数控机床如何工作？

计算机数字控制 (CNC) 机器已经改变了现代制造中复杂和精密部件的制造过程。

这些复杂的奇迹结合了自动化、高级编程和精密工程的力量，以惊人的精度将原材料转化为成品。准备好探索这一技术突破，我们将带您踏上数控机床之旅。在本文中，我们将揭开复杂的机制，深入探究编程的魔力，并揭开这些迷人机器运行过程中涉及的精确步骤。

什么是数控机床？

计算机数字控制 (CNC) 机器代表了自动化的飞跃，由执行预编程的精确指令集的计算机系统驱动，这与传统机械形成鲜明对比，传统机械依赖于通过手轮、杠杆进行手动控制，或仅通过凸轮实现机械自动化。 CNC 机器引入了技术的力量来彻底改变制造过程。这些先进的机器体现了计算机熟练程度和机械精度的融合，为各个行业提供了更高的效率、准确性和多功能性。

数控机床的基本部件

1. 输入设备

CNC 机床依靠特定设备输入零件程序进行操作。常用的输入设备包括闪存盘、光盘、穿孔纸带阅读器、磁带阅读器和各种现代数据传输组件。鉴于CNC系统在专门控制系统的指导下运行，预编程数据与指定系统之间的有效协调至关重要。这确保了无缝集成和同步，使 CNC 机器能够准确高效地执行任务。

2.加工部件

这种先进的系统具有非凡的精度，可以制造最终产品。它包含切削主轴和控制加工部件的控制系统。作为数控机床零件的组成部分，加工单元按照预编程的计算机辅助控制逻辑运行。

3. 机器控制单元

CNC系统有一个非常重要的关键逻辑控制面板，它包括一个数据处理单元（DPU）和一个控制回路单元（CLU）。 DPU 元件用于有效接收和解密程序的目的。翻译成机器语言后，位于 DPU 上的插补器计算切削主轴的精确位置。一旦解释完成，解码后的数据就会以电信号的形式传输到 CLU。随后，设备的加工部件根据中继信号开始运动。

4.机床

每台 CNC 机床都配备了滑台和主轴，共同监督位置和速度的调节。工作台在 X 轴和 Y 轴的控制下运行，确定其在水平和垂直方向上的运动。相反，主轴由 Z 轴控制，指示其沿垂直轴的运动。

5. 驱动系统

数控机床的驱动系统包括放大器电路、驱动电机和滚珠丝杠。 MCU（微控制器单元）将有关每个轴的位置和速度的信号传输到放大器电路。随后，控制信号被放大以激活驱动电机。这些启动的驱动电机依次启动滚珠丝杠的旋转，从而调整机台的位置。

6.反馈系统

该系统包含用作传感器的换能器，通常称为测量系统。在该系统中，位置和速度传感器用于在任何给定时刻持续监控切割工具的精确位置和速度。 MCU 从这些传感器接收信号，并利用参考信号和反馈信号之间的差异来生成控制信号。这些控制信号有助于纠正位置和速度方面的任何错误，确保最佳精度和性能。

6.显示单元

监视器展示 CNC 机器的程序、命令和其他相关数据。

那么，数控机床如何工作？ 

计算机数控加工过程从设计必要零件的 CAD 软件开始。该 3D 模型充当计算最终产品所需尺寸和属性的基础。虽然一些 CAD 软件包包括 CAD-CAM 解决方案，但其他软件包需要使用指定的 CAM 软件。如果使用来自同一产品系列的 CAD 和 CAM 软件，则无需翻译文件。但是，如果使用不同的软件，则必须导入 CAD 文件才能继续。

计算机辅助制造软件在为整个制造过程准备模型方面发挥着关键作用。最初，它会彻底检查模型以识别并纠正任何错误。随后，它会生成一个 CNC（计算机数字控制）程序，作为物理部件制造的蓝图。该程序包含一系列坐标，可在整个制造过程中指导切割头。第三步需要选择适当的参数，包括切割速度、电压、RPM（每分钟转数）等。

这些参数是根据零件的几何形状和可用的机械和工具确定的。最后一步涉及软件确定与原材料相关的零件的最佳嵌套，其中涉及检查方向和放置以最大程度地减少浪费。计算完这些信息后，它会被翻译成 M 代码和 G 代码，它们是机器可读的指令，可以让机器执行计划。

什么是数控加工？

数控加工

这个过程通常被称为减材制造，这是因为材料被消除而不是添加。 CNC 加工过程从称为毛坯的实心块形式的材料开始。 CNC 机器通过使用高速切割机去除多余的材料。这会将毛坯成型并雕刻成所需的成品。 CNC 加工包含多个自动化过程，包括铣削、车削、磨削、铣削、钻孔等。

1.铣削

铣削 是以切削工具的旋转为特征的操作。当铣刀与工件相互作用时，它可以有效地消除切屑，从而对材料进行整形。这种多功能的制造方法提供了卓越的精度和精确的公差，使其适用于各种材料。此外，铣削以其快速而著称，可实现高效的生产时间。铣削的显着优势之一是它能够制造错综复杂的零件，为制造商的生产过程提供了极大的灵活性和多功能性。数控铣床的例子有；

