什麼是CNC？
CNC是利用電腦控制機械運動和工作過程的自動化程序。它是集傳統機械製造技術、電腦技術、現代控制技術、感測器檢測技術、網路通訊技術和光機械技術於一體的智慧製造系統。其具有高精度、高效率、自動化等特點，在現代工業製造業實現柔性自動化、整合化、智慧化方面發揮著舉足輕重的作用。
嚴格遵守術語，縮寫 NC 和 CNC 的意思有所不同。 NC 代表順序和原始數控技術，其中縮寫 CNC 代表較新的電腦數控技術，是其較舊的親戚的現代衍生產品。然而，在實踐中，CNC 是首選縮寫。為了闡明每個術語的正確用法，請查看 NC 和 CNC 系統之間的主要差異。
數控加工消除了大部分不一致的情況。它不需要與機械加工相同的物理參與。數控加工不需要任何槓桿、轉盤或手柄，至少與傳統加工不同。一旦零件程序經過驗證，就可以多次使用，並始終返回一致的結果。這並不意味著沒有限制因素。切削刀具確實會磨損，一批中的材料毛坯與另一批中的材料毛坯不同，並且設置可能會有所不同。如有必要，應考慮並補償這些因素。
數控技術的出現並不意味著所有手動加工工具會立即、甚至長期消亡。有時傳統的加工方法比電腦方法更可取。例如，一項簡單的一次性工作在手動加工工具上完成可能比在手動加工工具上更有效。 數控機床。某些類型的加工作業將受益於手動或半自動加工，而不是CNC加工。自動機床並不是要取代所有手動機器，而只是對其進行補充。在許多情況下，是否在電腦控制的機器上進行某些加工的決定取決於所需零件的數量，而不是其他任何因素。儘管批量加工的零件數量始終是重要標準，但它絕不應該是唯一因素。
也應考慮零件的複雜度、公差以及所需的表面光潔度品質。一個複雜的零件將受益於電腦數控加工，而五十個相對簡單的零件則不會。請記住，數控從未單獨加工過單一零件。數控只是一種能夠有效率、準確且一致地使用工具機的過程或方法。
什麼是CNC工具機？
數控工具機是一種將電腦數控系統與傳統工具機結合的機電整合自動化電動工具。它根據電腦記憶體中儲存的控製程式執行部分或全部數控功能，並配備有介面電路和伺服驅動器的專用電腦系統。 CNC控制器利用數字、字元和符號組成的數位指令來實現工具機動作控制。通常控制位置、角度、速度等機械量和開關量。
不同類型的CNC工具機種類繁多。隨著技術的發展，它們的數量正在迅速增加。不可能識別所有的應用程序，他們會列出一個很長的清單。以下是 16 年 2024 種最常見類型的清單：
類型1。 銑床和加工中心
類型2。 車床和車削中心
類型3。 鑽孔機
類型4。 鏜床和鏜床
類型5。 電火花加工機
類型6。 沖床和剪床
類型7。 火焰切割機
類型8。 數控雕刻機
類型9。 水刀切割機
類型10。 雷射機
類型11。 磨床
類型12。 焊接機
類型13。 折彎機
類型14。 繞線機
類型15。 紡紗機
類型16。 等離子切割機
數控加工中心和車床在工業安裝數量中佔據主導地位。這兩個集團幾乎平等地分享市場。某些行業可能會對某一群體提出更高的要求，這取決於他們的需求。必須記住，車床有很多種類型，加工中心也有很多種類型。然而，立式工具機的編程過程與臥式工具機或簡單的 CNC 銑床的編程過程類似。即使在不同的團體之間，也存在大量的通用應用程序，並且編程過程通常是相同的。例如，用立銑刀銑削的輪廓與用線切割的輪廓有許多共同點。
數控銑床和CNC加工中心
銑床上的標準軸數為 3 - X、Y 和 Z 軸。銑削系統上設定的部分是切削刀具旋轉，它可以上下移動（或進出），但它不會物理上遵循刀具路徑。
