数控机床的发展和数控加工的优势

CNC机床和G代码数据的示例

目前的 计算机数控（CNC）机器遵循了一组协议，该协议基于在20世纪中叶首先开发的以前的数控（NC）系统。随着数控机床的出现，金属加工行业开始依靠使用纸带打孔应用程序（或“ G代码”）对用于制造零件的指令进行编程。数控系统的使用持续了几十年，直到1960年代后期，更高级的数控程序成为行业标准。

1950年之前的数控使用

尽管传统的NC编程在1950年代在金属加工行业中很普遍，但打孔卡系统的基本形式已经在19世纪得到了发展，当时该系统被用于控制纺织机和弹奏钢琴，采用类似的简化方法，原理。

1949年，一台数控刀具制造商的车床引入了编号带控制加工的过程，但是制造商对新技术的反应是矛盾的。第二次世界大战后，美国空军寻求一种方法来为现有的制造方法增加更高的组件设计精度。这项搜索促使密歇根州特拉弗斯市的帕森斯工厂总裁约翰·帕森斯（John Parsons）开发了一种涉及伺服控制的按批生产技术。伺服控制系统由输入到计算设备中的位置数据驱动。新方法加快了手动过程并提高了加工精度。

1949年至1964年

从1949年到1952年，帕森斯（Parsons）与麻省理工学院（MIT）合作开发了一种能够数控轮廓铣削的实验机。当时，电子行业尚未创建支持系统来帮助集成新机器，因此大规模生产Parson的技术是不切实际的。但是，在1952年，在军方，航空航天工业，机械加工工业和媒体之前，成功完成了三轴数控铣削演示。到1964年，全国有35,000多台数控机床投入使用。

从打孔磁带到软件程序的演变

最初，NC打孔带卡是使用类似于打字机的机器（称为“ flexowriter”）创建的。打孔卡被送入与机器相邻的大型控制单元中，并印有一个名为G-Code的编程序列，该序列以开发它的公司Gerber Scientific Instruments命名。

直到1960年代末，当第一台计算机数控（CNC）机器问世时，NC机器都是工业标准。CNC技术遵循原始数字协议系统设定的相同原理，但用更高级的计算机软件程序代替了打孔和打印方法。这项新的编程技术迅速取代了NC加工，成为工业标准。CNC也是后续过程的基础，例如计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）。CAD / CAM设计服务在概念上类似于1952年创建的机械打孔卡系统，为当今的制造商提供了更大的操作灵活性。

数值控制器的发展

1950年代和1960年代的数控机器采用真空管和机械继电器作为主要控制器。当时，控制器是沿两个轴运行的“ A点到B点”定位器。但是，当今的高密度集成电路能够在各种设计和尺寸范围内创建三维形状。现代控制器还可以与用户通信，并存储和分析程序数据。

先进的CNC机械可以自动监视所执行工作的质量，并将其发现传递给加工过程的其他部分，例如装卸阶段。如果控制器发现有缺陷或与预期产品设计有偏差，则有时可以通过更换钝工具或将任何问题通知制造商来实时进行纠正。这种自动化水平突出了两种在概念上相似的编程方法之间的主要区别：NC控制器必须在直接，简单任务的参数范围内运行，而CNC编程则使机器能够分析数据并适应不断变化的环境。

CNC加工的优势

由于计算机控制加工已经发展了几十年，因此，在精度，自动化和生产速度方面，当前的迭代比包括NC编程在内的任何早期形式都更为先进。最新类型的CNC加工提供的一些好处包括：

• 复杂而复杂的零件制造，具有更高的准确性和更快的周转率

• 半自动或全自动质量控制和设备检查系统

• 缩短CNC机床的设置和集成时间，从而提高生产率

• 由于计算机控制的网络，减少了特定项目所需的机器数量

• CNC程序修改功能，以提高适应性和更广泛的加工任务

• 在CNC程序下无需进行长时间的机加工试运行

数控加工的应用

机加工液压零件

CNC加工是一种制造过程，能够将多种选择的原材料（例如金属，塑料，木材，泡沫，复合材料等）成型为定制零件和设计。由于该过程提供的材料范围，精度以及功能和操作，因此可用于制造各种行业和应用程序的零件和组件，包括汽车，航空航天，农业，建筑，液压设备，船舶和机器人技术。

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