CNC 加工是一种制造工艺，其中预编程的计算机软件控制工厂工具和机械的运动。该工艺可用于控制各种复杂的机械，从磨床、车床到铣床和刨槽机。借助 CNC 加工，只需一组指令即可完成三维切割任务。
CNC 是“计算机数控”的缩写，它与手动控制的局限性形成对比，并因此取代了手动控制。手动控制需要现场操作员通过控制杆、按钮和控制轮来提示和引导加工刀具的指令。在旁观者看来，CNC 系统可能类似于一组普通的计算机组件，但 CNC 加工中使用的软件程序和控制台使其有别于所有其他形式的计算。
CNC加工如何工作？
当 CNC 系统被激活时，所需的切割会被编程到软件中并指示给相应的工具和机械，这些工具和机械会按照规定执行尺寸任务，就像机器人一样。
在数控编程中，数控系统内的代码生成器通常会假设机制完美无缺，尽管存在出错的可能性，而当数控机床同时进行多个方向的切削时，出错的可能性会更大。数控系统中刀具的放置位置由一系列输入（称为零件程序）确定。
数控机床的程序是通过穿孔卡输入的。相比之下，数控机床的程序则通过小型键盘输入计算机。数控编程保存在计算机内存中。代码本身由程序员编写和编辑。因此，数控系统提供了更强大的计算能力。最重要的是，数控系统绝不是静态的，因为可以通过修改代码将新的指令添加到现有程序中。
数控机床编程
在数控机床 (CNC) 中，机器通过数控系统进行操作，其中指定一个软件程序来控制对象。数控加工背后的语言也称为 G 代码，用于控制相应机器的各种行为，例如速度、进给速率和协调性。
基本上，数控加工可以预先编程机床功能的速度和位置，并通过软件以重复、可预测的周期运行，几乎无需人工操作。由于这些功能，该工艺已被制造业的各个领域采用，尤其是在金属和塑料生产领域。
首先，需要构思二维或三维 CAD 图纸，然后将其转换为计算机代码，供 CNC 系统执行。程序输入后，操作员需要进行试运行，以确保编码没有错误。
开/闭环加工系统
位置控制由开环或闭环系统决定。开环系统中，信号在控制器和电机之间单向传输。闭环系统中，控制器能够接收反馈，从而实现误差校正。因此，闭环系统可以纠正速度和位置的异常。
在 CNC 加工中，运动通常沿 X 轴和 Y 轴进行。刀具通过步进电机或伺服电机进行定位和引导，这些电机可精确复制 G 代码确定的运动。如果力和速度较小，则可以通过开环控制运行该过程。对于其他所有情况，闭环控制是必不可少的，以确保金属加工等工业应用所需的速度、一致性和精度。
CNC加工完全自动化
在当今的数控机床协议中，通过预编程软件生产零件的过程大多是自动化的。零件的尺寸由计算机辅助设计 (CAD) 软件设定，然后由计算机辅助制造 (CAM) 软件转换成实际的成品。
任何给定的工件都可能需要多种机床，例如钻头和铣刀。为了满足这些需求，如今许多机床将多种不同功能组合到一个单元中。或者，一套设备可能由多台机床和一组机械手组成，用于将零件从一个应用转移到另一个应用，但所有操作均由同一程序控制。无论采用何种设置，数控加工工艺都能确保零件生产的一致性，而这在手动操作中很难甚至不可能实现。
不同类型的数控机床
最早的数控机床可以追溯到20世纪40年代，当时人们首次使用电机来控制现有刀具的运动。随着技术的进步，这些机械装置通过模拟计算机得到了增强，最终通过数字计算机得到了改进，这导致了数控加工的兴起。
当今绝大多数数控设备都完全电子化。一些常见的数控操作工艺包括超声波焊接、打孔和激光切割。数控系统中最常用的机床包括：
数控铣床
CNC 铣床能够运行由数字和字母提示组成的程序，引导工件移动不同的距离。铣床的编程可以基于 G 代码，也可以基于制造团队开发的特定语言。基础铣床由三轴系统（X、Y 和 Z）组成，但大多数新型铣床可以容纳三个附加轴。
车床
在车床上，工件用可转位刀具沿圆周方向切削。借助数控技术，车床的切削速度更快、精度更高。数控车床可用于生产手动操作无法完成的复杂设计。总体而言，数控铣床和车床的控制功能相似。与铣床一样，车床也可以通过 G 代码或专有代码进行控制。然而，大多数数控车床由两个轴组成——X 轴和 Z 轴。
等离子切割机
在等离子切割机中，材料由等离子炬切割。该工艺主要用于金属材料，但也可用于其他表面。为了产生切割金属所需的速度和热量，等离子是通过压缩空气和电弧的组合产生的。
电火花加工机
电火花加工 (EDM)，又称开模加工或火花加工，是一种利用电火花将工件塑造成特定形状的工艺。在电火花加工中，两个电极之间发生电流放电，从而去除工件的某些部分。
当电极之间的空间变小时，电场会变得更强，从而比电介质的强度更强。这使得电流可以在两个电极之间通过。因此，每个电极都会去除工件的一部分。电火花加工的子类型包括：
● 线切割，利用电火花蚀刻去除电子导电材料的部分。
● 电火花成型加工，将电极和工件浸泡在介电液中以形成工件。
在冲洗过程中，每个成品工件上的碎屑都会被液体电介质带走，这种液体电介质会在两个电极之间的电流停止后出现，目的是消除任何进一步的电荷。
水射流切割机
在数控加工中，水射流是一种利用高压水切割花岗岩和金属等硬质材料的工具。在某些情况下，水会混入沙子或其他强力研磨物质。工厂的机械零件通常通过这种工艺进行成型。
对于无法承受其他数控机床高热加工的材料，水射流可作为一种冷却替代方案。因此，水射流广泛应用于航空航天和采矿业等众多领域，在这些领域，水射流在雕刻、切割等功能方面都表现出色。水射流切割机也适用于需要对材料进行非常复杂切割的应用，因为其无热特性可以防止金属间切割可能导致的材料固有特性发生改变。
不同类型的数控机床
正如大量数控机床视频演示所示，该系统用于对工业五金产品的金属件进行高精度切割。除了上述机床外，数控系统内使用的其他工具和组件还包括：
● 绣花机
● 木工铣刀
● 转塔冲床
● 线材折弯机
● 泡沫切割机
● 激光切割机
● 外圆磨床
● 3D打印机
● 玻璃刀
当需要在工件上进行各种高度和角度的复杂切割时，数控机床只需几分钟即可完成。只要使用正确的代码对机床进行编程，机床功能就会按照软件的指令执行步骤。只要所有代码都按照设计进行编码，那么在加工完成后，就能打造出一件细节丰富、技术含量高的产品。
发布时间：2021年3月31日
