什麼是數控
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，再把這程序單中的内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别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，我們隻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，數控機床特别适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。
選用與安裝
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，并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：
1.選用原則
1)前期準備
确定典型零件的工藝要求、加工工件的批量，拟定數控車床應具有的功能是做好前期準備，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，短時間内能恢複，重新投入使用。選擇結構合理、制造精良，并已批量生産的機床。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
機床随機附件、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，不要選擇和自已需要無關的功能。
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。
2.安裝方法
1)起吊和運輸
機床的起吊和就位，應使用制造廠提供的專用起吊工具，不允許采用其他方法進行。不需要專用起吊工具，應采用鋼絲繩按照說明書規定部位起吊和就位。
2)基礎及位置
機床應安裝在牢固的基礎上，位置應遠離振源；避免陽光照射和熱幅射；放置在幹燥的地方，避免潮濕和氣流的影響。機床附近若有振源，在基礎四周必須設置防振溝。
3)機床的安裝
機床放置于基礎上，應在自由狀态下找平，然後将地腳螺栓均勻地鎖緊。對于普通機床，水平儀讀數不超過0.04/1000mm，對于高精度的機床，水平儀超過0.02／1000mm。在測量安裝精度時，應在恒定溫度下進行，測量工具需經一段定溫時間後再使用。機床安裝時應竭力避免使機床産生強迫變形的安裝方法。機床安裝時不應随便拆下機床的某些部件，部件的拆卸可能導緻機床内應力的重要新分配，從而影響機床精度。
3.試運轉前的準備
機床幾何精度檢驗合格後，需要對整機進行清理。用浸有清洗劑的棉布或綢布，不得用棉紗或紗布。清洗掉機床出廠時為保護導軌面和加工面而塗的防鏽油或防鏽漆。清洗機床外表面上的灰塵。在各滑動面及工作面塗以機床規定使滑油。
仔細檢查機床各部位是否按要求加了油，冷卻箱中是否加足冷卻液。機床液壓站、自動間潤滑裝置的油是否到油位批示器規定的部位。
檢查電氣控制箱中各開關及元器件是否正常，各插裝集成電路闆是否到位。
通電啟動集中潤滑裝軒，使各潤滑部位及潤滑油路中充滿潤滑油。做好機床各部件動作前的一切準備。
調試與驗收
數控車床的驗收應按國家頒布實行的《數控卧式車床制造與驗收技術要求》進行，在驗收過程中，如發生争執，應以國家有關标準為依據，通過協商解決。
1.開箱驗收
按随機裝箱單和合同中特定附件清單對箱内物品逐一核對檢查。并做檢查記錄。有如下内容：
包裝箱是否完好，機床外觀有無明顯損壞，是鏽蝕、脫漆；
有無技術資料，是否齊全；
附件品種、規格、數量；
備件品種、規格、數量；
工具品種、規格、數量；
刀具〈刀片〉品種、規格、數量；
安裝附件；
電氣元器件品種、規格、數量；
2.開機試驗
機床安裝調試完成後，即通知制造廠派人調試機床。試驗主要有如下：
1)各種手動試驗
a.手動操作試驗，試驗手動操作的準确性。
b.點動試驗
c.主軸變檔試驗
d.超程試驗
2)功能試驗
