什么是數(shù)控技術(shù)

數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控（Numerical Control ）即采用數(shù)字控制的方法對某一工作過程實現(xiàn)自動控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進制形式數(shù)據(jù)運算的出現(xiàn)。

什么叫數(shù)控技術(shù)

1、數(shù)控技術(shù)主要學(xué)：機械制圖、機械設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)控加工技術(shù)、數(shù)控加工編程與操作、數(shù)控原理與系統(tǒng)、CAD/CAM應(yīng)用、數(shù)控機床使用及維修、數(shù)控機床電氣控制、工業(yè)企業(yè)管理等。

2、數(shù)控技術(shù)是為培養(yǎng)學(xué)生從事數(shù)控加工、機械產(chǎn)品設(shè)計與制造、生產(chǎn)技術(shù)管理等方面的高等工程技術(shù)應(yīng)用型人才，是具有實用技能特點的特色專業(yè)。要求學(xué)生能在生產(chǎn)現(xiàn)場從事產(chǎn)品制造、開發(fā)工作，或在技術(shù)部門從事工藝、管理工作。主要培養(yǎng)學(xué)生數(shù)控編程、加工及數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控加工中心及其它數(shù)控設(shè)備的操作維修、維護方面的理論知識和專業(yè)知識。

3、專業(yè)核心課程與主要實踐環(huán)節(jié)：機械制圖、機械設(shè)計基礎(chǔ)、數(shù)控加工技術(shù)、數(shù)控加工編程與操作、數(shù)控原理與系統(tǒng)、CAD/CAM應(yīng)用、數(shù)控機床使用及維修、數(shù)控機床電氣控制、工業(yè)企業(yè)管理、制圖測繪、PLC實訓(xùn)、機加工實習(xí)、CAM實訓(xùn)、數(shù)控機床操作技能實訓(xùn)、專業(yè)課程的課程設(shè)計、畢業(yè)實習(xí)（設(shè)計）等，以及各校的主要特色課程和實踐環(huán)節(jié)

什么是數(shù)控技術(shù)？

數(shù)控技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機械設(shè)備動作控制的技術(shù)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進制形式數(shù)據(jù)運算的出現(xiàn)。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問世；19世紀末，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明；1938年，香農(nóng)在美國麻省理工學(xué)院進行了數(shù)據(jù)快速運算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計算機，包括計算機數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與機床控制密切結(jié)合發(fā)展起來的。1952年，第一臺數(shù)控機床問世，成為世界機械工業(yè)史上一件劃時代的事件，推動了自動化的發(fā)展。

現(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)也叫計算機數(shù)控技術(shù)，目前它是采用計算機實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計算機按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設(shè)備的控制功能。由于采用計算機替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入數(shù)據(jù)的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現(xiàn)，均可通過計算機軟件來完成。

數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面。

1高速、高精加工技術(shù)及裝備的新趨勢

效率、質(zhì)量是先進制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術(shù)研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術(shù)之一，國際生產(chǎn)工程學(xué)會（CIRP）將其確定為21世紀的中心研究方向之一。

在轎車工業(yè)領(lǐng)域，年產(chǎn)30萬輛的生產(chǎn)節(jié)拍是40秒/輛，而且多品種加工是轎車裝備必須解決的重點問題之一；在航空和宇航工業(yè)領(lǐng)域，其加工的零部件多為薄壁和薄筋，剛度很差，材料為鋁或鋁合金，只有在高切削速度和切削力很小的情況下，才能對這些筋、壁進行加工。近來采用大型整體鋁合金坯料“掏空”的方法來制造機翼、機身等大型零件來替代多個零件通過眾多的鉚釘、螺釘和其他聯(lián)結(jié)方式拼裝，使構(gòu)件的強度、剛度和可靠性得到提高。這些都對加工裝備提出了高速、高精和高柔性的要求。

從EMO2001展會情況來看，高速加工中心進給速度可達80m/min，甚至更高，空運行速度可達100m/min左右。目前世界上許多汽車廠，包括我國的上海通用汽車公司，已經(jīng)采用以高速加工中心組成的生產(chǎn)線部分替代組合機床。美國CINCINNATI公司的HyperMach機床進給速度最大達60m/min，快速為100m/min，加速度達2g，主軸轉(zhuǎn)速已達60000r/min。加工一薄壁飛機零件，只用30min，而同樣的零件在一般高速銑床加工需3h，在普通銑床加工需8h；德國DMG公司的雙主軸車床的主軸速度及加速度分別達12!000r/mm和1g。

