1、數控銑床的基本組成。數控銑床最基本的組成包括I/O裝置、數控裝置、伺服驅動(dòng)裝置、測量反饋裝置、輔助裝置、機床本體共六部分。下面將對這六部分進(jìn)行具體介紹。

（1）I/O裝置。I/O裝置是用于數控加工或運動(dòng)控制程序、加工與控制數據、機床參數以及坐標軸位置、檢測開(kāi)關(guān)的狀態(tài)等數據的輸入/輸出。鍵盤(pán)和顯示器是數控設備必備的、最基本的I/O裝置。作為數控系統的外圍設備，臺式計算機、便攜式計算機是目前常用的I/O裝置之一。

（2）數控裝置。數控裝置是數控系統的核心，它由I/O接口線(xiàn)路、控制器、運算器和存儲器等組成。數控裝置的作用是將輸入裝置輸入的數據通過(guò)內部的邏輯電路或控制軟件進(jìn)行編譯、運算和處理后，輸出各種信息和指令，用以控制機床的各部分進(jìn)行規定的動(dòng)作。

在這些控制信息和指令中，最基本的是經(jīng)插補運算后生成的坐標軸進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和進(jìn)給位移量等指令，并提供給伺服驅動(dòng)裝置，經(jīng)驅動(dòng)器放大后，最終控制坐標軸的位移。這些控制信息和指令直接決定了刀具或坐標軸的移動(dòng)軌跡。

（3）伺服驅動(dòng)裝置。伺服驅動(dòng)裝置通常由伺服放大器（也稱(chēng)驅動(dòng)器、伺服單元）和執行機構等部分組成。在數控機床上，一般都采用交流伺服電動(dòng)機作為執行機構。目前，在先進(jìn)的高速加工機床上已經(jīng)開(kāi)始使用直線(xiàn)電動(dòng)機。另外，20世紀生產(chǎn)的數控機床中也有采用直流伺服電動(dòng)機的簡(jiǎn)易數控機床，也有用步進(jìn)電動(dòng)機作為執行機構的。伺服放大器它必須與驅動(dòng)電動(dòng)機配套使用。

（4）測量反饋裝置。測量反饋裝置是閉環(huán)（半閉環(huán)）數控機床的檢測環(huán)節，其作用是通過(guò)現代化的測量元件（如脈沖編碼器、旋轉變壓器、感應同步器、光柵、磁尺和激光測量儀等），將執行元件或工作臺等的實(shí)際速度和位移檢測出來(lái)，反饋給伺服驅動(dòng)裝置或數控裝置，補償進(jìn)給速度或執行機構的運動(dòng)誤差，以達到提高運動(dòng)機構精度的目的。測量裝置檢測信號反饋的位置，取決于數控系統的結構形式。伺服內裝式脈沖編碼器、測速機以及直線(xiàn)光柵等都是較常用的檢測部件。

先進(jìn)的伺服驅動(dòng)裝置采用了數字式伺服驅動(dòng)技術(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)數字伺服），伺服驅動(dòng)裝置和數控裝置之間采用了總線(xiàn)連接的，反饋信號在大多數場(chǎng)合都是與伺服驅動(dòng)裝置進(jìn)行連接的，并通過(guò)總線(xiàn)傳送到數控裝置。只有在少數場(chǎng)合或采用模擬量控制的伺服驅動(dòng)裝置（簡(jiǎn)稱(chēng)模擬伺服）時(shí)，反饋裝置才需要直接和數控裝置進(jìn)行連接。

（5）輔助控制機構。輔助控制機構是指介于數控裝置與機床機械部件、液壓部件之間的控制部件。其主要作用是接收數控裝置輸出的主軸轉速、轉向和啟停指令，刀具選擇交換指令，冷卻、潤滑裝置的啟停指令，工件和機床部件的松開(kāi)、夾緊指令，工作臺轉位等輔助指令信號，以及機床上檢測開(kāi)關(guān)的狀態(tài)等信號，經(jīng)必要的編譯、邏輯判斷、功率放大后直接驅動(dòng)相應的執行元件，帶動(dòng)機床機械部件、液壓氣動(dòng)等輔助裝置完成指令規定的動(dòng)作。它通常由PLC和強電控制回路構成，PLC在結構上可以與CNC—體化（內置式PLC），也可以相對獨立（外置式PLC）。

（6）機床本體。機床本體就是數控機床的機械結構件，它由主傳動(dòng)系統、進(jìn)給傳動(dòng)系統、床身、工作臺，以及輔助運動(dòng)裝置、液壓/氣動(dòng)系統、潤滑系統、冷卻裝置、排屑、防護系統等部分組成。為了滿(mǎn)足數控技術(shù)的要求，充分發(fā)揮機床性能，數控機床與普通機床相比，機床本體在總體布局、外觀(guān)造型、傳動(dòng)系統結構、刀具系統以及操作性能方面已發(fā)生了很大的變化。

2、數控銑床工作原理。在傳統的金屬切削機床上，操作者在加工零件時(shí)，根據圖樣的要求，需要不斷地改變刀具的運動(dòng)軌跡和運動(dòng)速度等參數，使刀具對工件進(jìn)行切削加工，最終加工出合格零件。

數控銑床的加工實(shí)際上應用了“微分”原理，其工作原理與過(guò)程簡(jiǎn)述如下。

1）數控裝置根據加工程序要求的刀具軌跡，將軌跡按機床對應的坐標軸，以最小移動(dòng)量（脈沖當量）為單位進(jìn)行微分，并計算出各坐標需要移動(dòng)的脈沖數。

2）通過(guò)數控裝置的“插補”軟件或“插補”運算器，將要求的軌跡用以“最小移動(dòng)量”為單位的等效折線(xiàn)進(jìn)行擬合，并找出最接近理論軌跡的擬合折線(xiàn)。

3）數控裝置根據擬合折線(xiàn)的軌跡，給相應的坐標軸連續不斷地分配進(jìn)給脈沖，并通過(guò)伺服驅動(dòng)使機床坐標軸按分配的脈沖運動(dòng)。

由上可得出以下結論：

1）只要數控銑床的最小移動(dòng)量（脈沖當量）足夠小，所用的擬合折線(xiàn)就可以等效代替理論曲線(xiàn)。

2）只要改變坐標軸的脈沖分配方式，就可以改變擬合折線(xiàn)的形狀，從而達到改變加工軌跡的目的。

3）只要改變分配脈沖的頻率，就可改變坐標軸（刀具）的運動(dòng)速度。

這樣就實(shí)現了數控銑床控制刀具移動(dòng)軌跡的根本目的。

根據給定的數學(xué)函數，在理想軌跡（輪廓）的已知點(diǎn)之間通過(guò)數據點(diǎn)的密化，計算并確定中間點(diǎn)的方法稱(chēng)為插補；能同時(shí)參與插補的坐標軸數稱(chēng)為聯(lián)動(dòng)軸數。顯然，數控銑床的聯(lián)動(dòng)軸數越多，機床加工輪廓的性能就越強。因此，聯(lián)動(dòng)軸數量是衡量數控銑床性能的重要技術(shù)指標。