數控簡介


　　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。數控的産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，以紙爲數據載體並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，第一台數控機床問世，成爲世界機械工業史上一數控實訓室件劃時代的事件，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迹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。


技術領域


　　數控技術是用數字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數控裝備是以數控技術爲代表的新技術對傳統制造産業和新興制造業的滲透形成的機電一體化産品，即所謂的數字化裝備，如數控機床等。其技術涉及多個領域：(1)機械制造技術；(2)信息處理、加工、傳輸技術；(3)自動控制技術；(4)伺服驅動技術；(5)傳感器技術；(6)軟件技術等。
　　


數控技術及裝備是發展新興高新技術産業和尖端工業的使能技術和最基本的裝備。世界各國信息産業、生物産業、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爲國家的戰略物資，不僅大力發展自己的數控技術及其産業，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爲核心的先進制造技術已成爲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。


《數控基礎篇》　　什麽是CNC


　　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産品的精度的。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産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、刀具的運動軌迹、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)，然後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複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後，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。


數控編程


　　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、刀具的運動軌迹、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)，然後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複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後，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。


數控技術及裝備的發展趨勢



數控技術的應用不但給傳統制造業帶來了革命性的變化，使制造業成爲工業化的象征，而且隨著數控技術的不斷發展和應用領域的擴大，對國計民生的一些重要行業國防、汽車等的發展起著越來越重要的作用，這些行業裝備數字化已是現代發展的大趨勢，如：橋式三、五坐標高速數控龍門銑床、龍門移動式五座標AC擺角數控龍門銑床、龍門移動式三座標數控龍門銑床等。


1.高速化發展新趨勢



隨著數控系統核心處理器性能的進步，目前高速加工中心進給速度最高可達80m/min，空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經采用以高速加工中心組成的生産線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min，快速爲100m/min，加速度達2g，主軸轉速已達60000r/min。加工一薄壁飛機零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3小時，在普通銑床加工需8小時。
　　由于機構各組件分工的專業化，在專業主軸廠的開發下，主軸高速化日益普及。過去只用于汽車工業高速化的機種（每分鍾１．５萬轉以上的機種），現在已成爲必備的機械産品要件。


2、精密化加工發展新趨勢



隨著伺服控制技術和傳感器技術的進步，在數控系統的控制下，機床可以執行亞微米級的精確運動。在加工精度方面，近10年來，普通級數控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，並且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。


3.開放化發展新趨勢



由于計算機硬件的標准化和模塊化，以及軟件模塊化，開放化技術的日益成熟，數控技術開始進入開放化的階段。開放式數控系統有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性。美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰略發展計劃，並進行開放式體系結構數控系統規範(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和技術規範的制定，預示了數控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數控系統的規範框架的研究和制定。


4.複合化發展新趨勢



隨著産品外觀曲線的複雜化致使模具加工技術必須不斷升級，對數控系統提出了新的需求。機床五軸加工、六軸加工已日益普及，機床加工的複合化已是不可避免的發展趨勢。新日本工機的5面加工機床采用複合主軸頭，可實現4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一台機床上實現，還可實現傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯動加工，可由CNC系統控制或CAD/CAM直接或間接控制。
　　


數控車床的選用
　　　


數控車床又稱爲
CNC車床，即計算機數字控制車床，是目前國內使用量最大，覆蓋面最廣的一種數控機床，約占數控機床總數的25%。數控機床是集機械、電氣、液壓、氣動、微電子和信息等多項技術爲一體的機電一體化産品。是機械制造設備中具有高精度、高效率、高自動化和高柔性化，加工質量穩定可靠等優點的工作母機。數控機床的技術水平高低及其在金屬切削加工機床産量和總擁有量的百分比是衡量一個國家國民經濟發展和工業制造整體水平的重要標志之一。數控車床是數控機床的主要品種之一，它在數控機床中占有非常重要的位置，幾十年來一直受到世界各國的普遍重視並得到了迅速的發展。
　　


數控車床、車削中心，是一種高精度、高效率的自動化機床。它具有廣泛的加工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋。具有直線插補、圓弧插補各種補償功能，並在複雜零件的批量生産中發揮
了良好的經濟效果。合理選用數控車床，應遵循如下原則：


一.
選用原則



1.
前期准備確定典型零件的工藝要求、加工工件的批量，擬定數控車床應具有的功能是做好前期准備，合理選用數控車床的前提條件
滿足典型零件的工藝要求典型零件的工藝要求主要是零件的結構尺寸、加工範圍和精度要求。根據精度要求，即工件的尺寸精度、定位精度和表面粗糙度的要求來選擇數控車床的控制精度。
根據可靠性來選擇，可靠性是提高産品質量和生産效率的保證。數控機床的可靠性是指機床在規定條件下執行其功能時，長時間穩定運行而不出故障。即平均無故障時間長，即使出了故障，短時間內能恢複，重新投入使用。選擇結構合理、制造精良，並已批量生産的機床。一般，用戶越多，數控系統的可靠性越高。
　　


2.機床附件及刀具選購機床隨機附件、備件及其供應能力、刀具，對已投産數控車床、車削中心來說是十分重要的。選擇機床，需仔細考慮刀具和附件的配套性。
　　


3.注重控制系統的同一性生産廠家一般選擇同一廠商的産品，至少應選購同一廠商的控制系統，這給維修工作帶來極大的便利。教學單位，由于需要學生見多識廣，選用不同的系統，配備各種仿真軟件是明智的選擇。
　　


4.根據性能價格比來選擇做到功能、精度不閑置、不浪費，不要選擇和自己需要無關的功能。
　　


5.機床的防護需要時，機床可配備全封閉或半封閉的防護裝置、自動排屑裝置。
　　在選擇數控車床、車削中心時，應綜合考慮上述各項原則。


培訓目標


　　培養適應現代化經濟建設需要，德、智、體全面發展，具有紮實的數控機床加工專業知識，有較強的動手能力，能在生産一線的智能、技能型操作崗位上，從事數控加工和數控設備操作與管理的人才。


主要課程


　　機械制圖、公差配合與技術測量基礎、金屬材料與熱處理、機械設計基礎、工程力學、液壓與氣動技術、機床夾具、金屬切削原理與刀具、機械制造工藝學、電工電子基礎及操作技能、鉗工技能培訓
數控車床加工技術、數控銑床加工中心加工技術、電火花加工技術、AutoCAD、PRO/E三維造型與設計、UG三維設計與數控編程、MASTERCAM三維設計與數控編程、數控機床結構與維護。


就業方向


　　從事生産管理、機械産品設計，數控編程與加工操作，數控設備安裝、調試與操作，數控設備故障診斷與維修、改造及售後服務等工作。


SAJ變頻器數控行業中的應用


　　SAJ數控變頻器主要特點：

1、低頻力矩大、輸出平穩
　

2、高性能矢量控制
　　

3、轉矩動態響應快、穩速精度高
　　

4、減速停車速度快
　　

5、抗幹擾能力強