在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～15μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級(001μm)。

在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的MTBF值已達6 000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。

為了實現(xiàn)高速、高精加工，與之配套的功能部件如電主軸、直線電機得到了快速的發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域進一步擴大。

2 5軸聯(lián)動加工和復(fù)合加工機床快速發(fā)展

采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯(lián)動機床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術(shù)難度較大，制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。

當(dāng)前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復(fù)合主軸頭結(jié)構(gòu)大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進了復(fù)合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復(fù)合加工機床（含5面加工機床）的發(fā)展。

在EMO2001展會上，新日本工機的5面加工機床采用復(fù)合主軸頭，可實現(xiàn)4個垂直平面的加工和任意角度的加工，使得5面加工和5軸加工可在同一臺機床上實現(xiàn)，還可實現(xiàn)傾斜面和倒錐孔的加工。德國DMG公司展出DMUVoution系列加工中心，可在一次裝夾下5面加工和5軸聯(lián)動加工，可由CNC系統(tǒng)控制或CAD/CAM直接或間接控制。

3 智能化、開放式、網(wǎng)絡(luò)化成為當(dāng)代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢

21世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質(zhì)量方面的智能化，如加工過程的自適應(yīng)控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅(qū)動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電機參數(shù)的自適應(yīng)運算、自動識別負載自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。

為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應(yīng)用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究，如美國的NGC(The Next Generation Work-Station/Machine Control)、歐共體的OSACA(Open System Architecture for Control within Automation Systems)、日本的OSEC(Open System Environment for Controller)，中國的ONC(Open Numerical Control System)等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應(yīng)用和技術(shù)訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當(dāng)前研究的核心。

網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關(guān)的新概念和樣機，如在EMO2001展中，日本山崎馬扎克（Mazak)公司展出的“CyberProduction Center”（智能生產(chǎn)控制中心，簡稱CPC)；日本大隈（Okuma）機床公司展出“IT plaza”（信息技術(shù)廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子(Siemens)公司展出的Open Manufacturing Environment（開放制造環(huán)境，簡稱OME）等，反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展的趨勢。

4 重視新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的建立

（1） 關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)規(guī)范

如前所述，開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰(zhàn)略發(fā)展計劃，并進行開放式體系結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經(jīng)濟體在短期內(nèi)進行了幾乎相同的科學(xué)計劃和規(guī)范的制定，預(yù)示了數(shù)控技術(shù)的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。

（2） 關(guān)于數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)

數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢。數(shù)控技術(shù)誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標(biāo)準(zhǔn)，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質(zhì)特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)高速發(fā)展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機制，能夠描述產(chǎn)品整個生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實現(xiàn)整個制造過程，乃至各個工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。

STEP-NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域的一次革命，對于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展乃至整個制造業(yè)，將產(chǎn)生深遠的影響。首先，STEP-NC提出一種嶄新的制造理念，傳統(tǒng)的制造理念中，NC加工程序都集中在單個計算機上。而在新標(biāo)準(zhǔn)下，NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上，這正是數(shù)控技術(shù)開放式、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的方向。其次，STEP-NC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙（約75％）、加工程序編制時間（約35％）和加工時間（約50％）。

目前，歐美國家非常重視STEP-NC的研究，歐洲發(fā)起了STEP-NC的IMS計劃(199911～20011231)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD/CAM/CAPP/CNC用戶、廠商和學(xué)術(shù)機構(gòu)。美國的STEP Tools公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開發(fā)者，他已經(jīng)開發(fā)了用作數(shù)控機床加工信息交換的超級模型(Super Model)，其目標(biāo)是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過程。目前這種新的數(shù)據(jù)交換格式已經(jīng)在配備了SIEMENS、FIDIA以及歐洲OSACA-NC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機上進行了驗證。

數(shù)控機床程序編制

一數(shù)控機床編程的方法

數(shù)控機床程序編制的方法有三種：即手工編程、自動編程和CAD/CAM 。

1 手工編程

由人工完成零件圖樣分析、工藝處理、數(shù)值計算、書寫程序清單直到程序的輸入和檢驗。適用于點位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件，但是，非常費時，且編制復(fù)雜零件時，容易出錯。