CNC銑床 通常是小型、簡單的電動工具，沒有工具更換裝置或其他自動功能。它們的額定功率通常很低。在工業中，它們用於工具室工作、維護目的或小零件生產。與電腦控制的鑽頭不同，它們通常是為輪廓加工而設計的。
CNC加工中心比鑽床和銑床更受歡迎、更有效率，主要是因為它們的靈活性。使用者從電腦數控加工中心獲得的主要好處是能夠將多種不同的操作組合到一個設定中。例如，鑽孔、鏜孔、锪孔、攻牙、锪孔和輪廓銑削可以合併到單一 CNC 程式中。此外，透過使用托盤自動換刀以最大限度地減少空閒時間、索引到零件的不同側面、使用附加軸的旋轉運動以及許多其他功能，CNC 加工中心配備了特殊的軟體，可增強靈活性控制速度和進給、切削刀具的壽命、自動過程中測量和偏移調整以及其他提高產量和節省時間的裝置。
典型的電腦數控加工中心有兩種基本設計。有立式加工中心和臥式加工中心。這兩種類型之間的主要區別在於它們能夠有效完成的工作性質。對於直立式加工中心來說，最適合的工作類型是扁平的零件，要么安裝到工作台上的夾具上，要么借助於虎鉗或卡盤。需要在一次設定中對 2 個或更多面進行加工的工作更適合在水平加工中心上完成。一個很好的例子是泵殼和其他立方體形狀。一些小零件的多面加工也可在配備旋轉工作台的立式加工中心上進行。
兩種設計的編程過程相同，但水平設計中添加了一個附加軸（通常是 B 軸）。此軸可以是工作台的簡單定位軸（分度軸），也可以是同步輪廓加工的全旋轉軸。
本手冊重點介紹立式加工中心應用，其中有專門章節介紹水平設定和加工。程式方法也適用於小型數控銑床或鑽孔和/或攻絲工具，但程式設計師必須承認它們的限制。
CNC車床及CNC車削中心
A 數控車床 通常是具有2個軸的工具機，垂直的X軸和水平的Z軸。車床與銑床的主要差異在於，車床的零件會繞著機器中心線旋轉。此外，切削刀具通常是固定的，安裝在滑動轉塔上。切削刀具按照編程的刀具路徑的輪廓行進。對於帶有銑削附件的CNC車床，即所謂的動力刀具，銑刀有自己的馬達並在主軸靜止時旋轉。
您會看到具有現代設計的臥式車床和立式車床。與立式車床相比，臥式車床是最受歡迎的類型，但這兩組車床都有兩種類型。例如，典型的臥式電腦控制車床可設計為平床身或斜床身，為棒料型、卡盤型或萬能型。加上這些組合或許多配件，就製成了電腦數控車床，這是一種極其靈活的電動工具。通常，尾座、穩定架或隨動架、零件捕手、拉出手指甚至第三軸銑削附件等配件都是自動車床的常用部件。事實上，電腦控制車床用途非常廣泛，因此它通常被稱為 CNC 車削中心。本手冊中的所有文字和程序範例均使用更傳統的術語“CNC車床”，但仍識別其所有現代功能。
CNC鑽床和鑽床
數控鑽孔機是一種電腦控制的動力工具，用於在基材上鑽孔、攻牙、鉸孔。下面列出了 7 種最常見的數控鑽頭類型。
• 立式鑽床：工作台及主軸箱可在立柱上垂直移動，適合加工中小型工件。
• 桌上型鑽孔機：簡稱桌上型鑽孔機。一個小 3D 鑽頭最大鑽孔直徑為12-15毫米。它安裝在鉗工台上，多用於手動鑽孔。常用於加工小型工件的小孔。
• 搖臂鑽：主軸箱可在搖臂上移動，搖臂可旋轉升降，工件固定。適用於加工大型、重型和多孔工件，在機械製造中廣泛應用。
• 深孔鑽：用深孔鑽鑽出深度遠大於直徑的孔（如槍管、槍管、主軸等零件的深孔）的專用動力工具，以利於排屑並避免較高的機床，一般為水平佈置，常設有冷卻液輸送裝置（冷卻液從刀具內部輸入到切削部分）及週期性刀具退刀排屑裝置。
• 中心孔鑽：用於加工主軸零件兩端的中心孔。
• 銑鑽床：工作台可垂直、水平移動，鑽主軸垂直佈置，鑽頭可銑削。
