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)床機(jī)架是數(shù)控機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)，它由主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給驅(qū)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(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻裝置、排屑裝置、防護(hù)系統(tǒng)等部件組成。為了滿足數(shù)控的要求，充分發(fā)揮機(jī)床的性能，其整體布局、外觀、傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、刀具系統(tǒng)和運(yùn)行性能都發(fā)生了巨大的變化。數(shù)控機(jī)床的機(jī)械部件包括床身、箱體、立柱、導(dǎo)軌、工作臺(tái)、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)和換刀機(jī)構(gòu)。

數(shù)控機(jī)床如何工作？

數(shù)控機(jī)床利用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制技術(shù)。該技術(shù)利用計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)的控制程序，執(zhí)行設(shè)備運(yùn)動(dòng)軌跡的順序邏輯控制功能以及外圍設(shè)備的操作。由于計(jì)算機(jī)取代了原有的由硬件邏輯電路組成的數(shù)控設(shè)備，輸入操作指令的存儲(chǔ)、處理、計(jì)算、邏輯判斷等控制功能均可由計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)，并且處理生成的微指令可以傳輸至伺服驅(qū)動(dòng)裝置，驅(qū)動(dòng)電機(jī)或液壓執(zhí)行器，從而驅(qū)動(dòng)數(shù)控機(jī)床運(yùn)行。

要操作數(shù)控機(jī)床，您可以按照以下步驟進(jìn)行：

第一步、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(guò)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。

第二步、 將編程好的加工程序輸入到數(shù)控設(shè)備中。

第三步、數(shù)控設(shè)備解碼并處理輸入程序（代碼），并將相應(yīng)的控制信號(hào)發(fā)送到各坐標(biāo)軸的伺服驅(qū)動(dòng)裝置和輔助功能控制裝置，以控制機(jī)床各部分的運(yùn)動(dòng)。

第四步、 在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，數(shù)控系統(tǒng)需要隨時(shí)檢測(cè)數(shù)控機(jī)床的坐標(biāo)軸位置、行程開(kāi)關(guān)的狀態(tài)等，并將其與程序的要求進(jìn)行比較，以確定下一步動(dòng)作，直到加工出合格的零件。

第五步：操作人員可隨時(shí)觀察和檢查數(shù)控機(jī)床的加工條件和工作狀態(tài)。如有必要，需調(diào)整數(shù)控機(jī)床的動(dòng)作和加工程序，以確保機(jī)床安全可靠運(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(guó)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(yǔ)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數(shù)控中使用的三維坐標(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?lè)较蚓幪?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，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。點(diǎn) B 的位置為 X + 1.000 和 Y - 2.000。在數(shù)控編程中，正值 (+) 無(wú)需標(biāo)明，因?yàn)檫@些值是默認(rèn)的。但是，負(fù)值 (-) 必須標(biāo)明。例如，點(diǎn) A 和點(diǎn) B 的位置可以表示如下：

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(jiàn)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)樵跀?shù)控中，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(jiàn)的 10 種數(shù)控機(jī)床類型。

1.數(shù)控銑床（數(shù)控銑床)

2.數(shù)控雕刻機(jī)（數(shù)控雕刻機(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)