数控机床是工业生产中不可或缺的工具。它们由计算机控制,加工精度和准确性远高于手动操作。这些计算机辅助制造技术可以实现许多复杂而精确的数控加工任务,为汽车、国防和航空航天工业制造标准配件和专门设计的零件。尽管3D打印和其他增材制造工艺在现代柔性器件生产中占主要位置,但大多数日常用品仍然是高度自动化减材加工技术的结果。
数控机床如何工作?数控机床与由它们加工的众多产品一样具有多功能性和动态性。
但是,大多数数控机械由下面两种逻辑控制:开环或闭环系统。在开环数控系统中,操作员将为当前任务开发计算机数控程序,并使用计算机辅助设计(CAD)软件生成g代码或工作文件。然后,计算机将正确的步骤传递给控制器及其连接的伺服电机。这些电机沿着至少两个轴(X和Y)操纵切削工具,如车刀或磨具,但是高端数控机床可以通过围绕更多的几个额外的轴移动刀头和其他配件来提高精度、实现更多功能。
数控机床的5个主要功能:切割、钻孔、磨削、铣削和车削。数控机床可以精确高效地切割原材料,它们可以应用两种最先进的切割技术:电火花成型加工(sinker EDM)和电火花线切割(wire EDM)。数控机床可以精确地打孔,它使用旋转切削工具(通常是钻头或高速水射流)在固定工件上钻出圆孔。这些孔通常用来装配螺钉。
什么是计算机辅助制造软件?计算机辅助制造(CAM)软件是数控加工过程的重要组成部分。它是所有计算机辅助加工操作的中介和解释器,因为它控制加工过程中每个阶段的人工和机械的输入和输出。数控加工可以追溯到19世纪中叶工业革命期间的技术进步,当时制造工厂开始使用基于凸轮的车床和铣削的工具,用它们来大规模生产枪支、工厂设备和日常用品。
未来的数控加工会是什么样子?目前,熟悉数控编程的合格技术工人十分紧缺。随着机器学习和人工智能的不断发展,制造业可能会继续优化流程、提高自动化水平。数控加工在未来面临的最大障碍之一是,目前熟悉数控编程的合格技术工人短缺。随着资深数控专业人员退休,很少有人进入这一行业接替他们的位置,这种短缺只会加剧。