• 臥式鑽床：主軸水平佈置，主軸箱可垂直移動。一般比立式鑽頭加工效率高，可同時加工多個表面。
CNC鏜床和鏜床
數控鏜床是一種利用鏜刀在工件上加工預製孔的自動動力工具。鏜刀的旋轉是主要運動，鏜刀或工件的運動是進給運動。主要用於加工高精度孔或一次進行多個孔的精加工，也可從事與孔精加工相關的其他加工表面的加工。使用不同的工具和配件還可以用於鑽孔、銑削和切割。其加工精度和表面品質均高於鑽頭。
數控鏜床有臥式、落地式、鑽石式、座標式等。
• 臥式鏜床：用途最多、性能最廣的鏜床，適用於單件小批量生產和修理車間。
• 落地鏜床和落地鏜銑床：特點是工件固定在落地平台上，適合加工尺寸和重量較大的工件，用於重型機械製造廠。
• 鑽石鏜床：採用鑽石或硬質合金刀具，以小進給量和高切削速度加工出精度高、表面粗糙度小的孔，主要用於大批量生產。
• 座標鏜床：具有精密座標定位裝置，適合加工形狀、尺寸、孔距精度要求較高的孔。您還可以遇到一些其他類型，包括垂直轉塔類型、深孔類型以及用於汽車和拖拉機維修的類型。
數控電火花機
數控電火花加工是一種電腦控制的自動動力工具，用於加工具有複雜形狀孔和型腔的模具和零件。用於加工硬質合金、淬硬鋼等各種硬脆材料。可加工深孔、細孔、異形孔、深槽、窄縫及切割板材。還可加工各種成形刀具、模板、螺紋環規等刀具。
具有智慧、自適應控制脈衝電源，將不同材料、粗、中、精電火花加工參數及標準製作成曲線表，並寫入晶片作為資料庫。只要操作者輸入電極、工件材料、表面粗糙度等加工條件，電動工具即可輸出最佳加工標準參數，並能根據給定目標連續檢測放電加工狀態（保證一定的表面粗糙度）以提高生產率） 。與最佳模型（數位模型）進行比較運算，根據計算結果控制相關參數，以獲得最佳加工效果。隨著工作液的污染程度以及排屑條件、加工深度、加工面積等現場條件的變化，可以自動、連續地調整相關脈衝參數，在保證表面粗糙度和加工精度的前提下達到生產率。保持不變。最高最佳穩定放電狀態。
EDM 的類型
• 鏡面電火花加工機床是一種可以加工鏡面效果的電火花加工機床。電火花加工不需要保存模具。可直接用於生產，節省勞力，提高效率。精度高，在精密模具應用上有明顯優勢。鏡面電火花加工工具機的成本較高，價格在12,000美元到80,000美元之間。
• 塑膠模具放電加工機用於塑膠模具的放電加工。在我國比較常見，價格便宜，應用廣泛。
• 細孔電火花加工用於鑽孔，即在模具上打孔。
• 還有一些特殊的電火花加工機，例如用於石墨和鎢鋼的電火花加工機。
• ZNC EDM，Z軸數控，X軸和Y軸手動，是比較實用的電火花加工機。
•XYZ三軸數控CNC電火花加工具有自動配模、自動尋心、自動編程、G代碼編程、三軸聯動放電等功能。
CNC沖床
數控沖床是數位控制沖床的簡稱，是一種裝有程式控制系統的自動化工具機。控制系統能對控制代碼或其他符號指令指定的程序進行邏輯處理，並對其進行譯碼，從而使沖床運動並加工零件。
數控沖床用於加工各種金屬板材零件，可一次自動完成多種複雜孔型和淺拉成型加工（根據要求自動加工不同尺寸和孔距的孔，或使用小型模具）可啃圓孔、方孔、腰形孔及各種形狀的弧形輪廓，亦可採用特殊工藝加工（如百葉窗、淺拉伸、沉頭孔、翻邊孔、加強筋、壓花）。透過簡單的模具組合，與傳統沖壓相比，節省了大量的模具成本，可以用低成本、短週期加工小批量、多樣化的產品，具有較大的加工範圍和加工能力，從而適應市場產品變更的時間。
CNC火焰切割機
