数控等离子切割世界入门 - 第 1 部分

CNC（计算机数字控制）等离子切割正变得越来越被接受，并成为行业、小型晶圆厂和业余爱好者的首选金属切割工艺。由于最初的低启动成本、切割质量和易用性，CNC 等离子切割正在抢夺其他 CNC 切割机（如水刀和光纤激光器）的关注。在本文中，您将了解什么是 CNC 以及如何利用这项技术的基础知识。这将使您全面了解数控等离子切割的世界。

什么是数控？

CNC代表计算机数字控制。今天使用的许多工业 CNC 机器并不总是 CNC 机器，而只是操作员通过他们的物理输入控制的机器。 CNC 不需要物理输入，取而代之的是计算机和程序，可以解释零件文件并执行程序生成的命令。软件生成的命令采用 G 代码的形式，计算机可以理解并用于按照零件文件加工零件。 G 代码可以手动编程，因为它的语言是笛卡尔坐标的形式。这是您的 X、Y 和 Z。大多数情况下，您的零件将位于零标记处。这是零件的原点位于 X 坐标和 Y 坐标的零位置的地方。从那里通过输入相应的轴和一个数字，它将移动给定机器的零件或工具，以及被告知要移动的轴。还有许多其他命令可以在 G 代码中使用，具体取决于您的软件将指定哪个命令执行什么操作。例如，您可以编写停止命令或调整进给率等等。如果您的机器具有 3 个自由度，则这使机器成为 3 轴机器。但是，并非所有机器都是 3 轴机器。一旦您使用 4、5 和 6 轴机器，事情就会变得困难。此外，手动编程几乎变得不可能。 4、5 和 6 轴是围绕 X、Y 和 Z 的旋转；也称为滚动、偏航和俯仰。最常见的是 3、4 和 5 轴 CNC 机床。由于增加了成本并且只增加了一些好处，因此使用第六轴并不常见。因此，对于制造商而言，这种添加通常不是值得的投资。机器的自由度越高，编程就越困难。因此，如果您在没有软件的情况下无法手动对其进行编程，那么操作员也无法仅通过零件的图纸打印来运行它。这就是 CNC 如此重要的原因。

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CNC 是未来。

既然您了解了 CNC 是什么，那么了解 CNC 为何如此受欢迎就很重要了。人类并不完美，我们会犯错并会感到疲倦。电脑没有。计算机将以完美的一致性重复执行相同的任务。尝试在纸上画一个圆圈 5 次，每个圆圈都有可能略有不同。 CNC切割机将使每个圆都完全相同。在行业中，一致性和时间是所有商店赖以生存的两个主要因素。 CNC机器可以实现这一点。在考虑时间和一致性时，CNC 机器几乎总是在各个方面都胜过手动操作的机器。计算机永远不需要休息，永远不会犯错误，并且总是按照指示去做。其中最大的部分是消除了加工和切割的人为因素。因此，消除了人类限制带来的固有问题。 CNC 机器不仅与制造零件的机器有关，而且与制造过程的各个方面有关。目的是进一步取消对运营商的限制。例如，数控机床的工作效率如此之高，以至于操作员无法跟上材料的供应以使其连续运行。然后，开发人员更进一步，创建了装载原材料和卸载成品的机器。这是使用CNC。因此，使零件的生产几乎完全可编程。操作员手中的时间越少，生产就越流畅，人为错误的机会就越少。

如何使用CNC制作零件？

制作零件并不像打开按钮并让 CNC 机器吐出客户要求的完美零件那么容易。 CNC 确实需要人工输入，但需要以编程的形式。计算机只能做它被告知要做的事情。如上所述，通过 CNC 制造零件的过程是拥有一台计算机和一个程序，该程序可以解释零件文件并执行程序生成的命令。这很难完全理解，我将通过一个例子来解释。假设你想等离子切割出某个部分。您必须首先拥有由 CAD（计算机辅助绘图）程序制作的某种类型的绘图。有许多 CAD 程序可用于创建绘图。有些是免费的，有些则需要付费。使用最广泛的 CAD 程序是 AutoCAD。获得所需零件的图纸后，您可以将该图纸导入 CAM（计算机辅助制造）程序。 CAM 程序接受不同的文件格式；然而，最广泛接受的格式是 DXF（绘图交换文件）。将图纸导入 CAM 程序后，您就可以对零件进行编程了。有许多不同的 CAM 程序，根据您购买的机器和来自哪个公司的不同，它们会有所不同。尽管它们会有所不同，但它们都将实现创建供计算机阅读的程序的最终目标。 CNC 机床软件包附带的许多 CAM 程序都有大量资源可以帮助您学习他们的程序并开始编程。所以，不要因为必须学习这一步而紧张。程序完成后，您的机器现在可以根据您的原始草图制作所需的零件。

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结论。

CNC 机器感觉像是技术上的一次重大飞跃，或者是一项需要进行的大笔投资。然而，对它们了解得越多，在您的制造过程中使用该机器似乎就越不可怕。现在应该了解 CNC 是什么，它们为何如此受欢迎，以及这项技术如何在您的企业、商店或车库中为您服务。

作者尼古拉斯·金尼，
Nicholas 在 Diamond Manufacturing Company 担任机械工程师。他的职责/经验包括其转塔和光纤激光器的 CNC 编程。工作之余，他喜欢机械加工、等离子切割，并致力于为拖拉机拖车开发机电抗折断系统。