【正文】 進給運動速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉、冷卻液開關、刀具夾緊、松開等）加工信息，用規(guī)定的文字、數字、符號組成的代碼，按一定格式編寫成加工程序。關鍵詞 : 數控、工業(yè)化發(fā)展、編程、車床目 錄一、摘要 …………………………………………………………………………… 7二、引言作為數控加工的主體設備，數控機床是典型的機電一體化產品。本文主要討論數控車床的零件加工工藝以及程序編制，主要以FANUC數控系統(tǒng)為例，結合典型零件對數控車零件進行講解。 數控概述在機械制造工業(yè)中并不是所有的產品零件都具有很大的批量，單件與小批量生產的零件（批量在10～100件）約占機械加工總量的80%以上。為了滿足多品種，小批量的自動化生產，迫切需要一種靈活的，通用的，能夠適用產品頻繁變化的柔性自動化機床。它為單件、小批量生產的精密復雜零件提供了自動化的加工手段。在運行過程中，不斷地引入數字數據，從而對某一生產過程實現(xiàn)自動控制，叫數字控制，簡稱數控。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作并加工零件。與普通機床相比，數控機床有如下特點： 　　加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質量； 　　可進行多坐標的聯(lián)動，能加工形狀復雜的零件； 　　加工零件改變時，一般只需要更改數控程序，可節(jié)省生產準備時間；機床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量，生產率高（一般為普通機床的3~5倍）； 　　機床自動化程度高，可以減輕勞動強度； 　　對操作人員的素質要求較高，對維修人員的技術要求更高。他是用于完成各種切削加工的機械部件。 　　驅動裝置，他是數控機床執(zhí)行機構的驅動部件，包括主軸驅動單元、進給單元、主軸電機及進給電機等。當幾個進給聯(lián)動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數控轉臺和數控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。數控機床總的發(fā)展趨勢是工序集中、高速、高效、高精度以及方便使用、提高可靠性等。在加工中心機床上，工件一次裝夾后，機床的機械手可以自動更換刀具，連續(xù)的對工件進行多種工序加工。加工中心機床使工序集中在一臺機床上完成，減少了由于工序分散，工件多次安裝引起的定位誤差，提高了加工精度，同時也減少了機床的臺數與占地面積，壓縮了半成品的庫存量，減少了工序間的輔助時間，有效的提高了數控機床的生產效率和數控加工的經濟效益。數控機床功能部件性能不斷提高功能部件不斷向高速度、高精度、大功率和智能化方向發(fā)展，并取得成熟的應用。 數控機床制造廠把建立友好的人機界面、提高數控機床的可靠性作為提高競爭能力的主要方面。但是一套適用的CAD/CAM軟件加上計算機硬件，投資較大，學習、掌握時間較長，對大多數的簡單工件很不經濟。這種編程方式不使用G、M代碼，而是借助圖形菜單，輸入整個圖形塊以及相應參數作為加工指令，形成加工程序，與傳統(tǒng)加工時的思維方式類似。 數控機床普遍采用彩色CRT進行人機對話、圖形顯示和圖形模擬的。三、數控機床的發(fā)展 數控系統(tǒng)的發(fā)展從１９５２年第一臺數控機床問世后，數控系統(tǒng)已經先后經歷了兩個階段和六代的發(fā)展，其六代是指電子管、晶體管、集成電路、小型計算機、微處理器和基于工控ＰＣ機的通用CNC系統(tǒng)。 機床的發(fā)展趨勢數控機床總的發(fā)展趨勢是工序集中、高速、高效、高精度以及方便使用、提高可靠性等。在加工中心機床上，工件一次裝夾后，機床的機械手可以自動更換刀具，連續(xù)的對工件進行多種工序加工。加工中心機床使工序集中在一臺機床上完成，減少了由于工序分散，工件多次安裝引起的定位誤差，提高了加工精度，同時也減少了機床的臺數與占地面積，壓縮了半成品的庫存量，減少了工序間的輔助時間，有效的提高了數控機床的生產效率和數控加工的經濟效益。 數控機床制造廠把建立友好的人機界面、提高數控機床的可靠性作為提高競爭能力的主要方面。但是一套適用的CAD/CAM軟件加上計算機硬件，投資較大，學習、掌握時間較長，對大多數的簡單工件很不經濟。這種編程方式不使用G、M代碼，而是借助圖形菜單，輸入整個圖形塊以及相應參數作為加工指令，形成加工程序，與傳統(tǒng)加工時的思維方式類似。 數控機床普遍采用彩色CRT進行人機對話、圖形顯示和圖形模擬的。 數控機床的分類 按加工工藝方法分類 ．