什么是數(shù)控機床？

A 數(shù)控機床 是一種數(shù)控機床，具有機載計算機的附加功能。計算機稱為機器控制單元 (MCU)。生產(chǎn)零件所需的數(shù)值數(shù)據(jù)以程序的形式提供給機器。程序被轉(zhuǎn)換成適當?shù)碾娦盘枺斎氲竭\行機器的電機中。

機床床身是數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)，也是由主傳動系統(tǒng)、進給傳動系統(tǒng)、床身、工作臺及輔助運動裝置、液壓氣動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻裝置、排屑、防護系統(tǒng)等部分組成。但為了適應(yīng)數(shù)控的要求，充分發(fā)揮機床的性能，它在總體布局、外形、傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、刀具系統(tǒng)和操作性能等方面都發(fā)生了很大的變化。數(shù)控機床的機械部分有床身、箱體、立柱、導(dǎo)軌、工作臺、主軸、進給機構(gòu)、刀具交換機構(gòu)等。

數(shù)控機床如何工作？

數(shù)控機床是利用計算機實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。該技術(shù)利用計算機按照預(yù)先儲存的控制程序，對設(shè)備的運動軌跡和外圍設(shè)備的操作執(zhí)行順序邏輯控制功能。由于用計算機代替原來由硬件邏輯電路構(gòu)成的數(shù)控裝置，所以輸入的操作指令的存儲、處理、計算、邏輯判斷等控制功能都可以由計算機軟件來實現(xiàn)，將處理產(chǎn)生的微指令傳送給伺服驅(qū)動裝置，驅(qū)動電機或液壓執(zhí)行機構(gòu)，從而帶動數(shù)控機床運行。

為了運行數(shù)控機床，您可以執(zhí)行以下步驟：

步驟1、根據(jù)加工零件的圖紙和工藝方案，用規(guī)定的代碼和程序格式，把刀具的運動軌跡、加工過程、工藝參數(shù)、切削用量等編成數(shù)控系統(tǒng)能夠識別的指令形式，即編寫加工程序。

步驟2、將編寫好的加工程序輸入數(shù)控裝置。

步驟3、數(shù)控裝置對輸入的程序（代碼）進行譯碼、處理，并向各坐標軸的伺服驅(qū)動裝置和輔助功能控制裝置發(fā)出相應(yīng)的控制信號，控制機床各部件的運動。

步驟4、在運動過程中，數(shù)控系統(tǒng)需隨時檢測數(shù)控機床的坐標軸位置，行程開關(guān)的狀態(tài)等，并與程序的要求進行比較，確定下一步的動作，直到加工出合格的零件。

步驟5、操作人員要隨時觀察、檢查數(shù)控機床的加工情況和工作狀態(tài)，必要時需對數(shù)控機床動作和加工程序進行調(diào)整，以保證機床安全可靠地運行。

直角坐標系

幾乎所有傳統(tǒng)機床能生產(chǎn)的產(chǎn)品都可以在計算機數(shù)控機床上生產(chǎn)，而且它具有許多優(yōu)點。生產(chǎn)產(chǎn)品時使用的機床運動有兩種基本類型：點對點（直線運動）和連續(xù)路徑（輪廓運動）。

笛卡爾坐標系或直角坐標系是由法國數(shù)學(xué)家和哲學(xué)家勒內(nèi)·笛卡爾發(fā)明的。使用該系統(tǒng)，任何特定點都可以從 3 個垂直軸上的任何其他點以數(shù)學(xué)術(shù)語描述。這個概念非常適合機床，因為它們的結(jié)構(gòu)通常基于 3 個運動軸（X、Y、Z）加上一個旋轉(zhuǎn)軸。在普通立式銑床上，X 軸是工作臺的水平運動（向右或向左），Y 軸是工作臺橫向運動（朝向或遠離立柱），Z 軸是膝蓋或主軸的垂直運動。數(shù)控系統(tǒng)嚴重依賴直角坐標的使用，因為程序員可以精確定位作業(yè)上的每個點。當在工件上定位點時，使用 2 條直線相交線，一條垂直，一條水平。這些線必須彼此成直角，它們相交的點稱為原點或零點（圖 1）

圖 1 相交線形成直角并確定零點。

圖2 CNC中使用的三維坐標平面（軸）。

三維坐標平面如圖 3 所示。X 和 Y 平面（軸）是水平的，表示水平機床工作臺運動。Z 平面或軸表示垂直刀具運動。加號 (+) 和減號 (-) 表示從零點（原點）沿運動軸的方向。XY 軸交叉時形成的 2 個象限按逆時針方向編號（圖 4）。位于象限 3 的所有位置均為正 (X+) 和正 (Y+)。在第 1 象限中，所有位置均為負 X (X-) 和正 (Y+)。在第 2 象限中，所有位置均為負 X (X-) 和負 (Y-)。在第 3 象限中，所有位置均為正 X (X+) 和負 Y (Y-)。

圖 3 X 軸和 Y 軸交叉時形成的象限用于精確定位距離 X/Y 零點或原點的點。

在圖 3 中，點 A 位于 Y 軸右側(cè) 2 個單位處，位于 X 軸上方 2 個單位處。假設(shè)每個單位等于 1.000。點 A 的位置為 X + 2.000 和 Y + 2.000。對于點 B，其位置為 X + 1.000 和 Y - 2.000。在 CNC 編程中，無需指示正 (+) 值，因為這些是假定的。但是，必須指示負 (-) 值。例如，A 和 B 的位置應(yīng)指示如下：

X2.000 Y2.000

BX1.000 Y-2.000

計算機系統(tǒng)與由傳感器和電力驅(qū)動器組成的機器相連。程序控制機器軸的運動。

最常見的數(shù)控機床類型有哪些？

早期機床的設(shè)計是操作員站在機床前面操作控制裝置。這種設(shè)計不再必要，因為在 CNC 中，操作員不再控制機床運動。在傳統(tǒng)機床上，只有大約 20% 的時間用于去除材料。隨著電子控制裝置的加入，實際去除金屬的時間增加到 80% 甚至更高。它還減少了將切削刀具送入每個加工位置所需的時間。

各行各業(yè)中最常見的數(shù)控機床有 10 種類型。

1.數(shù)控銑床（數(shù)控銑床)

2.數(shù)控雕刻機（CNC雕刻機)

3. 數(shù)控激光機 （激光切割機、激光雕刻機、激光焊接機）

4.數(shù)控車床（數(shù)控車床)

5.數(shù)控鉆床（CNC鉆床）

6.數(shù)控鏜床

7. CNC磨床（CNC磨床）

8.電火花加工機（EDM）

9.數(shù)控等離子切割機（數(shù)控等離子切割機)

10. 3D 打印機