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--熱烈祝賀我會(huì)聯(lián)辦的科普活動(dòng)被中國(guó)科協(xié)評(píng)為--優(yōu)秀科普活動(dòng)
12月21日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)辦公廳印發(fā)《關(guān)于對(duì)2020年全國(guó)科普日有關(guān)組織單位和活動(dòng)予以表?yè)P(yáng)的通知》（科協(xié)辦函普字【2020】158號(hào)），江蘇省機(jī)械工程學(xué)會(huì)、南京工程學(xué)會(huì)和江蘇省學(xué)會(huì)服務(wù)中心聯(lián)辦的“2020年全國(guó)科普日暨第一屆‘天印筑夢(mèng)·科普智行’”活動(dòng)，被評(píng)為優(yōu)秀科普活動(dòng)。
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什么是數(shù)控機(jī)床？數(shù)控機(jī)床有什么優(yōu)缺點(diǎn)？
時(shí)間：2020/9/9 10:11:18 瀏覽次數(shù)：4072
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數(shù)控，通常被稱為NC，是非常常用的機(jī)床。數(shù)控定義是可編程自動(dòng)化的形式，由數(shù)字，字母和符號(hào)控制。該可編程自動(dòng)化程序主要作用于機(jī)床的運(yùn)行。
換句話說(shuō)，數(shù)控機(jī)床定義為在程序的指令集下控制的機(jī)床。在數(shù)控方法中，數(shù)字構(gòu)成用于不同類型作業(yè)的基本程序指令；因此，將數(shù)字控制稱為這種編程類型。當(dāng)作業(yè)類型更改時(shí)，作業(yè)的程序指令也會(huì)更改。為每個(gè)作業(yè)編寫新的指令相對(duì)比較容易，因此NC在使用中提增加了更多的靈活性。
NC技術(shù)可以應(yīng)用于各種操作，例如繪圖，裝配，檢查，鈑金加工等。但是，它在金屬加工過(guò)程（例如車削，鉆孔，銑削，成型等）中的應(yīng)用更加突出?？梢约涌鞕C(jī)械加工操作速度，從而大幅度降低批量制造的成本。
機(jī)床的發(fā)展歷史
1940年，數(shù)控技術(shù)的發(fā)明源于約翰·T·帕森斯（John T. Parsons）的開(kāi)創(chuàng)性工作，當(dāng)時(shí)他試圖通過(guò)銑刀提供的坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)來(lái)自動(dòng)生成曲線時(shí)，開(kāi)創(chuàng)性的發(fā)現(xiàn)了這一方法。在1940年代后期，帕森斯（Parsons）構(gòu)思了一種使用帶有坐標(biāo)位置系統(tǒng)的打孔卡控制機(jī)床的方法。機(jī)器定向小幅度移動(dòng)并產(chǎn)生所需的光潔度。1948年，帕隆斯（Parons）向美國(guó)空軍展示了這一概念，美國(guó)空軍贊助了麻省理工學(xué)院（MIT）實(shí)驗(yàn)室的這一系列項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)大量的研究，麻省理工學(xué)院在1952年第一個(gè)NC原型正式推出，并在第二年證明了NC的潛在的巨大應(yīng)用前景。
不久，大批機(jī)床制造商開(kāi)始相關(guān)研發(fā)，并將商用數(shù)控單元推向市場(chǎng)。同時(shí)，隨著麻省理工學(xué)院的研究繼續(xù)進(jìn)行，他們發(fā)現(xiàn)了自動(dòng)編程工具，即稱為APT語(yǔ)言的語(yǔ)言，可用于對(duì)NC機(jī)器進(jìn)行編程。APT語(yǔ)言的主要目的是為程序員提供一種手段，使他們可以使用英語(yǔ)之類的語(yǔ)句以更輕松的方式將加工指令傳達(dá)給機(jī)床。APT語(yǔ)言仍在制造業(yè)中廣泛使用，許多現(xiàn)代編程語(yǔ)言都是基于APT最初的理論延伸過(guò)來(lái)的。
數(shù)控機(jī)床的問(wèn)世
在NC的最初幾年中，穿孔帶用于將指令通過(guò)控制單元饋送到機(jī)床。APT語(yǔ)言也標(biāo)志著計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床（俗稱CNC機(jī)床）的到來(lái)。另一種語(yǔ)言是PRONTO，是Parick Hanratty發(fā)現(xiàn)的，他在GE進(jìn)行了各種實(shí)驗(yàn)，并于1958年發(fā)布了該語(yǔ)言。
在CNC機(jī)器中，程序被饋送到計(jì)算機(jī)中，以控制機(jī)器的運(yùn)行。因此，用于讀取NC機(jī)器中打孔卡的控制單元被CNC機(jī)器中的微型計(jì)算機(jī)所取代。CNC帶來(lái)了制造業(yè)的重大革命。下一步的發(fā)展是將計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）相結(jié)合，稱為CAD / CAM。
常規(guī)數(shù)控機(jī)床常見(jiàn)的問(wèn)題
1）與零件編程有關(guān)的錯(cuò)誤（要制造零件的編程）：當(dāng)與要制造的特定零件有關(guān)的指令程序?qū)懺诖蚩讕蠒r(shí)，語(yǔ)法或數(shù)字出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況非常普遍。機(jī)床磁帶不能單次獨(dú)立完成，而是至少需要三遍才能執(zhí)行正確的程序。零件編程的另一個(gè)主要問(wèn)題是如何實(shí)現(xiàn)加工零件所需的最佳步驟順序。
