數控車床

       數控（英文名字：Numerical Control 簡稱:NC）技術是指用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一臺或多臺機械設備動作控制的技術。數控一般是采用通用或專用計算機實現數字程序控制，因此數控也稱為計算機數控(Computerized Numerical Control )，簡稱CNC，國外一般都稱為CNC，很少再用NC這個概念了。 它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關的開關量。數控的產生依賴于數據載體和二進制形式數據運算的出現。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數據載體問世；19世紀末，以紙為數據載體并具有輔助功能的控制系統被發明；1938年，香農在美國麻省理工學院進行了數據快速運算和傳輸，奠定了現代計算機，包括計算機數字控制系統的基礎。數控技術是與機床控制密切結合發展起來的。1952年，第一臺數控機床問世，成為世界機械工業史上一件劃時代的事件，推動了自動化的發展。
　   現在，數控技術也叫計算機數控技術（CNC，Computerized Numerical Control），目前它是采用計算機實現數字程序控制的技術。這種技術用計算機按事先存貯的控制程序來執行對設備的運動軌跡和外設的操作時序邏輯控制功能。由于采用計算機替代原先用硬件邏輯電路組成的數控裝置，使輸入操作指令的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現，均可通過計算機軟件來完成，處理生成的微觀指令傳送給伺服驅動裝置驅動電機或液壓執行元件帶動設備運行。
　  傳統的機械加工都是用手工操作普通機床作業的，加工時用手搖動機械刀具切削金屬，靠眼睛用卡尺等工具測量產品的精度的。現代工業早已使用電腦數字化控制的機床進行作業了，數控機床可以按照技術人員事先編好的程序自動對任何產品和零部件直接進行加工了。這就是我們說的“數控加工”。數控加工廣泛應用在所有機械加工的任何領域，更是模具加工的發展趨勢和重要和必要的技術手段。
　　“CNC”是英文Computerized Numerical Control（計算機數字化控制）的縮寫。 數控機床是按照事先編制好的加工程序，自動地對被加工零件進行加工。我們把零件的加工工藝路線、工藝參數、刀具的運動軌跡、位移量、切削參數(主軸轉數、進給量、背吃刀量等)以及輔助功能(換刀、主軸正轉、反轉、切削液開、關等)，按照數控機床規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容記錄在控制介質上(如穿孔紙帶、磁帶、磁盤、磁泡存儲器)，然后輸入到數控機床的數控裝置中，從而指揮機床加工零件。
　　這種從零件圖的分析到制成控制介質的全部過程叫數控程序的編制。數控機床與普通機床加工零件的區別在于控機床是按照程序自動加工零件，而普通機床要由人來操作，我們只要改變控制機床動作的程序就可以達到加工不同零件的目的。因此，數控機床特別適用于加工小批量且形狀復雜要求精度高的零件。由于數控機床要按照程序來加工零件，編程人員編制好程序以后，輸入到數控裝置中來指揮機床工作。程序的輸入是通過控制介質來的。
　　數控技術及裝備是發展新興高新技術產業和尖端工業的使能技術和最基本的裝備。世界各國信息產業、生物產業、航空、航天等國防工業廣泛采用數控技術，以提高制造能力和水平，提高對市場的適應能力和競爭能力。工業發達國家還將數控技術及數控裝備列為國家的戰略物資，不僅大力發展自己的數控技術及其產業，而且在"高精尖"數控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。因此大力發展以數控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發達國家加速經濟發展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。