a.用按鍵、開關、人工操縱對機床進行功能試驗。試驗動作的靈活性、平穩性及功能的可靠性。
b.任選一種主軸轉速做主軸啟動、正轉、反轉、停止的連續試驗。操作不少于7次
c.主軸高、中、低轉速變換試驗。轉速的指令值與顯示值允差為±5%。
d.任選一種進給量，在XZ軸全部行程上，連續做工作進給和快速進給試驗。快速行程應大于1/2全行程。正反方和連續操作不少于7次。
e.在X、Z軸的全部行程上，做低、中、高進給量變換試驗。轉塔刀架進行各種轉位夾緊試驗。
f.液壓、潤滑、冷卻系統做密封、潤滑、冷卻性試驗，做到不滲漏。
g.卡盤做夾緊、松開、靈活性及可靠性試驗。
h.主軸做正轉、反轉、停止及變換主軸轉速試驗。
i.轉塔刀架進行正反方向轉位試驗。
j.進給機構做低中高進給量為快速進給變換試驗。
k.試驗進給坐标超程、手動數據輸入、位置顯示，回基準點，程序序号批示和檢索、程序暫停、程序删除、址線插補、直線切削、錐度切削循環、螺紋切削循環、圓弧切削循環、刀具位置補償、螺距補償、間隙補償等功能的可靠性、動作靈活性等。
3)空動轉試驗
a.主動動機構運轉試驗，在最高轉速段不得少于1小時，主軸軸承的溫度值不超過70℃，溫升值不超過40℃；
b.連續空運轉試驗，其運動時間不少于8小時，每個循環時間不大于15分鐘。每個循環終了停車，并模拟松卡工件動作，停車不超過一分鐘，再繼續運轉。
4)負荷試驗
用戶準備好典型零件的圖紙和毛坯，在制造廠調試人員指導下編程和輸入程序，選擇切削刀具和切削用量。負荷試驗可按如下三步進行，粗車、重切削、精車。每一步又分單一切削和循環程序切削。每一次切削完成後檢驗零件已加工部位實際尺寸并與指令值進行比較，檢驗機床在負荷條件下的運行精度、即機床的綜合加工精度，轉塔刀架的轉位精度。
3.驗收
機床開箱驗收，功能試驗，空運轉試驗、負荷試驗完成後，加工出合格産品，即可辦理驗收移交手續。如有問題，制造廠應負責解決。
使用條件
數控車床的正常使用必須滿足如下條件，機床所處位置的電源電壓波動小，環境溫度低于30攝示度，相對溫度小于80%。
1.機床位置環境要求
機床的位置應遠離振源、應避免陽光直接照射和熱輻射的影響，避免潮濕和氣流的影響。如機床附近有振源，則機床四周應設置防振溝。否則将直接影響機床的加工精度及穩定性，将使電子元件接觸不良，發生故障，影響機床的可靠性。
2.電源要求
一般數控車床安裝在機加工車間，不僅環境溫度變化大，使用條件差，而且各種機電設備多，緻使電網波動大。因此，安裝數控車床的位置，需要電源電壓有嚴格控制。電源電壓波動必須在允許範圍内，并且保持相對穩定。否則會影響數控系統的正常工作。
3.溫度條件
數控車床的環境溫度低于30攝示度，相對溫度小于80%。一般來說，數控電控箱内部設有排風扇或冷風機，以保持電子元件，特别是中央處理器工作溫度恒定或溫度差變化很小。過高的溫度和濕度将導緻控制系統元件壽命降低，并導緻故障增多。溫度和濕度的增高，灰塵增多會在集成電路闆産生粘結，并導緻短路。
4.按說明書的規定使用
機床用戶在使用機床時，不允許随意改變控制系統内制造廠設定的參數。這些參數的設定直接關系到機床各部件動态特征。隻有間隙補償參數數值可根據實際情況予以調整。
用戶不能随意更換機床附件，如使用超出說明書規定的液壓卡盤。制造廠在設置附件時，充分考慮各項環節參數的匹配。盲目更換造成各項環節參數的不匹配，甚至造成估計不到的事故。
使用液壓卡盤、液壓刀架、液壓尾座、液壓油缸的壓力，都應在許用應力範圍内，不允許任意提高。
基本組成
數控車床由數控裝置、床身、主軸箱、刀架進給系統、尾座、液壓系統、冷卻系統、潤滑系統、排屑器等部分組成。
數控車床分為立式數控車床和卧式數控車床兩種類型。
立式數控車床用于回轉直徑較大的盤類零件車削加工。
卧式數控車床用于軸向尺寸較長或小型盤類零件的車削加工。
卧式數控車床按功能可進一步分為經濟型數控車床、普通數控車床和車削加工中心。
(1)經濟型數控車床：采用步進電動機和單片機對普通車床的車削進給系統進行改造後形成的簡易型數控車床。成本較低，自動化程度和功能都比較差，車削加工精度也不高，适用于要求不高的回轉類零件的車削加工。
