数控技术的应用给传统制造业带来了质的变化，特别是近年来。微电子技术和计算机技术的发展给数控技术带来了新的活力。数控技术和数控装备是各国工业现代化的重要基础。

数控机床是现代制造业的主流装备，是精密加工的必备装备。它们是现代机床技术水平和现代机械制造技术水平的重要标志。它们是关系国计民生和国防建设前沿的战略物资。因此，世界各工业发达国家都采取重大措施发展本国的数控技术及其产业。

数控加工

CNC是英文Computer Numberical Control的缩写，意为“计算机数据控制”。简单来说，就是“数控加工”。在珠三角地区，人们称之为“电脑锣”。

数控加工是当今机械制造中的一项先进加工技术。是一种高效率、高精度、高柔性的自动化加工方法。是将要加工的工件的数控程序输入到机床中。在这些数据的控制下，机床自动加工出符合人们愿望的工件，创造出美妙的产品。

数控加工技术可以有效解决模具等复杂、精密、小批量、多变量的加工问题，充分适应现代化生产的需要。大力发展数控加工技术已成为我国加快经济发展、提高自主创新能力的重要途径。目前，数控机床在我国越来越普及。能够掌握数控机床编程是充分发挥其功能的重要途径。

数控机床是典型的机电一体化产品。它们集成了微电子技术、计算机技术、测量技术、传感器技术、自动控制技术和人工智能技术等多种先进技术，并与机械加工技术紧密结合。它们是新一代机械制造技术装备。

数控机床的组成

数控机床是集机床、计算机、电机以及拖动、动态控制、检测等技术于一体的自动化设备。数控机床的基本组成部分包括控制介质、数控装置、伺服系统、反馈装置和机床本体等。

1. 控制媒体

控制介质是存储数控加工所需的所有运动刀具相对于工件的位置信息的介质。它记录了零件的加工程序。因此，控制介质是指将零件加工信息传输给数控装置的信息载体。控制介质的形式有多种，根据数控装置的类型而不同。常用的有打孔带、打孔卡、磁带、磁盘等。随着数控技术的发展，打孔带和打孔卡逐渐被淘汰，而采用CAD/CAM软件对计算机进行编程，然后与计算机进行通讯的方法数控系统通过计算机直接传输程序和数据到数控装置的应用越来越广泛。

2、数控装置

数控装置是数控机床的核心，人们称之为“中央系统”。现代数控机床均采用计算机数控装置CNC。数控装置包括输入装置和中央处理器（CPU）和输出装置等。数控装置可以完成信息的输入、存储、变换、插补计算和实现各种控制功能。

3、伺服系统

伺服系统是接收数控装置发出的指令，驱动机床执行机构运动的驱动部件。它包括主轴驱动单元、进给驱动单元、主轴电机和进给电机。工作时，伺服系统接收来自数控系统的指令信息，将指令信息与位置、速度反馈信号进行比较后，驱动机床的运动部件或执行部件加工出符合要求的零件。图纸。

4、反馈装置

反馈装置由测量元件和相应电路组成。其作用是检测速度和位移并反馈信息，形成闭环控制。有些精度要求不高的数控机床没有反馈装置，称为开环系统。

5. 机床本体

机床本体是数控机床的实体，是完成实际切削加工的机械零件。它包括床身、底座、工作台、鞍座、主轴等。

CNC加工技术的特点

CNC加工技术也遵循机械加工的切削规则，与普通机床的加工技术大致相同。由于它是将计算机控制技术应用于机械加工的自动化加工，因此具有加工效率高、精度高的特点。其加工工艺有其独特之处，工艺流程相对复杂，工步安排也相对细致、仔细。

CNC加工工艺包括刀具的选择、切削参数的确定和刀具路径工艺路线的设计。 CNC加工工艺是CNC编程的基础和核心。只有合理的流程才能编制出高效率、高质量的数控程序。衡量数控程序质量的标准是：最短的加工时间、最小的刀具损耗和最好的工件。

CNC加工过程是工件整体加工过程的一部分，甚至可以说是一个工序。它必须与其他前后工序配合，最终满足整机或模具的装配要求，从而加工出合格的零件。

CNC加工工序一般分为粗加工、中、粗角清理、半精加工和精加工步骤。

数控编程

CNC编程是从零件图到获得CNC加工程序的整个过程。其主要任务是计算加工路径中的刀具定位点（简称CL点）。刀具定位点一般取刀具轴线与刀具表面的交点。多轴加工时还必须给出刀具轴矢量。

数控机床根据工件图纸和加工工艺的要求，将所用刀具和部件的运动、速度和顺序、主轴转速、主轴旋转方向、刀头夹紧、刀头松开和冷却等操作编制成将指定的 CNC 代码形式的程序表输入到机床专用计算机中。然后，数控系统对输入的指令进行编译、计算和逻辑处理，输出各种信号和指令，控制各零件按规定的位移和顺序动作，加工各种形状的工件。因此，程序的编制对数控机床的性能影响很大。

数控机床必须将代表各种功能的指令代码以程序的形式输入到数控装置中，然后由数控装置处理后发出脉冲信号来控制数控机床各运动部件的运行，以达到数控机床的目的。完成零件的切割。