數控火焰切割機是利用氣體加氧氣或汽油加氧氣來切割金屬材料的自動切割設備。最常見的類型包括手持式切割機、仿形切割機、便攜式切割機、懸臂式切割機、龍門式切割機、桌上型切割機以及專為鋼管切割機相貫線切割而設計的相貫線數控機床。
數控雕刻機
CNC 雕刻機是一種用於雕刻、切割或銑削服務的電腦控制工具機。在自動銑床的基礎上，增加了主軸和伺服馬達的功率，機身能夠承受受力，同時保持主軸的高轉速，更重要的是高精度。自動鏤銑機有其自身的優勢，但是對於材料硬度比較大的產品的加工難度很大，顯然不可能有效率地完成加工的產品。精密數控雕刻機的出現大大彌補了傳統類型的缺陷。例如金屬、五金、鋁殼的機械加工，使機械加工的產品更加精緻精緻。機器本身運作穩定可靠，加工品質好，效率高，操作簡單，維護方便。廣泛應用於模具、電子產品、五金、塑膠、飾品、工藝品、髮型、家具、鎖、鞋匠、眼鏡、汽車、手機殼、按鍵、中間框、鏡片、玻璃蓋板等行業。最受歡迎的數控雕刻機類型包括三軸、四軸、旋轉四軸、五軸、多軸，以滿足您的不同需求。
水刀切割機
水刀切割機是採用世界上生產能力最高的高壓水刀切割技術的自動化電動工具。工程可在電腦控制下任意切割，且受材料質地影響較小。切割時不變形，乾淨環保。由於水刀切割成本低、操作簡單、成品率高，正逐漸成為工業製造中的主流切割方法。
水刀切割機由高壓幫浦、加工平台、噴射切割頭、傳動系統、開關水控制系統所組成。
數控水刀切割機工作時，作為水刀動力源的高壓水泵利用液壓馬達對自來水或去離子水進行強制壓縮，使水的壓力增至數十至數百兆帕。當水柱經由束流噴嘴噴出時，具有高壓和動能，形成水柱。加工平台同樣由精密的數控程序控制，X軸、Y軸單向或雙向連動，最終驅動水柱對工件實現直線或曲線切割及除鏽清洗。
數控雷射機
雷射加工不同於普通的機械加工。它是集光、機、電控制於一體的電腦數控雷射系統，具有較高的智慧化程度。數控與整合將雷射發生器與電腦控製編程、先進的光學系統以及高精度、自動化的雷射定位相結合，形成自動電腦控制的雷射。在雷射加工過程中，不僅需要精確控制和調整雷射的焦點位置和移動速度，以滿足各種複雜零件的加工要求。也要求同時控制雷射功率的大小、雷射功率的升降速率、雷射的脈衝頻率、脈衝寬度和脈衝強度。
數控雷射機可用於雕刻、切割、標記、蝕刻、焊接、清潔金屬、木材、塑膠、丙烯酸、泡沫、橡膠、紙張、織物和皮革。
數控磨床
數控磨床是一種利用電腦控制的磨俱對基材表面進行研磨的自動電動工具。電腦控制的磨床利用旋轉的砂輪，透過反覆磨削將材料磨成所需的形狀。
操作員將規格輸入計算機，計算機啟動自動磨床，為工作打造完美的高品質工具。手工加工是一項艱鉅的任務，而自動加工可以在電腦高度控制下完成研磨。
最常見的自動磨床類型包括珩磨機、超精磨床、砂帶磨床、研磨機、拋光機、平面磨床、坐標磨床、外圓磨床、立式萬能磨床、仿形磨床和無心磨床。
數控焊接機
自動數控焊接機是集電腦控制、運動控制、影像處理、網路通訊於一體，由多個高難度XYZ平台組成的非常複雜的光、機、電一體化設備。對設備要求高響應、低振動。高效率、穩定的超音波輸出及點火系統，高精度影像擷取，焊接材料透過自動上下料系統實現自動循環焊接。廣泛應用於發光二極體（LED LAMP）、SMD貼片、高功率LED、三極管、數位管（DIGITAL DISPLAY）、點陣板（DOTMATRIX）、背光源（LED BACKIGHT）及IC軟體封裝的生產(COB) CCD 模組，以及一些特色半導體的內引線是焊接的。
全自動數控焊接機已廣泛應用於LED產業，是LED產業封裝不可缺少的設備。手動和半自動焊接機由於產能無法滿足市場需求，已逐漸被自動焊線機取代。
