數(shù)控機(jī)床是一種用計(jì)算機(jī)來控制的機(jī)床,用來控制機(jī)床的計(jì)算機(jī),不管是專用計(jì)算機(jī)、還是通用計(jì)算機(jī)都統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和輔助動(dòng)作均受控于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令。而數(shù)控系統(tǒng)的指令是由程序員根據(jù)工件的材質(zhì)、加工要求、機(jī)床的特性和系統(tǒng)所規(guī)定的指令格式(數(shù)控語言或符號(hào))編制的。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)程序指令向伺服裝置和其它功能部件發(fā)出運(yùn)行或終斷信息來控制機(jī)床的各種運(yùn)動(dòng)。當(dāng)零件的加工程序結(jié)束時(shí),機(jī)床便會(huì)自動(dòng)停止。任何一種數(shù)控機(jī)床,在其數(shù)控系統(tǒng)中若沒有輸入程序指令,數(shù)控機(jī)床就不能工作。機(jī)床的受控動(dòng)作大致包括機(jī)床的起動(dòng)、停止;主軸的啟停、旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速的變換;進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向、速度、方式;刀具的選擇、長度和半徑的補(bǔ)償;刀具的更換,冷卻液的開起、關(guān)閉等。
數(shù)控技術(shù)起源于航空工業(yè)的需要,20世紀(jì)40年代后期,美國一家直升機(jī)公司提出了。
數(shù)控機(jī)床的初始設(shè)想,1952年美國麻省理工學(xué)院研制出三坐標(biāo)數(shù)控銑床。50年代中期這種數(shù)控銑床已用于加工飛機(jī)零件。60年代,數(shù)控系統(tǒng)和程序編制工作日益成熟和完善,數(shù)控機(jī)床已被用于各個(gè)工業(yè)部門,但航空航天工業(yè)始終是數(shù)控機(jī)床的用戶。一些大的航空工廠配有數(shù)百臺(tái)數(shù)控機(jī)床,其中以切削機(jī)床為主。數(shù)控加工的零件有飛機(jī)和火箭的整體壁板、大梁、蒙皮、隔框、螺旋槳以及航空發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)匣、軸、盤、葉片的模具型腔和液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的特型腔面等。數(shù)控機(jī)床發(fā)展的初期是以連續(xù)軌跡的數(shù)控機(jī)床為主,連續(xù)軌跡控制。
連續(xù)軌跡控制又稱輪廓控制,要求刀具相對(duì)于零件按規(guī)定軌跡運(yùn)動(dòng)。以后又大力發(fā)展點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床。點(diǎn)位控制是指刀具從某一點(diǎn)向另一點(diǎn)移動(dòng),只要后能準(zhǔn)確地到達(dá)目標(biāo)而不管移動(dòng)路線如何。
數(shù)控編程
數(shù)控加工程序編制方法有手工(人工)編程和自動(dòng)編程之分。手工編程,程序的全部內(nèi)容是由人工按數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的指令格式編寫的。自動(dòng)編程即計(jì)算機(jī)編程,可分為以語言和繪畫為基礎(chǔ)的自動(dòng)編程方法。但是,無論是采用何種自動(dòng)編程方法,都需要有相應(yīng)配套的硬件和軟件。
數(shù)控機(jī)床一開始就選定具有復(fù)雜型面的飛機(jī)零件作為加工對(duì)象,解決普通的加工方法難以解決的關(guān)鍵。數(shù)控加工的特點(diǎn)是用穿孔帶(或磁帶)控制機(jī)床進(jìn)行自動(dòng)加工。由于飛機(jī)、火箭和發(fā)動(dòng)機(jī)零件各有不同的特點(diǎn):飛機(jī)和火箭的零、構(gòu)件尺寸大、型面復(fù)雜;發(fā)動(dòng)機(jī)零、構(gòu)件尺寸小、精度高。因此飛機(jī)、火箭制造部門和發(fā)動(dòng)機(jī)制造部門所選用的數(shù)控機(jī)床有所不同。在飛機(jī)和火箭制造中以采用連續(xù)控制的大型數(shù)控銑床為主,而在發(fā)動(dòng)機(jī)制造中既采用連續(xù)控制的數(shù)控機(jī)床,也采用點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床(如數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、加工中心等)。