目前，数控程序的标准有两个：国际标准化组织的ISO和美国电子工业协会的EIA。我国采用ISO代码。

随着技术的进步，3D CNC编程一般很少采用手工编程，而是采用商品化的CAD/CAM软件。

CAD/CAM是计算机辅助编程系统的核心，其主要功能包括数据输入/输出、加工轨迹计算与编辑、工艺参数设定、加工模拟、NC程序后处理和数据管理等。

目前，我国用户流行的具有强大数控编程功能的软件有Mastercam、UG、Cimatron、PowerMILL、CAXA等，各软件的原理、图形处理方法和加工方法大同小异，但各有各的特点。自己的特点。

CNC加工零件的步骤

1、分析零件图，了解工件的概况（几何形状、工件材料、工艺要求等）

2、确定零件的CNC加工工艺（加工内容、加工路线）

3.进行必要的数值计算（基点、节点坐标计算）

4.编写程序表（不同的机床会有不同，按照用户手册操作）

5、程序验证（将程序输入机床并进行图形仿真，验证编程的正确性）

6.加工工件（良好的过程控制可以节省时间并提高加工质量）

7、工件验收及质量误差分析（对工件进行检验，并转入下一步，不合格则通过质量分析找出误差原因及修正方法）。

数控机床的发展趋势

1. 高速

随着汽车、国防、航空、航天等工业的快速发展，以及铝合金等新材料的应用，对高速数控机床加工的要求越来越高。

一个。主轴转速：机床采用电主轴（内置主轴电机），主轴最高转速达到200000r/min；

b.进给速度：分辨率为0.01μm时，最大进给速度达到240m/min，可实现复杂精密加工；

c.运算速度：微处理器的快速发展为数控系统向高速、高精度方向发展提供了保证。 CPU已发展到32位和64位数控系统，频率已提高到数百兆赫和数千兆赫。由于运行速度的大幅提升，分辨率为0.1μm、0.01μm时，进给速度仍可高达24-240m/min；

d.换刀速度：目前国外先进加工中心的换刀时间一般在1s左右，最高已达到0.5s。德国Chiron公司将刀库设计成篮式，以主轴为轴心，刀具呈圆形排列。换刀时间仅需0.9秒。

2. 高精度

对数控机床精度的要求不再局限于静态几何精度。机床的运动精度、热变形和振动监测与补偿日益受到重视。

一个。提高数控系统的控制精度：采用高速插补技术，实现小程序段连续进给，使数控控制单元更加精细，采用高分辨率位置检测装置，提高位置检测精度。位置伺服系统采用前馈控制和非线性控制方法；

b.采用误差补偿技术：采用反向间隙补偿、丝杠螺距误差补偿和刀具误差补偿技术，综合补偿设备的热变形误差和空间误差。

c.利用网格解码器检查并提高加工中心的运动轨迹精度：通过仿真预测机床的加工精度，保证机床的定位精度和重复定位精度，使其性能长期稳定，可完成不同工况下的多种加工任务，保证零件的加工质量。

3、功能复杂性复合机床的意义是在一台机床上实现或完成从毛坯到成品的尽可能多的要素。按其结构特点可分为工艺复杂型和工艺复杂型两大类。加工中心可完成车、铣、钻、滚齿、磨削、激光热处理等多种工艺，可完成复杂零件的全部加工。随着现代机械加工要求的不断提高，大量的多轴联动数控机床越来越受到各大企业的青睐。

4、智能控制

随着人工智能技术的发展，为满足制造业柔性生产和制造自动化的发展需求，数控机床的智能化水平不断提高。具体体现在以下几个方面：加工过程自适应控制技术； b.加工参数智能优化和选择； c.智能故障自诊断、自修复技术； d.智能故障回放和故障模拟技术； e.智能交流伺服驱动装置； f.智能4M数控系统：在制造过程中，将测量、建模、加工、机器操作（即4M）四个要素集成到一个系统中。

5、系统开放性

一个。面向未来技术：由于软硬件接口遵循公认的标准协议，因此可以采用、吸收和兼容新一代通用软硬件。

b.对特殊用户需求开放：更新产品、扩展功能，提供各种软硬件产品组合，满足特殊应用需求；

c. CNC标准的建立：标准化的编程语言方便用户使用，减少直接关系到作业效率的人工消耗。

6. 驱动并行化

可实现多坐标联动数控加工、装配和测量功能，能更好地满足复杂特殊零件的加工。并联机床被认为是“数控技术发明以来机床行业最有意义的进步”和“21世纪新一代数控加工设备”。

7. 极限（大型和小型化）

国防、航空、航天以及能源等基础工业大型装备的发展需要大型高性能数控机床的支撑。超精密加工技术和微纳技术是21世纪的战略技术。需要开发适应微米尺寸和微纳加工精度的新型制造工艺和装备。

8.信息交互网络化

不仅可以实现网络资源共享，还可以实现数控机床的远程监测、控制、远程诊断和维护。

9、加工过程绿色化

近年来，不使用或少用冷却液、实现干切削、半干切削以节能环保的机床不断出现。绿色制造的大趋势，加速了各类节能环保机床的发展。

10.多媒体技术的应用

多媒体技术集计算机、音视频和通信技术为一体，使计算机具有综合处理声音、文本、图像和视频信息的能力。它可以实现集成化、智能化的信息处理，应用于生产现场设备的实时监控系统和故障诊断、生产过程参数监测等，因此具有很大的应用价值。