CNC折彎機
數控折彎機是利用配備的模具（通用模具或專用模具）將冷金屬板材彎曲成各種幾何截面形狀工件的自動折彎機。折彎機一般採用專用數控控制器進行自動折彎。折彎機座標軸已由單軸發展到12軸，電腦數控系統可自動實現滑動深度控制、滑塊左右傾斜調整、後前後調整限位器、左右調整、壓力噸位調整、滑塊。此折彎機可輕鬆實現滑桿向下、點動、連續、保壓、返回、中間停止等動作，一次完成多個彎頭相同角度或不同角度的折彎。
CNC繞線機
數控繞線機是利用數字、字元、符號組成的數位指令實現自動繞線、排列、繞包、切割、包帶、上下骨架、定位的繞線機。
數控繞線機用於繞製各種馬達定子、轉子，汽車摩托車用電線圈，電磁閥線圈，日光燈鎮流器，變壓器，電視機，收音機中周波及電感線圈，行輸出變壓器（高壓包裝） 、揚聲器、耳機、麥克風音圈、電焊機、紡織工業中的纏繞紗線、縫紉線、繡線、紗線色卡以及玻璃纖維、光纖、電線、電纜和熱縮管。
CNC旋壓機
數控旋壓機是金屬一次性旋壓成型機，由機械、液壓、電控、數控、加熱、冷卻6個系統組成。機械結構包括床身、主軸箱、尾座、旋輪架4個基本部份。液壓系統包括液壓馬達、液壓仿形、送料機構調整、壓力調節、尾座洩壓保險等。控制伺服系統的數控系統裝置、控制液壓傳動系統的可程式邏輯控制器分別與工控機連接。新型旋壓機實現了加工和控制的自動化。它是一個多功能、通用的設備，具有高精度、高可靠性。
數控等離子切割機
數控等離子切割機是一種利用電腦數控和高溫等離子弧的熱量來切割金屬板材和管材的自動金屬切割機。從外觀和尺寸來看，它類似於電腦控制的雕刻机。數控等離子切割機是在高溫、強電場條件下進行等離子弧切割的專用設備。高速氣流、高溫、高速等離子弧火焰流熔化工件金屬，並被吹離基材，形成切縫。由於弧柱溫度大大超過金屬及其氧化物的熔點，因此電腦控制的等離子切割機除了切割碳鋼外，還可以切割不銹鋼、鋁、銅等金屬。
趨勢
未來，高速、高精度、複合化、智慧化、開放式、平行驅動、網路化、極限化、環保化已成為數控工具機的發展趨勢與方向。
高速
隨著汽車、國防、航空、航太等產業的快速發展以及鋁合金等新材料的應用，對高速加工的要求越來越高。
• 主軸轉速：採用電主軸（內建主軸馬達），主軸最高轉速200000r/min。
• 進給速度：解析度0.01μm時，最大進給速度可達240m/min，可實現複雜形狀的精密加工。
• 運算速度：微處理器的快速發展，為數控系統向高速、高精度方向發展提供了保證。 CPU已發展到32位元、64位元的數控系統，主頻提高到數百MHz、數千MHz。由於運算速度大幅提高，當解析度為0.1μm或0.01μm時，進給速度可達24-240m/min 仍然可以獲得。
• 換刀速度：目前高階加工中心的換刀時間一般在1s左右，最高可達0.5s。
高精準度
精度要求不再侷限於靜態幾何精度。運動精度、熱變形、振動監測與補償越來越受到人們的關注。
• 提升數控系統的控制精度：採用高速插補技術，實現微小程式段連續進給，細化數控控制單元，採用高解析度位置偵測裝置，提高位置偵測精度（日本已開發106脈衝/轉交流伺服電機，內建位置偵測器，其位置偵測精度可達0.01μm/脈衝），位置伺服系統採用前饋控制和非線性控制方法。
• 採用誤差補償技術：利用反向間隙補償、螺桿螺距誤差補償、刀具誤差補償等技術，全面補償設備的熱變形誤差與空間誤差。研究結果表明，應用綜合誤差補償技術可以減少加工誤差 60% 至 80%.