2 自動編程

使用計算機或程編機，完成零件程序的編制的過程，對于復(fù)雜的零件很方便。

3 CAD/CAM

利用CAD/CAM軟件，實現(xiàn)造型及圖象自動編程。最為典型的軟件是Master CAM，其可以完成銑削二坐標(biāo)、三坐標(biāo)、四坐標(biāo)和五坐標(biāo)、車削、線切割的編程，此類軟件雖然功能單一，但簡單易學(xué)，價格較低，仍是目前中小企業(yè)的選擇。

二數(shù)控機床程序編制的內(nèi)容和步驟

1 數(shù)控機床編程的主要內(nèi)容

分析零件圖樣、確定加工工藝過程、進行數(shù)學(xué)處理、編寫程序清單、制作控制介質(zhì)、進行程序檢查、輸入程序以及工件試切。

2 數(shù)控機床的步驟

1) 分析零件圖樣和工藝處理

根據(jù)圖樣對零件的幾何形狀尺寸，技術(shù)要求進行分析，明確加工的內(nèi)容及要求，決定加工方案、確定加工順序、設(shè)計夾具、選擇刀具、確定合理的走刀路線及選擇合理的切削用量等。

同時還應(yīng)發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)的功能和數(shù)控機床本身的能力，正確選擇對刀點，切入方式，盡量減少諸如換刀、轉(zhuǎn)位等輔助時間。

2) 數(shù)學(xué)處理

編程前，根據(jù)零件的幾何特征，先建立一個工件坐標(biāo)系，根據(jù)零件圖紙的要求，制定加工路，在建立的工件坐標(biāo)系上，首先計算出刀具的運動軌跡。對于形狀比較簡單的零件（如直線和圓弧組成的零件），只需計算出幾何元素的起點、終點、圓弧的圓心、兩幾何元素的交點或切點的坐標(biāo)值。

3) 編寫零件程序清單

加工路線和工藝參數(shù)確定以后，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的指定代碼及程序段格式，編寫零件程序清單。

4) 程序輸入

5) 程序校驗與首件試切

三數(shù)控加工程序的結(jié)構(gòu)

1 程序的構(gòu)成：由多個程序段組成。

O0001；O（FANUC-O,AB8400-P,SINUMERIK8M-%）機能指定程序號，每個程序號對應(yīng)一個加工零件。

N010 G92 X0 Y0；分號表示程序段結(jié)束

N020 G90 G00 X50 Y60；

；可以調(diào)用子程序。

N150 M05；

N160 M02；

2 程序段格式：

1) 字地址格式：如N020 G90 G00 X50 Y60；

最常用的格式，現(xiàn)代數(shù)控機床都采用它。地址N為程序段號，地址G和數(shù)字90構(gòu)成字地址為準(zhǔn)備功能，。

2) 可變程序段格式：如B2000 B3000 B B6000；

使用分割符B各開各個字，若沒有數(shù)據(jù)，分割符不能省去。常見于數(shù)控線切割機床，另外，還有3B編程等格式。

3) 固定順序程序段格式：如00701+02500-13400153002；

比較少見。其中的數(shù)據(jù)嚴格按照順序和長度排列，不得有誤，上面程序段的意思是：N007 G01 X+02500 Y-13400 F15 S30 M02；

零件圖的數(shù)學(xué)處理

零件圖的數(shù)學(xué)處理主要是計算零件加工軌跡的尺寸，即計算零件加工輪廓的基點和節(jié)點的坐標(biāo)，或刀具中心輪廓的基點和節(jié)點的坐標(biāo)，以便編制加工程序。

一．基點坐標(biāo)的計算

一般數(shù)控機床只有直線和圓弧插補功能。對于由直線和圓弧組成的平面輪廓，編程時數(shù)值計算的主要任務(wù)是求各基點的坐標(biāo)。

1 基點的含義

構(gòu)成零件輪廓的不同幾何素線的交點或切點稱為基點?；c可以直接作為其運動軌跡的起點或終點。

2 直接計算的內(nèi)容

根據(jù)填寫加工程序單的要求，基點直接計算的內(nèi)容有：每條運動軌跡的起點和終點在選定坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，圓弧運動軌跡的圓心坐標(biāo)值。