金屬切削類數控機床 與傳統(tǒng)的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對應的數控機床有數控車床、數控銑床、數控鉆床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。 在普通數控機床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數控加工中心機床。例如銑、鏜、鉆加工中心，它是在數控銑床基礎上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝置形成的，工件一次裝夾后，可以對箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進行銑、鏜、鉆、擴、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。 ．特種加工類數控機床 除了切削加工數控機床以外，數控技術也大量用于數控電火花線切割機床、數控電火花成型機床、數控等離子弧切割機床、數控火焰切割機床以及數控激光加工機床等。 近年來，其它機械設備中也大量采用了數控技術，如數控多坐標測量機、自動繪圖機及工業(yè)機器人等。機床數控系統(tǒng)只控制行程終點的坐標值，不控制點與點之間的運動軌跡，因此幾個坐標軸之間的運動無任何聯(lián)系。 這類數控機床主要有數控坐標鏜床、數控鉆床、數控沖床、數控點焊機等。 ．直線控制數控機床 直線控制數控機床可控制刀具或工作臺以適當的進給速度，沿著平行于坐標軸的方向進行直線移動和切削加工，進給速度根據切削條件可在一定范圍內變化。直線控制的數控銑床，有三個坐標軸，可用于平面的銑削加工。 數控鏜銑床、加工中心等機床，它的各個坐標方向的進給運動的速度能在一定范圍內進行調整，兼有點位和直線控制加工的功能，這類機床應該稱為點位/直線控制的數控機床。它不僅能控制機床移動部件的起點與終點坐標，而且能控制整個加工輪廓每一點的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。數控火焰切割機、電火花加工機床以及數控繪圖機等也采用了輪廓控制系統(tǒng)。 現(xiàn)在計算機數控裝置的控制功能均由軟件實現(xiàn)，增加輪廓控制功能不會帶來成本的增加。 按驅動裝置的特點分類 這類控制的數控機床是其控制系統(tǒng)沒有位置檢測元件，伺服驅動部件通常為反應式步進電動機或混合式伺服步進電動機。移動部件的移動速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數所決定的。 開環(huán)控制系統(tǒng)的數控機床結構簡單，成本較低。因此，步進電動機的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動誤差都將影響被加工零件的精度。 接對工作臺的實際位移進行檢測，將測量的實際位移值反饋到數控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較，用差值對機床進行控制，使移動部件按照實際需要的位移量運動，最終實現(xiàn)移動部件的精確運動和定位。圖13所示的為閉環(huán)控制數控機床的系統(tǒng)框圖。當位移指令值發(fā)送到位置比較電路時，若工作臺沒有移動，則沒有反饋量，指令值使得伺服電動機轉動，通過A將速度反饋信號送到速度控制電路，通過C將工作臺實際位移量反饋回去，在位置比較電路中與位移指令值相比較，用比較后得到的差值進行位置控制，直至差值為零時為止。 閉環(huán)控制數控機床的定位精度高，但調試和維修都較困難，系統(tǒng)復雜，成本高。通過測速元件A和光電編碼盤B可間接檢測出伺服電動機的轉速，從而推算出工作臺的實際位移量，將此值與指令值進行比較，用差值來實現(xiàn)控制。 半閉環(huán)控制數控系統(tǒng)的調試比較方便，并且具有很好的穩(wěn)定性。 將以上三類數控機床的特點結合起來，就形成了混合控制數控機床。混合控制系統(tǒng)又分為兩種形式： （1）開環(huán)補償型。用裝在工作臺的直線位移測量元件的反饋信號校正機械系統(tǒng)的誤差。它是用半閉環(huán)控制方式取得高精度控制，再用裝在工作臺上的直線位移測量元件實現(xiàn)全閉環(huán)修正，以獲得高速度與高精度的統(tǒng)一。 五、數控機床加工工藝分析數控機床加工工藝與普通機床的加工工藝類似，但由于數控機床是一次裝夾，連續(xù)自動加工完成所有車削工序，因而應注意以下幾個方面。這些決定著加工時間、刀具壽命和加工質量。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。