码和格式编制成零件的数控加工程序， 这是数控 机床的工作指令。 将加工程序用适当的方法输入到数控系统， 数控系 统对输入的加工程序进行数据处理， 输出各种信息和指令， 控制机床 主运动的变速、起停、进给的方向、速度和位移量，以及其他如刀具 选择交换、工件的夹紧松开、冷却润滑的开关等动作，使刀具与工件 及其他辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序、 轨迹和参数进行工 作。数字控制机床的运行处于不断地计算、输出、反馈等控制过程中，以 保证刀具和工件之间相对位置的准确性，从而加工出符合标准要求的零

　　反馈装置是闭环（半闭环）数字控制机床的检测环节，该装置能包 括在伺服系统中，它由检测元件和相应的电路组成， 其作用是检测数 控机床坐标轴的实际移动速度和位移，并将信息反馈到数控装置或伺 服驱动中，构成闭环控制系统。检测装置的安装、检测信号反馈的位 置，决定于数控系统的结构形式。无测量反馈装置的系统称为开环系 统。

　　3）较多地采用高效传动件，如精密滚珠丝杠、直线滚动导轨副、精 密齿条、蜗母条、静压、磁浮导轨等。

　　为了保证数字控制机床功能的充分发挥， 还有一些配套部件。 这些辅 助装置的主要作用是根据数控装置输出主轴的转速、转向和起停指 令，刀具的选择和交换指令，冷却、润滑装置的起停指令，工件和机 床部件的松开、夹紧、工作台转位指令， 排屑、防护、照明、储运 等辅助指令所提供的信号， 以及机床上检测开关的状态信号等， 经过 必要的编译和逻辑运算， 经放大后驱动相应的执行元件， 带动机床机 械部件、液压气动等辅助装置完成指令规定的动作。它通常由P L C和强电控制回路构成PLC在结构上可以与CNC—体化（内置式的P L C），也可以是相对独立（外置式的PLC）。有的还配有编程机和对 刀仪等辅助设备。

　　进给运动是传给刀具或工件的运动， 主要配合主运动依次地或连 续不断地切除工件上的多余材料， 同时形成具有所需几何特性的已加 工表面。进给运动可以是间歇的，也可以是连续进行的。数字控制机床的 进给运动是通过进给伺服系统来实现的， 这是数控机床区别于通用机 床的重要方面之一。 伺服控制的最终目的就是实现对机床工作台或刀 具的位置控制， 伺服系统中所采取的一切措施， 都是为了保证进给运 动的位置精度。

　　数控机床主体，包括床身、主轴、进给机构等机械部件，以及辅 助运动装置、液压气动系统、冷却装置等部分。数控机床的主机结构 有下面几个特点：

　　1）由于采用了高性能的主轴及进给伺服驱动装置，数控机床的机械 传动结构得到了简化，传动链较短。

　　2）数控机床的机械结构具有较高的动态特性、 动态刚度、 阻尼精度、 耐磨性以及抗热变形性能，适应连续地自动化加工。

　　由于先进的伺服系统都采用了数字式伺服驱动技术 （称为数字伺 服），伺服驱动和数控装置间一般都采用总线进行连接。反馈信号在 大多数场合都是与伺服驱动进行连接，并通过总线传送到数控装置， 只有在少数场合或采用模拟量控 制的伺服驱动（称为模拟伺服）时，反馈装置才需要直接和数控装置 进行连接。伺服电动机内装式脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、 测速机、光栅和磁尺等都是NC机床常用的检测器件。

　　和普通机床一样， 主运动是形成切削速度并从工件上切除多余材 料起最大的作用的工作运动， 用来完成切削任务。 机床功率主要消耗于 主运动，其动力约占整台机床动力的70%-80%。数控车床的主运动 是工件的回转运动，也就是主轴旋转运动， 基本控制要实现主轴的正、 反转和停止，可自动换档及无级调速；数控钻床、数控铣床和数控磨 床的主运动是刀具或砂轮的回转运动； 在数控刨削时， 刀具或工作台 的往复直线运动是主运动； 对加工中心和一些数控车床还必须具有准 停控制和C轴控制功能。

　　数字控制机床工作时，不要人去直接操作机床，但又要执行人的意图，这 就必须在任何数字控制机床之间建立某种联系，这种联系的中间媒介物称 之为控制介质。在普通机床上加工零件时，由工人按图样和工艺要求 进行加工。在数字控制机床加工时，控制介质是存储数控加工所需要的全 部动作和刀具相对于工件位置等信息的信息载体，它记载着零件的加 工工序。数字控制机床中，常用的控制介质有穿孔纸带、穿孔卡片、磁带 和磁盘或其他可存储代码的载体，至于采用哪一种，则取决于数控装 置的类型。早期时，使用的是8单位（8孔）穿孔纸带，并规定了标准 信息代码ISO（国际标准化组织制定）和EIA（美国电子工业协会制 定）两种代码。

　　数字控制机床中的机床，在开始阶段沿用普通机床， 只是在自动变速、 刀架或工作台自动转位和手柄等方面作些改变。随着数控技术的发 展，对机床结构的技术性能要求更高，在总体布局、外观造型、传动 系统结构、 刀具系统以及操作性能方面都已经发生很大的变化。 因为 数字控制机床除切削用量大、 连续加工发热多等影响工件精度外， 还由于 在加工中自动控制， 不能由人工进行补偿， 所以其设计要求比通用机 床更完善，制造要求比通用机床更精密。

　　数控装置是数字控制机床的核心。 其功能是接受输入装置输入的数控 程序中的加工信息，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行译码、 运算和逻辑处理后， 发出相应的脉冲送给伺服系统， 使伺服系统带动 机床的各个运动部件按数控程序预定要求动作。一般由输入输出装 置、控制器、运算器、各种接口电路、CRT显示器等硬件以及相应的 软件组成。数控装置作为数字控制机床“指挥系统”，能完成信息的输入、 存储、变换、插补运算以及实现各种控制功能。它具备的主要功 能如下：

　　数字控制机床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电动机 及拖动、动控制、检测等技术为一体的自动化设备。数字控制机床的基本 组成包括控制介质、数控装置、伺服系统、反馈装置及机床本体，见 图2-1。