什么是數(shù)控機(jī)床？

A 數(shù)控機(jī)床 是一種數(shù)控機(jī)床，具有機(jī)載計(jì)算機(jī)的附加功能。計(jì)算機(jī)稱為機(jī)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(jī)器。程序被轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)碾娦盘?hào)，輸入到運(yùn)行機(jī)器的電機(jī)中。

機(jī)床床身是數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)，也是由主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)、床身、工作臺(tái)及輔助運(yùn)動(dòng)裝置、液壓氣動(dòng)系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻裝置、排屑、防護(hù)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(jī)床的性能，它在總體布局、外形、傳動(dòng)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(jī)床的機(jī)械部分有床身、箱體、立柱、導(dǎo)軌、工作臺(tái)、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、刀具交換機(jī)構(gòu)等。

數(shù)控機(jī)床如何工作？

數(shù)控機(jī)床是利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。該技術(shù)利用計(jì)算機(jī)按照預(yù)先儲(chǔ)存的控制程序，對(duì)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)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(jì)算機(jī)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(chǔ)、處理、計(jì)算、邏輯判斷等控制功能都可以由計(jì)算機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)，將處理產(chǎn)生的微指令傳送給伺服驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)電機(jī)或液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而帶動(dòng)數(shù)控機(jī)床運(yùn)行。

為了運(yùn)行數(shù)控機(jī)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(yùn)動(dòng)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(shí)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(duì)輸入的程序（代碼）進(jìn)行譯碼、處理，并向各坐標(biāo)軸的伺服驅(qū)動(dòng)裝置和輔助功能控制裝置發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，控制機(jī)床各部件的運(yùn)動(dòng)。

步驟4、在運(yùn)動(dòng)過程中，數(shù)控系統(tǒng)需隨時(shí)檢測(cè)數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸位置，行程開關(guān)的狀態(tài)等，并與程序的要求進(jìn)行比較，確定下一步的動(dòng)作，直到加工出合格的零件。

步驟5、操作人員要隨時(shí)觀察、檢查數(shù)控機(jī)床的加工情況和工作狀態(tài)，必要時(shí)需對(duì)數(shù)控機(jī)床動(dòng)作和加工程序進(jìn)行調(diào)整，以保證機(jī)床安全可靠地運(yùn)行。

直角坐標(biāo)系

幾乎所有傳統(tǒng)機(jī)床能生產(chǎn)的產(chǎn)品都可以在計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床上生產(chǎn)，而且它具有許多優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)產(chǎn)品時(shí)使用的機(jī)床運(yùn)動(dòng)有兩種基本類型：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)（直線運(yùn)動(dòng)）和連續(xù)路徑（輪廓運(yùn)動(dòng)）。

笛卡爾坐標(biāo)系或直角坐標(biāo)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(diǎn)都可以從 3 個(gè)垂直軸上的任何其他點(diǎn)以數(shù)學(xué)術(shù)語描述。這個(gè)概念非常適合機(jī)床，因?yàn)樗鼈兊慕Y(jié)構(gòu)通常基于 3 個(gè)運(yùn)動(dòng)軸（X、Y、Z）加上一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸。在普通立式銑床上，X 軸是工作臺(tái)的水平運(yùn)動(dòng)（向右或向左），Y 軸是工作臺(tái)橫向運(yùn)動(dòng)（朝向或遠(yuǎn)離立柱），Z 軸是膝蓋或主軸的垂直運(yùn)動(dòng)。數(shù)控系統(tǒng)嚴(yán)重依賴直角坐標(biāo)的使用，因?yàn)槌绦騿T可以精確定位作業(yè)上的每個(gè)點(diǎn)。當(dāng)在工件上定位點(diǎn)時(shí)，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(diǎn)稱為原點(diǎn)或零點(diǎn)（圖 1）

圖 1 相交線形成直角并確定零點(diǎn)。

圖2 CNC中使用的三維坐標(biāo)平面（軸）。

三維坐標(biāo)平面如圖 3 所示。X 和 Y 平面（軸）是水平的，表示水平機(jī)床工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。Z 平面或軸表示垂直刀具運(yùn)動(dòng)。加號(hào) (+) 和減號(hào) (-) 表示從零點(diǎn)（原點(diǎn)）沿運(yùn)動(dòng)軸的方向。XY 軸交叉時(shí)形成的 2 個(gè)象限按逆時(shí)針方向編號(hào)（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(fù) X (X-) 和正 (Y+)。在第 2 象限中，所有位置均為負(fù) X (X-) 和負(fù) (Y-)。在第 3 象限中，所有位置均為正 X (X+) 和負(fù) Y (Y-)。

圖 3 X 軸和 Y 軸交叉時(shí)形成的象限用于精確定位距離 X/Y 零點(diǎn)或原點(diǎn)的點(diǎn)。

在圖 3 中，點(diǎn) A 位于 Y 軸右側(cè) 2 個(gè)單位處，位于 X 軸上方 2 個(gè)單位處。假設(shè)每個(gè)單位等于 1.000。點(diǎn) A 的位置為 X + 2.000 和 Y + 2.000。對(duì)于點(diǎn) B，其位置為 X + 1.000 和 Y - 2.000。在 CNC 編程中，無需指示正 (+) 值，因?yàn)檫@些是假定的。但是，必須指示負(fù) (-) 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(jì)算機(jī)系統(tǒng)與由傳感器和電力驅(qū)動(dòng)器組成的機(jī)器相連。程序控制機(jī)器軸的運(yùn)動(dòng)。

最常見的數(shù)控機(jī)床類型有哪些？

早期機(jī)床的設(shè)計(jì)是操作員站在機(jī)床前面操作控制裝置。這種設(shè)計(jì)不再必要，因?yàn)樵?CNC 中，操作員不再控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)。在傳統(tǒng)機(jī)床上，只有大約 20% 的時(shí)間用于去除材料。隨著電子控制裝置的加入，實(shí)際去除金屬的時(shí)間增加到 80% 甚至更高。它還減少了將切削刀具送入每個(gè)加工位置所需的時(shí)間。

各行各業(yè)中最常見的數(shù)控機(jī)床有 10 種類型。

1.數(shù)控銑床（數(shù)控銑床)

2.數(shù)控雕刻機(jī)（CNC雕刻機(jī))

3. 數(shù)控激光機(jī) （激光切割機(jī)、激光雕刻機(jī)、激光焊接機(jī)）

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(jī)（EDM）

9.數(shù)控等離子切割機(jī)（數(shù)控等離子切割機(jī))

10. 3D 打印機(jī)