• 利用網格檢查並提高加工中心的運動軌跡精度，並透過模擬預測加工精度，確保定位精度和重複定位精度，使其性能長期穩定，能夠在多種條件下完成加工。任務並確保零件的加工品質。
功能複合
複合機床的含義是在一台機床上實現或盡可能完成從毛坯到成品的多個要素的加工。依其結構特徵可分為製程複合式和工序複合式2種類型。鏜銑鑽複合加工中心、車銑複合車削中心、銑鏜鑽車複合加工中心等工序複雜工具機。工序複合工具機包括多面多軸連動加工複合式工具機、雙主軸車削中心等。採用複合機床進行加工，減少了工件裝卸、更換、調整刀具的輔助時間，以及中間過程產生的誤差，提高了零件加工精度，縮短了產品製造週期，提高了生產效率和製造商的市場反應能力。與傳統的分散式生產方式相比，其具有明顯的優勢。
智能控制
隨著人工智慧技術的發展，為滿足製造業生產彈性和製造自動化的發展需求，CNC工具機的智慧化程度不斷提高。具體體現在以下幾個方面：
• 加工過程自適應控制技術：透過監測加工過程中的切削力、主軸和進給馬達功率、電流、電壓等信息，採用傳統或現代演算法識別加工過程中的受力、磨損、損壞狀態和穩定性狀態。性。
• 加工參數智慧最佳化選擇：利用製程專家或技術人員的經驗以及零件加工的一般規律和特殊規律，運用現代智慧方法建構基於專家系統或模型的「加工參數智慧最佳化選擇」 ，利用它獲得最佳化的加工參數，從而達到提高程式效率和加工製程水準、縮短生產準備時間的目的。
• 智慧故障自診斷與自修復技術：根據現有故障訊息，應用現代智慧方法，實現快速、準確的故障定位。
• 智慧故障回放和故障模擬技術：可以完整記錄系統的各種信息，回放和模擬數控機床發生的各種錯誤和事故，以確定錯誤原因，尋找問題解決方案，積累生產經驗。
• 智慧型交流伺服驅動裝置：可自動辨識負載並自動調整參數的智慧伺服系統，包含智慧主軸交流驅動裝置及智慧進給伺服裝置。這種驅動裝置可以自動辨識馬達和負載的轉動慣量，自動優化調整控制系統參數，實現驅動系統的最佳化運作。
• 智慧4M數控系統：在製造過程中，加工與檢測一體化是實現快速製造、快速檢測和快速響應的有效途徑，將測量、建模、製造和機械手（即4M）整合到一個系統中。實現資訊共享，促進測量、建模、加工、裝夾、操作一體化。
我們認為，廠商的服務應從研究使用者的加工產品、製程、生產類型、品質要求等入手，幫助使用者選購設備，推薦先進製程和工具輔助工具，並提供專業的培訓人員和良好的培訓環境，幫助使用者使用者可以最大限度地發揮工具機的效益，加工出高品質的最終產品，從而逐漸獲得使用者的認可。
要考慮的事情
到目前為止，我們已經詳細介紹了16種不同常見類型的CNC工具機，您應該具備區分的能力。在DIY和購買方面，一定要根據自己的業務需求和預算來選擇類型。
