什么是數(shù)控技術(shù)

　　數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控（Numerical Control）。它是利用數(shù)字化的信息對機(jī)床運(yùn)動及加工過程進(jìn)行控制的一種方法。用數(shù)控技術(shù)實(shí)施加工控制的機(jī)床，或者說裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床稱為數(shù)控（NC）機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)包括：數(shù)控裝置、可編程控制器、主軸驅(qū)動器及進(jìn)給裝置等部分。數(shù)控機(jī)床是機(jī)、電、液、氣、光高度一體化的產(chǎn)品。要實(shí)現(xiàn)對機(jī)床的控制，需要用幾何信息描述刀具和工件間的相對運(yùn)動以及用工藝信息來描述機(jī)床加工必須具備的一些工藝參數(shù)。

　　例如：進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、主軸正反轉(zhuǎn)、換刀、冷卻液的開關(guān)等。這些信息按一定的格式形成加工文件（即正常說的數(shù)控加工程序）存放在信息載體上（如磁盤、穿孔紙帶、磁帶等），然后由機(jī)床上的數(shù)控系統(tǒng)讀入（或直接通過數(shù)控系統(tǒng)的鍵盤輸入，或通過通信方式輸入），通過對其譯碼，從而使機(jī)床動作和加工零件。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，是新一代生產(chǎn)技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等的技術(shù)基礎(chǔ)。

　　現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨向是高速化、高精度化、高可*性、多功能、復(fù)合化、智能化和開放式結(jié)構(gòu)。主要發(fā)展動向是研制開發(fā)軟、硬件都具有開放式結(jié)構(gòu)的智能化全功能通用數(shù)控裝置。數(shù)控技術(shù)是機(jī)械加工自動化的基礎(chǔ)，是數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)，其水平高低關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合實(shí)力的水平。

　　它隨著信息技術(shù)、微電子技術(shù)、自動化技術(shù)和檢測技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。數(shù)控加工中心是一種帶有刀庫并能自動更換刀具，對工件能夠在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行多種加工操作的數(shù)控機(jī)床。在加工中心上加工零件的特點(diǎn)是：被加工零件經(jīng)過一次裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同的工序自動選擇和更換刀具；自動改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對工件的運(yùn)動軌跡及其它輔助功能，連續(xù)地對工件各加工面自動地進(jìn)行鉆孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削等多工序加工。

　　由于加工中心能集中地、自動地完成多種工序，避免了人為的操作誤差、減少了工件裝夾、測量和機(jī)床的調(diào)整時(shí)間及工件周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時(shí)間，大大提高了加工效率和加工精度，所以具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。加工中心按主軸在空間的位置可分為立式加工中心與臥式加工中心。

　　數(shù)控技術(shù)的組成

　　數(shù)控系統(tǒng)：是一種程序控制系統(tǒng)，它能邏輯地處理輸入到系統(tǒng)中的數(shù)控加工程序，控制數(shù)控機(jī)床運(yùn)動并加工出零件。以計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)控系統(tǒng)，稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，簡稱CNC系統(tǒng)。

　　CNC系統(tǒng)組成：

　　數(shù)控機(jī)床加工零件的過程

　　數(shù)控技術(shù)是干什么的

　　數(shù)控技術(shù)目前它是采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計(jì)算機(jī)按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設(shè)備的運(yùn)動軌跡和外設(shè)的操作時(shí)序邏輯控制功能。由于采用計(jì)算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入操作指令的存貯、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實(shí)現(xiàn)，均可通過計(jì)算機(jī)軟件來完成，處理生成的微觀指令傳送給伺服驅(qū)動裝置驅(qū)動電機(jī)或液壓執(zhí)行元件帶動設(shè)備運(yùn)行。

　　傳統(tǒng)的機(jī)械加工都是用手工操作普通機(jī)床作業(yè)的，加工時(shí)用手搖動機(jī)械刀具切削金屬，靠眼睛用卡尺等工具測量產(chǎn)品的精度的。現(xiàn)代工業(yè)早已使用電腦數(shù)字化控制的機(jī)床進(jìn)行作業(yè)了 ，數(shù)控機(jī)床可以按照技術(shù)人員事先編好的程序自動對任何產(chǎn)品和零部件直接進(jìn)行加工了。這就是我們說的“數(shù)控加工”。

