數(shù)控機床
一、數(shù)控機床
計算機數(shù)控（CNC）是指用計算機實現(xiàn)部分或全部基本數(shù)控功能。數(shù)控機床是一種采用計算機，利用數(shù)字化信息進行控制，具有高附加值的技術(shù)密集型機電一體化產(chǎn)品。
二、數(shù)控機床的發(fā)展
1952年，世界第一臺數(shù)控機床在美國問世；
我國的數(shù)控機床起步于1958年，目前中、低檔計算機數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)達到小批量生產(chǎn)能力。
三、數(shù)控機床加工零件
1.在數(shù)控機床上加工零件是將加工過程所需的各種操作以及零件的形狀、尺寸按規(guī)定的編碼方式寫成數(shù)控加工程序，輸入到數(shù)控裝置中。再由數(shù)控裝置對這些輸入的信息進行處理和運算，并控制伺服驅(qū)動系統(tǒng)，使坐標軸協(xié)調(diào)移動，從而實現(xiàn)刀具與工件的相對運動，完成零件加工。當被加工工件改變時，除了重新裝夾工件和更換刀具外，只要更換零件加工程序。
2.插補功能是在進行曲線輪廓加工時，只要知道曲線的種類、起點、終點以及速度等信息后，就可以根據(jù)給定的數(shù)字函數(shù)，在起點和終點之間確定一些中間點，以達到數(shù)據(jù)點密化的功能。
3.處理插補的算法就是插補運算。
插補算法是數(shù)控加工技術(shù)中的一個基本問題。
目前常用的插補算法有兩大類：
（1）以脈沖形式輸出的脈沖增量法，它適合于以步進電動機作為驅(qū)動元件的開環(huán)伺服驅(qū)動系統(tǒng)；
（2）以數(shù)字量形式輸出的數(shù)字增量法，它適合于以交、直流伺服電動機作為驅(qū)動元件的閉環(huán)（或半閉環(huán)）伺服驅(qū)動系統(tǒng)。
4.要實現(xiàn)數(shù)控加工必須：
（1）具有一個既能接受零件圖樣加工要求信息，又能按照一定的數(shù)學模型進行插補運算，實時地向各坐標軸發(fā)出速度控制指令的數(shù)字計算機，即控制裝置；
（2）具有能夠快速響應,并具有足夠功率的伺服驅(qū)動裝置；
（3）具有能夠滿足上述加工方式的機床主機，輔助裝置和刀具。
四、發(fā)展、使用數(shù)控機床
1.數(shù)控機床的優(yōu)點：
（1）數(shù)控機床可以加工出普通機床難以加工或不能加工的復雜型面；
（2）數(shù)控機床按預先編寫的零件加工程序自動加工，加工精度還可以利用軟件進行校正和補償，因此可以獲得高的加工精度和重復精度；
（3）與普通機床加工相比，在數(shù)控機床上加工可提高生產(chǎn)率2～3倍，對于一些復雜零件，生產(chǎn)率可提高十幾倍甚至幾十倍等等。
（4）縮短生產(chǎn)周期；
（5）節(jié)省時間、廠房面積；
（6）加速資金周轉(zhuǎn)，提高經(jīng)濟效益；
（7）減輕勞動強度；
（8）實現(xiàn)精確的成本核算、生產(chǎn)進度安排。
2.數(shù)控機床與普通機床的性能比較列表
表5-1 數(shù)控機床與普通機床的性能比較表
序號 項目 數(shù)控機床 普通機床
1 加工異型復雜零件的能力 強 弱
2 改變加工對象的柔性程度 高 低
3 加工零件質(zhì)量和加工精度 高 低
4 加工效率 高 低
5 設備利用率 高 低
6 產(chǎn)品優(yōu)化設計與CAD（計算機輔助設計）連接功能 高 低
7 前期投資 高 低
8 對操作人員素質(zhì)的要求 高 低
9 對生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)準備和生產(chǎn)調(diào)度的要求 高 低
10 運行費 低 高
11 維修技術(shù)與維修費 高 低
