最後更新: 2022-05-30 透過 5分鐘閱讀
CNC工具機基礎知識簡要指南

CNC工具機基礎知識簡要指南

透過本使用手冊,您將了解什麼是CNC工具機,它是如何運作的,最常見的類型有哪些,以及更多適合初學者的基礎知識。

數控

什麼是CNC工具機?

A 數控機床 是一種具有車載計算機功能的CNC工具機。電腦稱為機器控制單元(MCU)。生產零件所需的數位資料以程式的形式提供給機器。程式被翻譯成適當的電訊號,輸入到運行機器的馬達。

床身是CNC工具機的機械結構,它也由主傳動系統、進給傳動系統、床身、工作台及輔助運動裝置、液壓和氣動系統、潤滑系統、冷卻裝置、排屑裝置、保護系統和其他部件。但為了滿足數控化的要求,充分發揮機床的性能,它在整體佈局、外觀、傳動系統結構、刀具系統和操作性能等方面都發生了很大的變化。數控工具機的機械部分包括床身、箱體、立柱、導軌、工作台、主軸、進給機構、換刀機構等。

CNC工具機如何運作?

數控工具機利用計算機實現數位程式控制技術。該技術利用電腦根據預先儲存的控製程式來執行設備的運動軌跡和周邊設備的操作的時序邏輯控制功能。由於以電腦取代了原先由硬體邏輯電路組成的數控裝置,可以透過電腦軟體實現輸入操作指令的儲存、處理、運算、邏輯判斷等控制功能,並產生微指令。將馬達或液壓執行器驅動至伺服驅動裝置,驅動數控機床運轉。

為了運行CNC工具機,您可以執行以下步驟:

步驟一、根據被加工零件的圖紙和工藝方案,用規定的代碼和程序格式,將刀具的運動軌跡、加工過程、工藝參數、切削用量等編寫成可指令的指令形式被數控系統識別,即編寫加工程序。

步驟2、將編好的加工程序輸入到CNC裝置。

步驟3、數控裝置對輸入的程序(代碼)進行解碼與處理,並向各座標軸的伺服驅動裝置及輔助功能控制裝置發送對應的控制訊號,以控制機床各部份的移動。

第四步、在運動過程中,數控系統需要隨時偵測CNC工具機的座標軸位置、行程開關的狀態等,並與程序的要求進行比較,以確定下一步動作直到加工出合格的零件。

步驟5.操作人員可以隨時觀察檢查CNC工具機的加工情況和工作狀態。必要時需調整CNC工具機動作和加工程序,以確保工具機安全可靠運作。

笛卡爾座標系

幾乎所有能在傳統機床上生產的產品都能在電腦數控機床上生產,並且具有許多優點。生產產品所使用的工具機運動有兩種基本類型:點對點(直線運動)和連續路徑(輪廓運動)。

笛卡爾座標系,又稱直角座標系,是由法國數學家和哲學家勒內·笛卡兒發明的。透過該系統,任何特定點都可以用數學術語從沿著 3 個垂直軸的任何其他點來描述。這個概念非常適合機床,因為它們的結構通常是基於 3 個運動軸(X、Y、Z)加上一個旋轉軸。在普通立式銑床上,X 軸是工作台的水平移動(向右或向左),Y 軸是工作台的橫向運動(朝向或遠離立柱),Z 軸是膝部或主軸的垂直運動。CNC系統嚴重依賴矩形座標的使用,因為程式設計師可以精確地定位作業上的每個點。當點位於工件上時,使用兩條直相交線,一條垂直,一條水平。這些線必須彼此垂直,它們相交的點稱為原點或零點(圖 2)

數控

圖 1 相交線形成直角並決定零點。

數控

圖2 CNC中使用的三維座標平面(軸)。

三維座標平面如圖 3 所示。 Z 平面或軸表示垂直刀具運動。加號 (+) 和減號 (-) 表示從零點(原點)沿著運動軸的方向。 XY軸交叉形成的2個象限依逆時針方向編號(圖4)。位於象限 3 的所有位置均為正值 (X+) 和正值 (Y+)。在第二象限,所有位置均為負 X(X-)和正(Y+)。在第三象限,所有位置均為負 X(X-)和負(Y-)。在第四象限中,所有位置均為正 X (X+) 和負 Y (Y-)。

數控

圖 3 X 軸和 Y 軸交叉時形成的象限用於從 X/Y 零點或原點精確定位點。

在圖 3 中,點 A 位於 Y 軸右側 2 個單位和 X 軸上方 2 個單位處。假設每個單位等於 1.000。 A 點的位置為 X + 2.000 和 Y + 2.000。對於 B 點,位置為 X + 1.000 和 Y - 2.000。在CNC編程中,無需指示正 (+) 值,因為這些是假定的。但是,必須註明負 (-) 值。例如,A和B的位置將表示如下:

X2.000 Y2.000

B X1.000 Y-2.000

電腦系統連接到由感測器和電力驅動器組成的機器。程式控制機器軸的運動。

最常見的CNC工具機類型有哪些?

早期工具機的設計是讓操作員站在機器前面操作控制裝置。這種設計不再是必要的,因為在CNC中,操作員不再控制工具機運動。在傳統機床上,只有大約 20% 的時間用於去除材料。透過添加電子控制裝置,去除金屬所花費的實際時間增加到 80% 甚至更高。它還減少了將切削刀具放入每個加工位置所需的時間。

各行業中存在 10 種最常見的CNC工具機類型。

1. 數控銑床(數控銑床)

2. CNC雕刻機(數控雕刻機)

3. 數控雷射機 (雷射切割機、雷射雕刻機、雷射焊接機)

4. CNC車床 (數控車床)

5.CNC鑽床(CNC鑽床)

6. CNC鏜床

7. CNC磨床(CNC磨床)

8. 放電加工機 (EDM)

9. CNC等離子切割機(數控等離子切割機)

10 3D 打印機

雷射焊機如何運作?

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雷射切割機有什麼用?

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