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隨著科學(xué)技術(shù)和社會(huì)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品日趨復(fù)雜，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)率的要求越來(lái)越高。在航空航天、軍工和計(jì)算機(jī)等工業(yè)中，零件精度高、形狀復(fù)雜、批量少、經(jīng)常改動(dòng)，加工困難，生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量難以保證。機(jī)械加工工藝過(guò)程自動(dòng)是和智能化適應(yīng)上述發(fā)展特點(diǎn)的最重要手段。

為解決上述問(wèn)題，一種靈活、通用、高精度、高效的“柔性”自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備一數(shù)控機(jī)床在這種情況下應(yīng)運(yùn)而生。目前數(shù)控技術(shù)已逐步普及，數(shù)控機(jī)床在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛應(yīng)用，已成為機(jī)床自動(dòng)化的一個(gè)重要發(fā)展方向。

1、數(shù)控

（1）數(shù)控的意義：

數(shù)控即數(shù)字控制（NUMERICALCONTROL），是數(shù)字程序控制的簡(jiǎn)稱(chēng)。

數(shù)控的實(shí)質(zhì)是通過(guò)特定處理方式下的數(shù)字信息（不邊疆變化的數(shù)字量）去自動(dòng)控制機(jī)械裝置進(jìn)行動(dòng)作，它與通過(guò)連續(xù)變化的模擬量進(jìn)行的程序控制（即順序控制），有著截然不同的性質(zhì)。

由于數(shù)控中的控制信息，而處理這些短信息離不開(kāi)計(jì)算機(jī)，因此將通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制的技術(shù)，簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)控。這里講的數(shù)控，特指用于機(jī)床加工中的數(shù)控（即機(jī)床數(shù)控）。除此之外，數(shù)控還廣泛應(yīng)用于測(cè)量、理化試驗(yàn)與分析、物質(zhì)與信息的傳輸、建筑以及科學(xué)管理等領(lǐng)域。

（2）數(shù)控的分類(lèi)：

早期的數(shù)控機(jī)床的NC裝置由各種邏輯元件、記憶元件組成隨機(jī)邏輯電路，是固定接線的硬件結(jié)構(gòu)，由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)控功能，稱(chēng)作硬件數(shù)控，用這種技術(shù)實(shí)現(xiàn)的數(shù)控機(jī)床一般稱(chēng)作為NC機(jī)床。

計(jì)算機(jī)數(shù)控（COMPUTERNUMERICALCONTROL），簡(jiǎn)稱(chēng)CNC?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)是采用微處理器或?qū)Ｓ梦C(jī)的數(shù)控系統(tǒng)，由事先存放在存儲(chǔ)器里的系統(tǒng)程序（軟件）來(lái)實(shí)現(xiàn)控制邏輯，實(shí)現(xiàn)部分或分部數(shù)控功能，并通過(guò)接口與外圍設(shè)備進(jìn)行連接，稱(chēng)為CNC系統(tǒng)，這樣的機(jī)床一般稱(chēng)為CNC機(jī)床。

2、機(jī)床數(shù)控與數(shù)控機(jī)床

（1）機(jī)床數(shù)控

機(jī)床數(shù)控是指通過(guò)加工程序編制工作，將其控制指令以數(shù)字信號(hào)的方式記錄在信息介質(zhì)上，經(jīng)輸入計(jì)算機(jī)處理后，對(duì)機(jī)床各種動(dòng)作的順序、位移量和速度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的一門(mén)技術(shù)。其控制對(duì)象是專(zhuān)門(mén)針對(duì)機(jī)床和機(jī)床加工的，這里所說(shuō)的機(jī)床不僅指金屬切削機(jī)床（臺(tái)車(chē)、銑、刨、鉆、磨、鏜等機(jī)床）。

（2）數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床是一種通過(guò)數(shù)字信息控制機(jī)床按給定的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)電一體化新型加工裝備。

數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制技術(shù)與機(jī)床相結(jié)合的產(chǎn)物，機(jī)床數(shù)控技術(shù)是通過(guò)數(shù)控機(jī)床加工技術(shù)而實(shí)現(xiàn)的，應(yīng)用數(shù)控技術(shù)的關(guān)鍵在于學(xué)好和用好數(shù)控機(jī)床。

一個(gè)國(guó)家的機(jī)床數(shù)控率，反映了這個(gè)國(guó)家機(jī)床工業(yè)和機(jī)械制造業(yè)水平的高低，同時(shí)也是衡量一個(gè)國(guó)家科技進(jìn)步的重要標(biāo)志之一。它對(duì)于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，促進(jìn)科技進(jìn)步和加速現(xiàn)代化建設(shè)，都有著十分重大的意義。發(fā)達(dá)國(guó)家視數(shù)控技術(shù)為機(jī)械工業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略重點(diǎn)，而大力推進(jìn)和發(fā)展數(shù)控機(jī)床。

3、數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)：

數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)機(jī)床相比，具有以下一些特點(diǎn)。

（1）具有高度柔性

在數(shù)控機(jī)床上加工零件，主要取決于加工程序，它與普通機(jī)床不同，不必制造，更換許多模具、夾具，不需要經(jīng)常重新調(diào)整機(jī)床。因此，數(shù)控機(jī)床適用于所加工的零件頻繁更換的場(chǎng)合，亦即適合單件，小批量產(chǎn)品的生產(chǎn)及新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，從而縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，節(jié)省了大量工藝裝備的費(fèi)用。