12 對不合格產(chǎn)品再加工（即回用）的費用 低 高
一、數(shù)控機床
計算機數(shù)控（CNC）是指用計算機實現(xiàn)部分或全部基本數(shù)控功能。數(shù)控機床是一種采用計算機，利用數(shù)字化信息進行控制，具有高附加值的技術(shù)密集型機電一體化產(chǎn)品。
二、數(shù)控機床的發(fā)展
1952年，世界第一臺數(shù)控機床在美國問世；
我國的數(shù)控機床起步于1958年，目前中、低檔計算機數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)達到小批量生產(chǎn)能力。
三、數(shù)控機床加工零件
1.在數(shù)控機床上加工零件是將加工過程所需的各種操作以及零件的形狀、尺寸按規(guī)定的編碼方式寫成數(shù)控加工程序，輸入到數(shù)控裝置中。再由數(shù)控裝置對這些輸入的信息進行處理和運算，并控制伺服驅(qū)動系統(tǒng)，使坐標軸協(xié)調(diào)移動，從而實現(xiàn)刀具與工件的相對運動，完成零件加工。當被加工工件改變時，除了重新裝夾工件和更換刀具外，只要更換零件加工程序。
2.插補功能是在進行曲線輪廓加工時，只要知道曲線的種類、起點、終點以及速度等信息后，就可以根據(jù)給定的數(shù)字函數(shù)，在起點和終點之間確定一些中間點，以達到數(shù)據(jù)點密化的功能。
3.處理插補的算法就是插補運算。
插補算法是數(shù)控加工技術(shù)中的一個基本問題。
目前常用的插補算法有兩大類：
（1）以脈沖形式輸出的脈沖增量法，它適合于以步進電動機作為驅(qū)動元件的開環(huán)伺服驅(qū)動系統(tǒng)；
（2）以數(shù)字量形式輸出的數(shù)字增量法，它適合于以交、直流伺服電動機作為驅(qū)動元件的閉環(huán)（或半閉環(huán)）伺服驅(qū)動系統(tǒng)。
4.要實現(xiàn)數(shù)控加工必須：
（1）具有一個既能接受零件圖樣加工要求信息，又能按照一定的數(shù)學模型進行插補運算，實時地向各坐標軸發(fā)出速度控制指令的數(shù)字計算機，即控制裝置；
（2）具有能夠快速響應,并具有足夠功率的伺服驅(qū)動裝置；
（3）具有能夠滿足上述加工方式的機床主機，輔助裝置和刀具。
四、發(fā)展、使用數(shù)控機床
1.數(shù)控機床的優(yōu)點：
（1）數(shù)控機床可以加工出普通機床難以加工或不能加工的復雜型面；
（2）數(shù)控機床按預先編寫的零件加工程序自動加工，加工精度還可以利用軟件進行校正和補償，因此可以獲得高的加工精度和重復精度；
（3）與普通機床加工相比，在數(shù)控機床上加工可提高生產(chǎn)率2～3倍，對于一些復雜零件，生產(chǎn)率可提高十幾倍甚至幾十倍等等。
（4）縮短生產(chǎn)周期；
（5）節(jié)省時間、廠房面積；
（6）加速資金周轉(zhuǎn)，提高經(jīng)濟效益；
（7）減輕勞動強度；
（8）實現(xiàn)精確的成本核算、生產(chǎn)進度安排。
2.數(shù)控機床與普通機床的性能比較列表
表5-1 數(shù)控機床與普通機床的性能比較表
序號 項目 數(shù)控機床 普通機床
1 加工異型復雜零件的能力 強 弱
2 改變加工對象的柔性程度 高 低
3 加工零件質(zhì)量和加工精度 高 低
4 加工效率 高 低
5 設備利用率 高 低
6 產(chǎn)品優(yōu)化設計與CAD（計算機輔助設計）連接功能 高 低
7 前期投資 高 低
8 對操作人員素質(zhì)的要求 高 低
9 對生產(chǎn)計劃、生產(chǎn)準備和生產(chǎn)調(diào)度的要求 高 低
10 運行費 低 高
11 維修技術(shù)與維修費 高 低
12 對不合格產(chǎn)品再加工（即回用）的費用 低 高