(2)普通數控車床：根據車削加工要求在結構上進行專門設計，配備通用數控系統而形成的數控車床。數控系統功能強，自動化程度和加工精度也比較高，适用于一般回轉類零件的車削加工。這種數控車床可同時控制兩個坐标軸，即x軸和z軸。
(3)車削加工中心：在普通數控車床的基礎上，增加了C軸和動力頭，更高級的機床還帶有刀庫，可控制X、Z和C三個坐标軸，聯動控制軸可以是(X、Z)、(X、C)或(Z、C)。由于增加了C軸和銑削動力頭，這種數控車床的加工功能大大增強，除可以進行一般車削外，還可以進行徑向和軸向銑削、曲面銑削、中心線不在零件回轉中心的孔和徑向孔的鑽削等加工。
2.液壓卡盤和液壓尾架
液壓卡盤是數控車削加工時夾緊工件的重要附件，對一般回轉類零件可采用普通液壓卡盤；對零件被夾持部位不是圓柱形的零件，則需要采用專用卡盤；用棒料直接加工零件時需要采用彈簧卡盤。
對軸向尺寸和徑向尺寸的比值較大的零件，需要采用安裝在液壓尾架上的活頂尖對零件尾端進行支撐，才能保證對零件進行正确的加工。尾架有普通液壓尾架和可編程液壓尾架。
3.數控車床的刀架
數控車床可以配備兩種刀架：
(1)專用刀架由車床生産廠商自己開發，所使用的刀柄也是專用的。這種刀架的優點是制造成本低，但缺乏通用性。
(2)通用刀架根據一定的通用标準(如VDI，德國工程師協會)而生産的刀架，數控車床生産廠商可以根據數控車床的功能要求進行選擇配置。
4.銑削動力頭
數控車床刀架上安裝銑削動力頭後可以大大擴展數控車床的加工能力。如：利用銑削動力頭進行軸向鑽孔和銑削軸向槽。
5.數控車床的刀具
在數控車床或車削加工中心上車削零件時，應根據車床的刀架結構和可以安裝刀具的數量，合理、科學地安排刀具在刀架上的位置，并注意避免刀具在靜止和工作時，刀具與機床、刀具與工件以及刀具相互之間的幹涉現象。
工藝與工裝
數控車床加工的工藝與普通車床的加工工藝類似，但由于數控車床是一次裝夾，連續自動加工完成所有車削工序，因而應注意以下幾個方面。
1.合理選擇切削用量
對于高效率的金屬切削加工來說，被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素。這些決定着加工時間、刀具壽命和加工質量。經濟有效的加工方式必然是合理的選擇了切削條件。
切削條件的三要素：切削速度、進給量和切深直接引起刀具的損傷。伴随着切削速度的提高，刀尖溫度會上升，會産生機械的、化學的、熱的磨損。切削速度提高20%，刀具壽命會減少1/2。
進給條件與刀具後面磨損關系在極小的範圍内産生。但進給量大，切削溫度上升，後面磨損大。它比切削速度對刀具的影響小。切深對刀具的影響雖然沒有切削速度和進給量大，但在微小切深切削時，被切削材料産生硬化層，同樣會影響刀具的壽命。
用戶要根據被加工的材料、硬度、切削狀态、材料種類、進給量、切深等選擇使用的切削速度。
最适合的加工條件的選定是在這些因素的基礎上選定的。有規則的、穩定的磨損達到壽命才是理想的條件。
然而，在實際作業中，刀具壽命的選擇與刀具磨損、被加工尺寸變化、表面質量、切削噪聲、加工熱量等有關。在确定加工條件時，需要根據實際情況進行研究。對于不鏽鋼和耐熱合金等難加工材料來說，可以采用冷卻劑或選用剛性好的刀刃。
2.合理選擇刀具
1)粗車時，要選強度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給量的要求。
2)精車時，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。
3)為減少換刀時間和方便對刀，應盡量采用機夾刀和機夾刀片。
3.合理選擇夾具
1)盡量選用通用夾具裝夾工件，避免采用專用夾具；
2)零件定位基準重合，以減少定位誤差。
4.确定加工路線
加工路線是指數控機床加工過程中，刀具相對零件的運動軌迹和方向。
1)應能保證加工精度和表面粗糙要求；