　　數(shù)控加工廣泛應(yīng)用在所有機(jī)械加工的任何領(lǐng)域。數(shù)控機(jī)床是按照事先編制好的加工程序，自動地對被加工零件進(jìn)行加工。我們把零件的加工工藝路線、工藝參數(shù)、刀具的運(yùn)動軌跡、位移量、切削參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)數(shù)、進(jìn)給量、背吃刀量等）以及輔助功能（換刀、主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、切削液開、關(guān)等），按照數(shù)控機(jī)床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫成加工程序單，再把這程序單中的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上，然后輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中，從而指揮機(jī)床加工零件。

　　數(shù)控機(jī)床的工作流程

　　1、數(shù)控加工程序的編制在零件加工前，首先根據(jù)被加工零件圖樣所規(guī)定的零件形狀、尺寸、材料及技術(shù)要求等，確定零件的工藝過程、工藝參數(shù)、幾何參數(shù)以及切削用量等，然后根據(jù)所使用的數(shù)控機(jī)床編程手冊規(guī)定的代碼和程序格式，編寫零件加工程序單。

　　2、程序輸入

　　程序輸入的任務(wù)是把零件加工程序、控制參數(shù)和補(bǔ)償數(shù)據(jù)輸入到數(shù)控裝置中去。零件加工程序輸入的方法因輸入設(shè)備而異，有鍵盤輸入、磁盤輸入以及通信方式輸入。某些控制參數(shù)和補(bǔ)償數(shù)據(jù)可以通過機(jī)床操作面板輸入。

　　3、譯碼

　　數(shù)控裝置接受的程序是由一個(gè)一個(gè)的程序段組成的，程序段中包含零件幾何輪廓信息（如直線還是圓弧、線段的起點(diǎn)和終點(diǎn)等）、加工進(jìn)給速度（F代碼）等加工工藝信息和其它輔助信息（M、S、T代碼等）。計(jì)算機(jī)不能直接識別它們，譯碼程序就像一個(gè)翻譯，按照一定的語法規(guī)則將上述信息解釋成計(jì)算機(jī)能夠識別的數(shù)據(jù)形式，并按一定的數(shù)據(jù)格式存放在指定的內(nèi)存專用區(qū)域。在譯碼過程中對程序段還要進(jìn)行語法檢查，有錯(cuò)則立即報(bào)警。

　　4、刀具補(bǔ)償

　　零件加工程序通常是按零件輪廓軌跡編制的，而數(shù)控系統(tǒng)所控制的是刀具中心的軌跡。刀具補(bǔ)償?shù)淖饔檬前蚜慵喞壽E轉(zhuǎn)換成刀具中心軌跡運(yùn)動，加工出所要求的零件輪廓。 刀具補(bǔ)償還包括刀具長度補(bǔ)償。

　　5、插補(bǔ)

　　插補(bǔ)的目的是控制加工運(yùn)功，使刀具相對于工件作出符合零件輪廓軌跡的相對運(yùn)動。數(shù)控裝置根據(jù)輸入零件幾何輪廓數(shù)據(jù)，通過計(jì)算，把零件輪廓描述出來。數(shù)控系統(tǒng)邊計(jì)算邊根據(jù)計(jì)算結(jié)果向各坐標(biāo)軸發(fā)出運(yùn)動指令，將工件加工成所需的輪廓形狀。插補(bǔ)就是在己知曲線的種類、起點(diǎn)、終點(diǎn)和進(jìn)給速度的條件下，在曲線的起、終點(diǎn)之間進(jìn)行“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”。在每個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)運(yùn)行一次插補(bǔ)程序，形成一個(gè)個(gè)微小的直線數(shù)據(jù)段。插補(bǔ)完一個(gè)程序段（即加工一條曲線）通常需要經(jīng)過若干次插補(bǔ)周期。

　　6、位置控制和機(jī)床加工

　　插補(bǔ)的結(jié)果是產(chǎn)生一個(gè)插補(bǔ)周期內(nèi)的位置增量。在閉環(huán)系統(tǒng)中，位置控制的任務(wù)是在每個(gè)采樣周期內(nèi)，將插補(bǔ)計(jì)算出的指令位置與實(shí)際反饋位置相比較，用其差值去控制伺服電動機(jī)，電動機(jī)使機(jī)床的運(yùn)動部件帶動刀具相對于工件按規(guī)定的軌跡和速度進(jìn)行加工。