1.1 概述

数控机床一般包括3大部分：机床系统、控制系统和辅助系统，如图1-1所示。机床系统是数控机床的基体，包括床身、主轴箱、进给传动装置、工件固定装置及换刀装置等。控制系统包括数控系统和电气控制电路。辅助系统主要由液压系统、润滑系统及冷却系统等组成。数控系统是数控机床的核心，它决定了数控机床的加工性能和功能。

图1-1 数控机床的组成

1. 数控机床控制系统

数控机床控制系统由数控系统和外部电气控制电路组成，如图1-2所示。数控系统硬件由中央处理单元、系统存储器、可编程控制器、通信接口电路等构成。中央处理单元是数控装置的神经中枢，管理着系统的运行。系统存储器用于存储机床数据、系统软件及零件加工程序。数控系统内部的信息交换是通过通信接口进行的，包括伺服驱动接口、操作部件接口及机床输入/输出接口。伺服驱动接口主要用于控制伺服驱动系统的运动，并对位置或速度反馈信号进行数字化处理。操作部件接口连接机床操作面板、机床控制面板等操作部件，用于系统数据的输入、零件程序的编辑以及机床的各种操作。机床输入/输出接口连接可编程控制器，用于机床的逻辑控制和辅助功能处理，使机床的切削运动与辅助动作协调一致。系统软件由管理软件和控制软件组成，管理软件主要用于控制信号的输入/输出、信息显示和状态诊断。控制软件包括译码、刀具补偿、速度控制、插补运算和位置控制等程序。

图1-2 数控机床控制系统

图1-3所示是840D系统典型软件结构，共有5类系统软件和控制软件。

2. 数控系统的软件结构

● 西门子提供的数控系统软件、机床制造商的控制软件及用户软件，如操作系统、标准循环及零件加工程序。

● 人机对话操作单元的系统软件和控制软件。

● PLC系统软件、基本程序块、机床厂设计的PLC控制程序。

● 驱动系统软件，包括插补软件、测量软件和设置软件。

● 通信软件，包括系统与操作面板、机床控制面板、PLC及驱动等之间的通信等。

在图1-3中，SRAM（Static Memory）是静态存储器，DRAM（Dynamic Memory）为动态存储器，DPR（Dual-Port Memory）是双口存储器，MPI（Multi-Port Interface）是多点通信接口，NCU（Numerical Control Unit）为数字控制单元，NCK（Numerical Control Kernel）为数字控制核。

图1-3 840D系统典型软件结构图