2）非最佳速度和進(jìn)給：對(duì)于大多數(shù)經(jīng)濟(jì)的原材料制造材料來(lái)說(shuō)，應(yīng)在制造過(guò)程中為其提供最佳速度和進(jìn)給。傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)無(wú)法提供在切割操作過(guò)程中更改速度和進(jìn)給的機(jī)會(huì)，因此程序員不得不為最壞的情況設(shè)置速度和進(jìn)給，這可能會(huì)由于浪費(fèi)和低質(zhì)量而導(dǎo)致增加制造成本。這也導(dǎo)致整體過(guò)程是在低于最佳生產(chǎn)率的速度進(jìn)行作業(yè)。
3）穿孔紙帶：穿孔紙帶本身就是問(wèn)題，它由紙制成，并在上面寫有程序。該膠帶易碎并且容易磨損，因此壽命短并且不能足夠可靠地重復(fù)使用。可以使用其他介質(zhì)（如Mylar）代替紙張來(lái)編寫指令程序，但是這些材料非常昂貴。
4）磁帶閱讀器不可靠：磁帶閱讀器從打孔的磁帶中讀取指令程序，但它被認(rèn)為是與機(jī)床機(jī)器的高度不相匹配的硬件組件。當(dāng)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障時(shí)，維護(hù)人員首先應(yīng)該檢查的是磁帶讀取器。
5）僵化的控制器：傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床具有固定的不可改變的控制器單元，改變機(jī)床的控制是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。數(shù)控機(jī)床中使用的控制器是計(jì)算機(jī)，它具有高度的靈活性。
6）重要信息：傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床無(wú)法向操作員和管理者提供重要信息，例如制造的零件數(shù)量，工具更換等。
隨著數(shù)控技術(shù)的進(jìn)步和時(shí)間的推移，與數(shù)控機(jī)床相關(guān)的問(wèn)題已經(jīng)得到解決，這主要是由于電子技術(shù)的進(jìn)步。當(dāng)在數(shù)控系統(tǒng)中引入微型計(jì)算機(jī)時(shí)，這一變化就變得很明顯。計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)生了重大影響，隨著計(jì)算機(jī)的引入，整個(gè)技術(shù)被稱為CNC（計(jì)算機(jī)數(shù)控）技術(shù)。對(duì)于普通人和工程師來(lái)說(shuō)，自動(dòng)機(jī)床現(xiàn)在被稱為CNC機(jī)床而不是NC機(jī)床。
數(shù)控機(jī)床的優(yōu)勢(shì)
數(shù)控機(jī)床比機(jī)床受歡迎的原因有很多，下面讓我們來(lái)看一些。
1）零件程序磁帶和磁帶讀取器：在較舊的CNC機(jī)器中，仍然需要零件程序磁帶和磁帶讀取器，但它們僅用于將程序饋入計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中。一旦程序保存到內(nèi)存中，就不再需要磁帶，并且可以重復(fù)使用存儲(chǔ)在內(nèi)存中的程序。這樣就消除了構(gòu)成主要維護(hù)問(wèn)題的磁帶和磁帶讀取器。實(shí)際上，最新的CNC機(jī)器甚至不需要磁帶和磁帶讀取器，因?yàn)橹噶畛绦蛲ㄟ^(guò)計(jì)算機(jī)的控制面板直接輸入到微型計(jì)算機(jī)或微型計(jì)算機(jī)中。
2）編輯程序：由于指令程序保存在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中，因此可以根據(jù)需要進(jìn)行編輯和更改。因此，CNC系統(tǒng)具有高度的靈活性。還可以在程序中進(jìn)行必要的更改，以提供可變的速度和進(jìn)給來(lái)制造作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的制造。甚至可以校正和優(yōu)化用于CNC機(jī)床編程的NC磁帶，因?yàn)樗梢愿淖兊毒呗窂?，速度，進(jìn)給等。
3）公制轉(zhuǎn)換： CNC機(jī)器允許將在公制中準(zhǔn)備的磁帶轉(zhuǎn)換為SI度量系統(tǒng)。因此，程序員不必僅由于程序中使用的測(cè)量單位不同而重新輸入整個(gè)指令程序。
4）高度靈活： CNC機(jī)床高度靈活?？梢暂p松地在程序中進(jìn)行更改并將其存儲(chǔ)為新程序。也可以很容易地引入新的控制選項(xiàng)，例如新的插值方案。在CNC機(jī)床上進(jìn)行更新更容易，而且成本更低。因此，減少了CNC機(jī)器過(guò)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)。
5）更容易編程：數(shù)控機(jī)床中的編程程序使用的是具有類似于普通英語(yǔ)語(yǔ)句的語(yǔ)言。程序員可以輕松掌握數(shù)控編程語(yǔ)言，并將其用于各種加工作業(yè)。程序員可以設(shè)置作業(yè)的各種尺寸，要執(zhí)行的加工操作及其順序，每次切割操作中要去除的金屬量，切割速度等。指令程序按照原材料的可用尺寸，以及最終完成工作所需的表面光潔度來(lái)設(shè)定。一些程序被存儲(chǔ)在數(shù)控機(jī)床中，程序員可以在需要時(shí)隨時(shí)調(diào)取并使用它們。