● 数控铣切钻雕立式加工中心YS-770

● CNC加工中心雕刻机YS-760B

● 雕铣机中心CNC加工中心YS-870A

● 数控雕铣加工中心 YS-870B

● 数控卧式镗加工中心YSBD-130/20T

● 卧式镗孔加工中心 CNC加工中心 YSBD-130/8T

2. 车削

车削与铣削相反，表示切削刀具与旋转工件接触以去除小部分金属（通常称为切屑或切屑）的操作。此过程可实现高精度，主要是在适用于适当的限制并适合系统时。车削是塑造圆柱形零件的重要方法，可精确控制尺寸和表面光洁度。

3.研磨

CNC 磨床采用旋转砂轮来消除材料，旨在实现金属零件的高精度精加工。主要目标是以卓越的精度获得卓越的表面质量。因此，磨削通常用作精加工操作，而不是直接从原材料制造最终零件的方法。

4.路由

CNC 路由器和 CNC 铣床在功能上有一些相似之处。两者都使用旋转切割头作为关键部件。然而，主要区别在于它们能够切割的材料类型。刳刨机擅长切割较软的材料，不包括不需要极其精确切割的金属。这是因为与铣床相比，它们的功率输出相对较低。另一方面，路由器拥有更高的速度，使他们能够在更短的时间内制造零件。

5、钻孔

在机械加工中，铣削设备和钻头在孔加工方面是有区别的。铣刀的切削刃分布在切削头的周边，而钻头则完全依靠刀具的尖端来打孔。关键的差异在于这些工具采用的切割机制。铣削工具的切削刃位于切削头的周边，而钻头则利用刀具的尖端钻孔。计算机数控（CNC） 钻孔机 被广泛用于简化和增强流程。这些自动化系统可确保孔加工的精度和成本效益更高。数控钻孔机实例；

● 最佳数控钻攻中心机 YST-600

● 数控钻孔攻牙机YST-700

● 钻攻加工中心YST-800

数控机床的优势

1. 提高准确性

与传统的手动加工技术相比，CNC 机器能够达到非常高的精度水平。这一优势源于 CNC 机器的计算机化控制，使它们能够以出色的一致性执行精确的运动。结果，这提高了精度有助于生产优质产品和减少材料浪费。

2. 加强人员安全

CNC 机器将机器与人的参与分开，有效地减轻了否则可能出现的潜在风险。这些机器可以自主工作，从而减少任何意外事件，确保个人安全。事实上，现代数控机床拥有非凡的能力，包括自动切换工具的能力。即使在设计中需要更改时，也可以通过简单地修改软件来启动，无需人机直接交互。

3. 提高生产力

与传统加工方法相比，数控机床具有更高的生产率。它们可以长时间连续运行而无需手动中断。此外，CNC 机器通常可以编程为同时处理多个零件，从而进一步提高整体生产率水平。

维护数控机床

尽管它们复杂而准确（精度高达 0.0001），但 CNC 机器需要简单但重要的维护程序。这些机器的任何损坏都可能是任何车间都无法承受的代价高昂的错误。虽然整个维护协议清单冗长而详尽，但审查和理解其正确维护的基本原理是必不可少的。以下是您应该关注的一些 CNC 维护技巧；

● 冷却液 

加工过程中工具的快速移动会产生热量，对被加工的零件和工具本身都构成风险。保持适当的水平和浓度 冷却液 防止损坏和恶化是至关重要的。冷却剂不足会迅速降低机加工零件和工具的性能，这就凸显了适当冷却剂管理的必要性。

● 冷却油

主轴高速运转，通常超过 10,000 RPM，因此会产生热量。但是，通过实施适当的冷却系统可以有效缓解潜在的热问题。通过确保存在有效的冷却机制，可以轻松避免与温度相关的挑战。此外，温度传感器能够及时检测和通知异常情况，以便及时进行干预和维护。

● 润滑 

在大多数机械中，润滑油或油脂的应用对于确保平稳运行至关重要。运动部件往往会变干，需要润滑以尽量减少不必要的磨损。同样，CNC 机器需要补充各种液位，包括液压油。但是，过多的流体消耗表明机器可能遇到了值得关注和调查的问题。

● 经常清洁表面

如果无人看管，商店的污垢就会积聚并造成问题。为保持清洁和有利的工作环境，必须定期擦拭所有表面；如果无人看管，商店的污垢会随着时间的推移而积累。保持卫生和高效的工作场所需要全面清洁所有表面，包括窗户、门、灯、把手和其他适用区域。通过这样做，可以确保可见性，保持良好的抓地力，并实现整体清洁感，促进最佳工作氛围。

结论

CNC 机器以其复杂的机制、精确的运动和先进的编程彻底改变了制造业世界。从最初的数字设计到最终产品，这些机器完美和谐地工作，以惊人的精度将原材料转化为非凡的创作。当我们结束对 CNC 机器内部机制的探索时，我们预计已经了解了技术、精密工程和创造力的迷人功能，这些功能支撑着这些机器在现代制造业中的关键作用。