（2）加工精度高

數(shù)控機(jī)床的加工精度一般可達(dá)0.05—0.1MM，數(shù)控機(jī)床是按數(shù)字信號(hào)形式控制的，數(shù)控裝置每輸出一脈沖信號(hào)，則機(jī)床移動(dòng)部件移動(dòng)一具脈沖當(dāng)量（一般為0.001MM），而且機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙與絲桿螺距平均誤差可由數(shù)控裝置進(jìn)行曲補(bǔ)償，因此，數(shù)控機(jī)床定位精度比較高。

（3）加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠

加工同一批零件，在同一機(jī)床，在相同加工條件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀軌跡完全相同，零件的一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定。

（4）生產(chǎn)率高

數(shù)控機(jī)床可有效地減少零件的加工時(shí)間和輔助時(shí)間，數(shù)控機(jī)床的主軸聲速和進(jìn)給量的范圍大，允許機(jī)床進(jìn)行大切削量的強(qiáng)力切削。數(shù)控機(jī)床目前正進(jìn)入高速加工時(shí)代，數(shù)控機(jī)床移動(dòng)部件的快速移動(dòng)和定位及高速切削加工，極大地提高了生產(chǎn)率。另外，與加工中心的刀庫(kù)配合使用，可實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行多道工序的連續(xù)加工，減少了半成品的工序間周轉(zhuǎn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)率。

（5）改善勞動(dòng)條件

數(shù)控機(jī)床加工前是經(jīng)調(diào)整好后，輸入程序并啟動(dòng)，機(jī)床就能有自動(dòng)連續(xù)地進(jìn)行加工，直至加工結(jié)束。操作者要做的只是程序的輸入、編輯、零件裝卸、刀具準(zhǔn)備、加工狀態(tài)的觀測(cè)、零件的檢驗(yàn)等工作，勞動(dòng)強(qiáng)度大降低，機(jī)床操作者的勞動(dòng)趨于智力型工作。另外，機(jī)床一般是結(jié)合起來(lái)，既清潔，又安全。

（6）利用生產(chǎn)管理現(xiàn)代化

數(shù)控機(jī)床的加工，可預(yù)先精確估計(jì)加工時(shí)間，對(duì)所使用的刀具、夾具可進(jìn)行規(guī)范化，現(xiàn)代化管理，易于實(shí)現(xiàn)加工信息的標(biāo)準(zhǔn)化，目前已與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD／CAM）有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，是現(xiàn)代化集成制造技術(shù)的基礎(chǔ)。

4、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展

（1）高速化

數(shù)控系統(tǒng)采用32位以上的微處理器，使數(shù)控系統(tǒng)的輸入、譯碼、算計(jì)、輸出等環(huán)節(jié)都在高速下完成，并可提高數(shù)控系統(tǒng)的分辯率及實(shí)現(xiàn)連續(xù)小程序段的高速、高精加工。

目前正在開(kāi)發(fā)的采用64位中央處理單元（CPU）的新型數(shù)控系統(tǒng)，增強(qiáng)了插補(bǔ)運(yùn)算功能、快速進(jìn)給功能，實(shí)現(xiàn)了高速加工，實(shí)現(xiàn)了多軸控制功能，一般控制軸數(shù)為3—15軸，最多24軸，同時(shí)控制軸數(shù)可達(dá)3—6軸。

（2）多功能

數(shù)控系統(tǒng)具有多種監(jiān)控、檢測(cè)及補(bǔ)償功能。如刀具磨損的檢測(cè)、系統(tǒng)的精度及熱變的檢測(cè)等，還具有刀具壽命管理、刀具長(zhǎng)度偏置、刀具半徑補(bǔ)償、刀尖補(bǔ)償、螺距補(bǔ)償?shù)裙δ?。大多?shù)現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床都采用CRT顯示，可以進(jìn)行二維圖形的軌跡顯示，有的還可以實(shí)現(xiàn)三維彩色動(dòng)態(tài)圖形顯示。借助CRT，利用鍵盤(pán)可以實(shí)現(xiàn)程序的輸入、編輯、修改和刪除等功能?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)具有硬件、軟件及故障自診斷功能。

（3）智能化

在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中，引進(jìn)了自適應(yīng)控制技術(shù)。自適應(yīng)控制技術(shù)是能調(diào)節(jié)在加工過(guò)程中所測(cè)得的工作狀態(tài)特性，且能使切削過(guò)程達(dá)到并維持最佳狀態(tài)的技術(shù)。

現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)智能化的發(fā)展，目前主要體現(xiàn)在以下幾方面：

①工件自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)定心。

②刀具被損檢測(cè)及自動(dòng)更換備用刀具。

③刀具壽命及刀具收存情況管理。

④負(fù)載監(jiān)控、數(shù)據(jù)管理、維修管理。

⑤利用前饋控制實(shí)時(shí)補(bǔ)償矢量的功能。

⑥根據(jù)加工時(shí)的熱變形，對(duì)滾珠桿等伸縮進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)墓δ堋?/SPAN>

5、數(shù)控機(jī)床的組成

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床由程序、輸入輸出設(shè)備、計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、機(jī)床本體組成。

文章關(guān)鍵詞： 數(shù)控、機(jī)床、刀具、金屬

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