數(shù)控技術(shù)起源于航空工業(yè)的需要,20世紀40年代后期,美國一家直升機公司提出了。
數(shù)控機床的初始設(shè)想,1952年美國麻省理工學院研制出三坐標數(shù)控銑床。50年代中期這種數(shù)控銑床已用于加工飛機零件。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)控機床已被用于各個工業(yè)部門,但航空航天工業(yè)始終是數(shù)控機床的用戶。一些大的航空工廠配有數(shù)百臺數(shù)控機床,其中以切削機床為主。數(shù)控加工的零件有飛機和火箭的整體壁板、大梁、蒙皮、隔框、螺旋槳以及航空發(fā)動機的機匣、軸、盤、葉片的模具型腔和液體火箭發(fā)動機燃燒室的特型腔面等。數(shù)控機床發(fā)展的初期是以連續(xù)軌跡的數(shù)控機床為主,連續(xù)軌跡控制。
連續(xù)軌跡控制又稱輪廓控制,要求刀具相對于零件按規(guī)定軌跡運動。以后又大力發(fā)展點位控制數(shù)控機床。點位控制是指刀具從某一點向另一點移動,只要后能準確地到達目標而不管移動路線如何。
為了提高生產(chǎn)自動化程度,縮短編程時間和降低數(shù)控加工成本,在航空航天工業(yè)中還發(fā)展和使用了一系列先進的數(shù)控加工技術(shù)。如計算機數(shù)控,即用小型或微型計算機代替數(shù)控系統(tǒng)中的控制器,并用存貯在計算機中的軟件執(zhí)行計算和控制功能,這種軟連接的計算機數(shù)控系統(tǒng)正在逐步取代初始態(tài)的數(shù)控系統(tǒng)。直接數(shù)控是用一臺計算機直接控制多臺數(shù)控機床,很適合于飛行器的小批量短周期生產(chǎn)。理想的控制系統(tǒng)是可連續(xù)改變加工參數(shù)的自適應(yīng)控制系統(tǒng),雖然系統(tǒng)本身很復(fù)雜,造價昂貴,但可以提高加工效率和質(zhì)量。數(shù)控的發(fā)展除在硬件方面對數(shù)控系統(tǒng)和機床的改善外,還有另一個重要方面就是軟件的發(fā)展。計算機輔助編程(也叫自動編程)就是由程序員用數(shù)控語言寫出程序后,將它輸入到計算機中進行翻譯,后由計算機自動輸出穿孔帶或磁帶。用得比較廣泛的數(shù)控語言是 APT語言。它大體上分為主處理程序和后置處理程序。前者對程序員書寫的程序加以翻譯,算出刀具軌跡;后者把刀具軌跡編成數(shù)控機床的零件加工程序。數(shù)控加工,是在對工件進行加工前事先在計算機上編寫好程序,再將這些程序輸入到使用計算機程序控制的機床進行指令性加工,或者直接在這種計算機程序控制的機床控制面板上編寫指令進行加工。加工的過程包括:走刀,換刀,變速,變向,停車等,都是自動完成的。數(shù)控加工是現(xiàn)代模具制造加工的一種先進手段。當然,數(shù)控加工手段也一定不只用于模具零件加工,用途十分廣泛。
工序集中
數(shù)控機床一般帶有可以自動換刀的刀架、刀庫,換刀過程由程序控制自動進行,因此,工序比較集中。工序集中帶來巨大的經(jīng)濟效益:
⑴減少機床占地面積,節(jié)約廠房。
⑵減少或沒有中間環(huán)節(jié)(如半成品的中間檢測、暫存搬運等),既省時間又省人力。
程序結(jié)構(gòu)
程序段是可作為一個單位來處理的連續(xù)的字組,它實際是數(shù)控加工程序中的一段程序。零件加工程序的主體由若干個程序段組成。多數(shù)程序段是用來指令機床完成或執(zhí)行某一動作。程序段是由尺寸字、非尺寸字和程序段結(jié)束指令構(gòu)成。在書寫和打印時,每個程序段一般占一行,在屏幕顯示程序時也是如此。