2)應盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時間。
5.加工路線與加工餘量的聯系
目前，在數控車床還未達到普及使用的條件下，一般應把毛坯上過多的餘量，特别是含有鍛、鑄硬皮層的餘量安排在普通車床上加工。如必須用數控車床加工時，則需注意程序的靈活安排。
6.夾具安裝要點
目前液壓卡盤和液壓夾緊油缸的連接是靠拉杆實現的，如圖1。液壓卡盤夾緊要點如下：首先用搬手卸下液壓油缸上的螺帽，卸下拉管，并從主軸後端抽出，再用搬手卸下卡盤固定螺釘，即可卸下卡盤。
刀具上的修光刃指的是在刀具刀刃後面副偏角方向磨出的一小段與刀尖平行的刀刃主要用于刀刃切削後進行一次二次切削相當于精加工過程去處毛刺等傷痕目的是提高工件的表面粗糙度多應用于進行精加工的刀具上
程序構成
一、主程序和子程序
1、主程序
程序分為主程序和子程序，通常CNC系統按主程序指令運行，但在主程序中遇見調用子程序的情形時，則CNC系統将按子程序的指令運行，在子程序調用結束後控制權重新交給主程序。
CNC存儲區内可存l25個主程序和子程序。程序開始的程序号用EIA标準代碼O地址指令。
2、子程序
在程序中有一些順序固定或反複出現的加工圖形，把這些作為子程序，預先寫人到存儲器中，可大大簡化程序。
子程序和主程序必須存在同一個文件中，調出的子程序可以再調用另一個子程序，我們将主程序調用子程序稱為一重子程序調用，子程序調用子程序稱為多重調用。
一個子程序可被多次調用，用一次調用指令可以重複999次調用。
l)子程序的編制
在子程序的開始為O地址指定的程序号、子程序中最後結束子程序指令M99，為一單獨程序段。
2)子程序的執行
子程序是由主程序或上層子程序調山并執行的。
子程序調用指令如下：
M98 P ****Lxxxx
調用子程序指令子程序号子程序調用次數
子程序調用次數的默認值為1
(例l);M98PL002L5 %1002号子程序被連續調用5次
M98指令可與刀具移動指令放于同一程序段中。
[注1]子程序和主程序必須存在同一個文件中
[注2]子程序名和主程序名不得相同。
[注3]M98,M99信号不愉出到機床處，
[注4]當找不到p地址指定的子程序号時報警。
[注5]在MDI下使用M98P****調用指定的子程序是無效的。
二、文件名
CNG裝置可以裝人許多程序文件，以磁盤文件的方式讀寫。文件名格式為(有别于DOS的其他文件名):
%XXXX(地址O後面必須有四位數字)
程序以程序号開始，以M叩或M的結束。
程序号格式為%XxXx;(地址O後面必須有四位數字)
M02表示主程序結束。
M99表示子程序結束，并返回到主程序中。
三、順序号和程序段
程序是由多條指令組成，每一條指令都稱為程序段(占一行)。
程序段之間應用符号隔開，本說明書規定每個程序段的末尾以“;”作為程序段的結束，構成程序段的要素是程序字，程序字由地址及其後續的數值構成。
[注1]程序段中字符數沒有限制.
[注2]ISO代碼中程序段結束符号為LF
EIA代碼中程序段結束符号為CRo
程序順序号由N指明，範圍為1—9999，順序号是任意給定的，可以不連續可以在所有的程序段中都指定順序号，也可隻在必要的程序段指明順序号
四、字和地址
程序段由字組成，而字由地址和地址後帶符号的數字構成，如下所示：
X-----------------------------1000
[地址數字]字
地址是大寫字母A到2中的一個，它規定了其後數字的意義，以下是本系統使用的各個地址的含義和指令值範圍。
這些字組合在一起就形成了一個程序段，如下例所示：
M10，Xl00，Z200，M03
注1NC裝置所引起的限制和機床的限制是二個完全不同的概念，例如NC裝置X軸的移動量可以指令約l0m(m米為單位時)但實際機床的X軸行程可能隻有2m，進給速度也是如此，作為NC裝置可以進給速度控制到15m/分，但實際的機床就要限制到3m/分，因而，當編程序時，應将系統說明書與機床說明書熟悉，在很好理解的基礎上。
注2每轉進給速度是根據主抽轉速而轉換成每分鐘進給量後按每分鐘進給量執行的。
