一、數控車床控制對象的選擇

    數控車床系統對車床的控制對象：主軸、進給軸、刀架、潤滑及冷卻液。

二、數控車床對其各控制對象要求

    數控車床對其各控制對象要求為：
1、主軸——轉速在0~1500r/min內實現無級變速，并能實現正、反轉，在任意時刻都可以急停，加、減速時間短，并能保證運動過程中車床的穩定性。
2、進給軸——能控制X、Z兩軸的動作，最小指令單位為：0.001mm，能使X、Z軸進行高低速的轉換以實現快速進給和工進。
3、刀架——能實現四工位的自動換刀和鎖緊，電動機控制，換刀必須準確無誤。
4、冷卻液——能控制冷卻液的開、關。
5、潤滑——能實現自動潤滑。

三、數控車床對各控制對象要求的實現

1、數控車床主軸的實現

   數控車床的主運動通常是旋轉運動，無需絲杠或其他直線的裝置。隨著生產力的不斷提高、機床結構的改進、加工范圍的擴大，要求機床主軸的速度和功率不斷提高；要求主軸的轉速范圍不斷的擴大；要求主軸的恒功率恒轉速范圍要大，另外還要求數控機床的螺紋切削功能。主軸采用了三相異步電動機進行主軸的驅動，并用DC0~10V單極性的模擬電壓通過變頻器來進行變速。機床上電后，按下主軸正轉按鈕，系統向輸出接口X7的22號管腳輸入一個低電平，使得繼電器KA3吸合，進而繼電器KA3的常開觸點閉合，變頻器的S1、SC端口接通使主軸電動機實現正轉。按下反轉按鈕，系統向輸出接口X7的9號管腳輸入一個低電平，使得繼電器KA4吸合，進而繼電器KA4的常開觸點閉合，同時接口X7的22號管腳變位高電平使KA3的常開觸點打開，變頻器的S2、SC端口接通使主軸電動機實現反轉。主軸電動機的軸上還裝有脈沖編碼器作為轉速和位置的檢測元件。

2、數控車床進給軸的實現

   數控車床進給驅動系統包括進給軸的伺服電動機和驅動器。進給運動是根據被加工工件的形狀，保持工件與刀具的相對位置。進給運動驅動動力源的功率要求較小，為了保證生成被加工工件所需要的型線和一定的加工精度，進給軸采用了半閉環系統的伺服電動機來進行控制，在交流伺服電動機的半閉環系統中驅動器接收到系統發出的位置指令，驅動電機動作位置反饋系統將其與機床上位置檢測元件測得的實際位置相比較，經過調節，輸出相應的位置和速度控制信號，控制各軸伺服系統驅動機床的軸運動，使刀具完成相對工件的正確運動，加工出要求的工件輪廓。數控機床進給系統是由伺服電動機通過齒輪傳至滾珠絲杠帶動刀架做直線運動。

3、數控車床自動換刀的實現

   刀架的自動換刀用單相電機控制。數控的自動換刀系統是機床的一個重要的組成部分。刀架為四工位分別為：1號位、2號位、3號位、4號位、每個工位對應一個刀位到位信號。當系統發出換刀信號后,數控系統向刀架接口X4的1號管腳輸入一個低電平，使得繼電器KA1得電吸合，其常開觸點KA1閉合，常閉觸點KA1打開,刀架正轉控制接觸器ＫＭ2接通110Ｖ交流電源,ＫＭ2吸合,換刀電機通入電后正向旋轉,驅動蝸桿減速機構,螺桿升降機構使上刀體上升。當上刀體上升到一定高度時,離合轉盤起作用,帶動上刀體旋轉。刀架上端的發信盤對應每個刀位都安裝一個霍爾元件SQ9、SQ10、SQ11、SQ12，當上刀體旋轉到某一刀位時,該刀位上的霍爾元件與刀架上的磁鋼感應向系統反饋刀位信號，數控系統將反饋的刀位信號與指令輸入的刀位信號進行比較，當兩信號相同時，說明上刀體已旋到所選刀位,否則繼續旋轉。轉到所選刀號后,數控系統立即向接口X4的1號管腳輸入一個高電平使KA1斷開進而使得刀架停止旋轉，并向接口X4的9號管腳輸入一個低電平，使得KA2得電吸合，其常開觸點KA2閉合，常閉觸點KA2打開,刀架反轉控制接觸器ＫＭ3接通110Ｖ交流電源,ＫＭ3吸合,換刀電機通入電后反向旋轉,在活動銷的反靠作用下，蝸桿帶動上刀體下降，直至齒輪盤嚙合完成精定位。刀架電動機反轉鎖緊的時間是由數控系統中所存在參數所決定的。