在數控編程中,坐標系統的正確使用至關重要。數控機床常用的坐標系統有機床坐標系和工件坐標系。機床坐標系是機床固有的坐標系,其原點稱為機床原點或機床零點,在機床制造調整后便被確定下來,是固定不變的。工件坐標系則是編程人員根據零件的加工要求自行設定的坐標系,其原點稱為工件原點。工件原點的選擇應遵循便于編程、尺寸換算簡單、能減少加工誤差等原則,一般選取零件的設計基準點或對稱中心等位置作為工件原點。為確定工件原點在機床坐標系中的位置,需要進行對刀操作。對刀點是零件程序加工的起始點,對刀的目的就是確定工件原點在機床坐標系中的坐標值。對刀點可以與工件原點重合,也可以在便于對刀的其他位置,但該點與工件原點之間必須有明確的坐標聯系。例如,在數控車床上加工軸類零件時,通常將工件的右端面中心設為工件原點,通過對刀操作測量出該工件原點相對于機床坐標系原點的坐標值,然后將這些值輸入到數控系統中,建立起工件坐標系,這樣在后續編程和加工過程中,就可以按照工件坐標系中的坐標值來控制刀具的運動 。臥式加工中心的分度工作臺,實現工件多方位加工。江門動力刀塔機數控機床
數控機床的基本工作原理:數控機床是一種通過計算機控制系統實現自動化加工的精密設備,其原理基于數字代碼指令驅動。首先,編程人員根據零件的設計圖紙,使用的 CAM(計算機輔助制造)軟件編制加工程序,將加工路徑、刀具運動軌跡、切削參數等信息轉化為數控系統能夠識別的 G 代碼和 M 代碼。這些代碼通過 USB、網絡等方式傳輸至數控機床的數控系統,系統解析代碼后,控制伺服電機驅動滾珠絲杠副,帶動工作臺或主軸沿 X、Y、Z 等坐標軸進行精確運動。同時,數控系統實時監測反饋裝置(如光柵尺、編碼器)傳回的位置和速度信息,形成閉環控制,確保刀具按照預定軌跡進行切削,從而實現高精度、高效率的自動化加工,相比傳統機床大幅提升加工精度和生產效率 。廣州多軸數控機床維修激光數控機床利用激光束切割或焊接,適合薄板精密加工。
數控機床的五軸聯動加工技術:五軸聯動加工技術是數控機床的應用領域,能夠實現復雜曲面零件的高效、高精度加工。五軸聯動數控機床在傳統的 X、Y、Z 三個直線坐標軸基礎上,增加了兩個旋轉坐標軸(A、B 或 C 軸),刀具可以在五個自由度上進行運動。這種加工方式使得刀具能夠以比較好角度接近工件,避免干涉,減少加工盲區,提高加工效率和表面質量。在航空航天領域的葉輪、葉片加工,模具制造行業的復雜型腔加工等方面,五軸聯動加工技術具有優勢。例如,加工航空發動機葉輪時,五軸聯動數控機床可一次裝夾完成全部曲面的加工,相比三軸加工,減少了裝夾次數和加工時間,同時提高了葉片的型面精度和表面質量,加工精度可達 0.005mm,表面粗糙度 Ra 值小于 0.4μm 。
按運動軌跡分類,數控機床可分為點位控制數控機床、直線控制數控機床和輪廓控制數控機床。點位控制數控機床的控制系統控制刀具或工作臺從一個加工點精確移動到另一個加工點,在移動過程中不關心運動軌跡,只確保終點位置的準確性。這類機床常用于鉆孔、鏜孔等加工,如數控鉆床,只需控制鉆頭快速準確地移動到各個孔的加工位置進行鉆孔操作。直線控制數控機床的控制系統不僅要精確控制點與點之間的位置,還需保證兩點之間的移動軌跡為一條直線,并且在移動過程中能夠以給定的進給速度進行加工。它適用于加工臺階軸、平面等,例如一些簡單的數控車床可以實現直線控制,車削外圓、端面等表面。輪廓控制數控機床,又稱為連續控制數控機床,其控制系統能夠連續控制兩個或兩個以上運動坐標的位移和速度,可精確控制刀具相對于工件的運動軌跡,從而加工出復雜的曲線和曲面輪廓。像加工模具型腔、航空發動機葉片等復雜形狀的零件,就需要輪廓控制數控機床,如五軸聯動加工中心,能夠同時控制多個坐標軸的運動,實現復雜曲面的高精度加工 。車銑復合機床的動力刀塔,支持銑削、鉆孔等多工序加工。
數控機床在電子制造領域的應用:電子制造行業產品精密化、微型化趨勢,數控機床發揮重要作用。在 PCB(印刷電路板)加工中,數控鉆床憑借高精度定位和高速鉆孔能力,可加工直徑 0.1mm 的微孔,滿足電路板高密度布線需求。數控銑床用于電路板外形加工,能精確切割復雜形狀,尺寸精度達 ±0.02mm。在半導體制造中,超精密數控機床用于芯片封裝模具加工,其納米級定位精度確保模具型腔尺寸精細,保障芯片封裝質量。此外,數控機床還應用于電子元器件外殼、連接器等精密零件加工,通過高速銑削、電火花加工等工藝,實現零件高精度、高質量生產,推動電子制造行業向化邁進。五面體加工中心一次裝夾完成五個面加工,減少定位誤差。廣州自動送料數控機床檢修
數控雕刻機用于木材、石材等材料的精細雕刻,圖案還原度高。江門動力刀塔機數控機床
刀具路徑規劃是數控編程的內容之一,它直接影響到加工效率、加工質量和刀具壽命。刀具路徑規劃的目標是根據零件的形狀、尺寸和加工要求,合理確定刀具的運動軌跡,使刀具能夠高效、準確地切除工件上多余的材料。在規劃刀具路徑時,首先要考慮加工工藝順序,如先粗加工去除大部分余量,再進行半精加工和精加工以保證尺寸精度和表面質量。對于不同的加工類型,刀具路徑規劃方法也有所不同。在進行平面銑削時,可采用往復銑削、單向銑削、環切等方式,根據零件的形狀和加工要求選擇合適的方式,以提高加工效率和表面質量。對于復雜曲面的加工,則需要使用更復雜的刀具路徑規劃算法,如等高線加工、放射狀加工、螺旋線加工等,確保刀具能夠沿著曲面的輪廓進行精確加工,同時避免刀具與工件或夾具發生碰撞。例如,在加工一個模具型腔時,粗加工階段可采用等高線粗加工方式,快速去除大量余量;精加工階段則采用曲面輪廓精加工方式,按照型腔的曲面形狀精確規劃刀具路徑,保證模具表面的精度和光潔度 。江門動力刀塔機數控機床