基點直接計算的方法比較簡單，一般可根據(jù)零件圖樣所給的已知條件用人工完成。即依據(jù)零件圖樣上給定的尺寸運用代數(shù)、三角、幾何或解析幾何的有關(guān)知識，直接計算出數(shù)值。在計算時，要注意小數(shù)點后的位數(shù)要留夠，以保證足夠的精度。

二．節(jié)點坐標(biāo)的計算

對于一些平面輪廓是非圓方程曲線Y=F（X）組成，如漸開線、阿基米德螺線等，只能用能夠加工的直線和圓弧去逼近它們。這時數(shù)值計算的任務(wù)就是計算節(jié)點的坐標(biāo)。

1 節(jié)點的定義

當(dāng)采用不具備非圓曲線插補功能的數(shù)控機床加工非圓曲線輪廓的零件時，在加工程序的編制工作中，常用多個直線段或圓弧去近似代替非圓曲線，這稱為擬合處理。擬合線段的交點或切點稱為節(jié)點。

2 節(jié)點坐標(biāo)的計算

節(jié)點坐標(biāo)的計算難度和工作量都較大，故常通過計算機完成，必要時也可由人工計算,常用的有直線逼近法（等間距法、等步長法、和等誤差法）和圓弧逼近法。

有人用AutoCAD繪圖，然后捕獲坐標(biāo)點，在精度允許的范圍內(nèi)，也是一個簡易而有效的方法．

培養(yǎng)目標(biāo)：

本專業(yè)培養(yǎng)學(xué)生從事數(shù)控加工、機械產(chǎn)品設(shè)計與制造、生產(chǎn)技術(shù)管理方面的高等工程技術(shù)應(yīng)用型人才。要求學(xué)生能在生產(chǎn)現(xiàn)場從事產(chǎn)品制造、開發(fā)工作，或在技術(shù)部門從事工藝、管理工作。主要培養(yǎng)學(xué)生數(shù)控編程、加工及數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控加工中心及其它數(shù)控設(shè)備的操作維修、維護方面的理論知識和專業(yè)知識。并能獲得國家勞動和社會保障部頒發(fā)的數(shù)控工藝員技術(shù)等級證書，車鉗工等級證書。

主干課程設(shè)置：

機械制圖及計算機繪圖，工程力學(xué)，機械設(shè)計，單片機原理及接口技術(shù)，機械制造技術(shù)基礎(chǔ)，電工電子基礎(chǔ)，電氣控制技術(shù)，數(shù)控機床控制技術(shù)和系統(tǒng)，數(shù)控機床原理及應(yīng)用，數(shù)控機床編程與操作，CAD/CAM技術(shù)，機床夾具，數(shù)控機床維修技術(shù)。AUTOCAD平面繪圖,MASTERCAM三維設(shè)計,PRO/E實體造型。以及金工實訓(xùn)，車鉗工實訓(xùn)，數(shù)控車實訓(xùn) 。

就業(yè)情況：

本專業(yè)畢業(yè)生主要面向珠三角外資大中型企事業(yè)單位及國有企事業(yè)單位的操作、銷售、工藝、設(shè)備維護等部門，主要培養(yǎng)數(shù)控機床操作人員、數(shù)控編程工藝人員、NC數(shù)控編程、數(shù)控設(shè)備維修人員、數(shù)控設(shè)備營銷人員。此外還能從事CAD/CAM軟件應(yīng)用，數(shù)控系統(tǒng)或設(shè)備的銷售與技術(shù)服務(wù)工作，數(shù)控設(shè)備的安裝調(diào)試及維護，以及車間生產(chǎn)組織與管理等工作NC數(shù)控編程，現(xiàn)在在沿海一帶工資基本算數(shù)控方面非常高的一個項目！！

以上就是關(guān)于數(shù)控技術(shù)是什么全部的內(nèi)容，包括:數(shù)控技術(shù)是什么、數(shù)控技術(shù)是學(xué)什么、什么叫數(shù)控技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容解答，如果想了解更多相關(guān)內(nèi)容，可以關(guān)注我們，你們的支持是我們更新的動力！