一、CNC系統(tǒng)的硬件構(gòu)成與分類

從CNC系統(tǒng)的總體安裝結(jié)構(gòu)看，有整體式結(jié)構(gòu)和分體式結(jié)構(gòu)兩種。

所謂整體式結(jié)構(gòu)是把 CRT 和 MDI 面板、操作面板以及功能模塊板組成的電路板等安裝在同一機箱內(nèi)。這種方式的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝，但有時可能造成某些信號連線過長。分體式結(jié)構(gòu)通常把 CRT 和 MDI 面板、操作面板等做成一個部件，而把功能模塊組成的電路板安裝在一個機箱內(nèi)，兩者之間用導(dǎo)線或光纖連接。許多 CNC 機床把操作面板也單獨作為一個部件，這是由于所控制機床的要求不同，操作面板相應(yīng)地要改變，做成分體式的有利于更換和安裝。

CNC 操作面板在機床上的安裝形式有吊掛式、床頭式、控制柜式、控制臺式等多種。

從組成CNC系統(tǒng)的電路板的結(jié)構(gòu)特點來看，有兩種常見的結(jié)構(gòu)，即大板式結(jié)構(gòu)和模塊化結(jié)構(gòu)。

大板式結(jié)構(gòu)的特點是，一個系統(tǒng)一般都有一塊大板，稱為主板。主板上裝有主 CPU 和各軸的位置控制電路等。其他相關(guān)的子板 （ 完成一定功能的電路板 ） ，如 ROM 板、零件程序存儲器板和 PLC 板都直接插在主板上面，組成 CNC 系統(tǒng)的核心部分。由此可見，大板式結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，可靠性高，價格低，有很高的性能 / 價格比，也便于機床的一體化設(shè)計。大板結(jié)構(gòu)雖有上述優(yōu)點，但它的硬件功能不易變動，不利于組織生產(chǎn)。

另外一種柔性比較高的結(jié)構(gòu)就是總線模塊化的開放系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特點是將微處理機、存儲器、輸入輸出控制分別做成插件板（ 稱為硬件模塊 ） ，甚至將微處理機、存儲器、輸入輸出控制組成獨立微計算機級的硬件模塊，相應(yīng)的軟件也是模塊結(jié)構(gòu)，固化在硬件模塊中。硬軟件模塊形成一個特定的功能單元，稱為功能模塊。功能模塊間有明確定義的接口，接口是固定的，成為工廠標(biāo)準(zhǔn)或工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，彼此可以進(jìn)行信息交換。于是可以積木式組成 CNC 系統(tǒng)，使設(shè)計簡單，有良好的適應(yīng)性和擴(kuò)展性，試制周期短，調(diào)整維護(hù)方便，效率高。

從 CNC 系統(tǒng)使用的微機及結(jié)構(gòu)來分， CNC 系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)一般分為單微處理機和多微處理機結(jié)構(gòu)兩大類。初期的 CNC 系統(tǒng)和現(xiàn)有一些經(jīng)濟(jì)型 CNC 系統(tǒng)采用單微處理機結(jié)構(gòu)。而多微處理機結(jié)構(gòu)可以滿足數(shù)控機床高進(jìn)給速度、高加工精度和許多復(fù)雜功能的要求，也適應(yīng)于并入 FMS 和 CIMS 運行的需要，從而得到了迅速的發(fā)展，它反映了當(dāng)今數(shù)控系統(tǒng)的新水平。

二、數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)

（1）多功能數(shù)控車床是采用直流或交流主軸控制單元來驅(qū)動主軸，按控制指令作無級變速，主軸之間不必用多級齒輪副來進(jìn)行變速。為擴(kuò)大變速范圍，現(xiàn)在一般還要通過一級齒輪副，以實現(xiàn)分段無級調(diào)速，即使這樣，床頭箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)已比傳統(tǒng)車床簡單得多。數(shù)控車床的另一個結(jié)構(gòu)特點是剛度大，這是為了與控制系統(tǒng)的高精度控制相匹配，以便適應(yīng)高精度的加工。

（2）由于數(shù)控車床刀架的兩個方向運動分別由兩臺伺服電動機驅(qū)動，所以它的傳動鏈短。不必使用掛輪、光杠等傳動部件，用伺服電動機直接與絲杠聯(lián)結(jié)帶動刀架運動。伺服電動機絲杠間也可以用同步皮帶副或齒輪副聯(lián)結(jié)。

（3）數(shù)控車床的第三個結(jié)構(gòu)特點是輕拖動。刀架移動一般采用滾珠絲杠副。滾珠絲杠副是數(shù)控車床的關(guān)鍵機械部件之一，滾珠絲杠兩端安裝的滾動軸承是專用鈾承，它的壓力角比常用的向心推力球輛承要大得多。這種專用軸承配對安裝，是選配的，最好在軸承出廠時就是成對的。

（4）為了拖動輕便，數(shù)控車床的潤滑都比較充分，大部分采用油霧自動潤滑。

（5）數(shù)控車床一般還配有自動排屑裝置……

（6）數(shù)控車床還具有加工冷卻充分、防護(hù)較嚴(yán)密等特點，自動運轉(zhuǎn)時一般都處于全封閉或半封閉狀態(tài)。

（7）由于數(shù)控機床的價格較高、控制系統(tǒng)的壽命較長，所以數(shù)控車床的滑動導(dǎo)軌也要求耐磨性好。數(shù)控車床一般采用鑲鋼導(dǎo)軌，這樣機床精度保持的時間就比較長，其使用壽命也可延長許多