數控車床的基本組成
　　數控車床由數控裝置、床身、主軸箱、刀架進給系統、尾座、液壓系統、冷卻系統、潤滑系統、排屑器等部分組成。 數控車床分為立式數控車床和臥式數控車床兩種類型。
　　立式數控車床用于回轉直徑較大的盤類零件車削加工。
　　臥式數控車床用于軸向尺寸較長或小型盤類零件的車削加工。
　　臥式數控車床按功能可進一步分為經濟型數控車床、普通數控車床和車削加工中心。
　　(1)經濟型數控車床：采用步進電動機和單片機對普通車床的車削進給系統進行改造后形成的簡易型數控車床。成本較低，自動化程度和功能都比較差，車削加工精度也不高，適用于要求不高的回轉類零件的車削加工。
　　(2)普通數控車床：根據車削加工要求在結構上進行專門設計，配備通用數控系統而形成的數控車床。數控系統功能強，自動化程度和加工精度也比較高，適用于一般回轉類零件的車削加工。這種數控車床可同時控制兩個坐標軸，即x軸和z軸。   　　    (3)車削加工中心：在普通數控車床的基礎上，增加了C軸和動力頭，更高級的機床還帶有刀庫，可控制X、Z和C三個坐標軸，聯動控制軸可以是(X、Z)、(X、C)或(Z、C)。由于增加了C軸和銑削動力頭，這種數控車床的加工功能大大增強，除可以進行一般車削外，還可以進行徑向X軸向銑削、曲面銑削、中心線不在零件回轉中心的孔和徑向孔的鉆削等加工。
　　2.液壓卡盤和液壓尾架
　　液壓卡盤是數控車削加工時夾緊工件的重要附件，對一般回轉類零件可采用普通液壓卡盤；對零件被夾持部位不是圓柱形的零件，則需要采用專用卡盤；用棒料直接加工零件時需要采用彈簧卡盤。 對軸向尺寸和徑向尺寸的比值較大的零件，需要采用安裝在液壓尾架上的活頂尖零件尾端進行支撐，才能保證對零件進行正確的加工。尾架有普通液壓尾架和可編程液壓尾架。 　　3.數控車床的刀架
　　數控車床可以配備兩種刀架：
　　(1)專用刀架 由車床生產廠商自己開發，所使用的刀柄也是專用的。這種刀架的優點是制造成本低，但缺乏通用性。
　　(2)通用刀架根據一定的通用標準(如VDI，德國工程師協會)而生產的刀架，數控車床生產廠商可以根據數控車床的功能要求進行選擇配。
　　4.銑削動力頭
　　數控車床刀架上安裝銑削動力頭后可以大大擴展數控車床的加工能力。如：利用銑削動力頭進行軸向鉆孔和銑削軸向槽。
　　5.數控車床的刀具
　　在數控車床或車削加工中心上車削零件時，應根據車床的刀架結構和可以安裝刀具的數量，合理、科學地安排刀具在刀架上的位置，并注意避免刀具在靜止和工作時，刀具與機床、刀具與工件以及刀具相互之間的干涉現象。
數控車床的使用條件
　　數控車床的正常使用必須滿足如下條件，機床所處位置的電源電壓波動小，環境溫度低于30攝示度，相對溫度小于80%。
一. 機床位置環境要求
　　機床的位置應遠離振源、應避免陽光直接照射和熱輻射的影響，避免潮濕和氣流的影響。如機床附近有振源，則機床四周應設置防振溝。否則將直接影響機床的加工精度及穩定性，將使電子元件接觸不良，發生故障，影響機床的可靠性。
二. 電源要求
　　一般數控車床安裝在機加工車間，不僅環境溫度變化大，使用條件差，而且各種機電設備多，致使電網波動大。因此，安裝數控車床的位置，需要電源電壓有嚴格控制。電源電壓波動必須在允許范圍內，并且保持相對穩定。否則會影響數控系統的正常工作。
三. 溫度條件
　　數控車床的環境溫度低于30攝示度，相對溫度小于80%。一般來說，數控電控箱內部設有排風扇或冷風機，以保持電子元件，特別是中央處理器工作溫度恒定或溫度差變化很小。過高的溫度和濕度將導致控制系統元件壽命降低，并導致故障增多。溫度和濕度的增高，灰塵增多會在集成電路板產生粘結，并導致短路。
四. 按說明書的規定使用機床
　　用戶在使用機床時，不允許隨意改變控制系統內制造廠設定的參數。這些參數的設定直接關系到機床各部件動態特征。只有間隙補償參數值可根據實際情況予以調整。
　　用戶不能隨意更換機床附件，如使用超出說明書規定的液壓卡盤。制造廠在設置附件時，充分考慮各項環節參數的匹配。盲目更換造成各項環節參數的不匹配，甚至造成估計不到的事故。
　　使用液壓卡盤、液壓刀架、液壓尾座、液壓油缸的壓力，都應在許用應力范圍內，不允許任意提高。