什么是 CNC 加工？

今天，似乎每台机器都没有CNC加工的好处 现在已经改装了伺服电机和某种可编程的 控制器或电脑。那么在CNC（计算机数控）机器到达现场之前，零件是如何制造的？

好吧，从前，或者我们可以说 50 年前或更久，晶体管并不存在。然后，在 60 年代初，晶体管收音机成为越来越多的必备小工具。制造的小设备越多，所有相关方（芯片制造商、组装商、设计师等）就越能适应新技术。这为 PC 的发展奠定了背景，PC 需要小于大型机尺寸才能与机器结合。

在讨论 CNC 加工设备之前，重要的是要了解事物在其存在之前是如何制造的。 在 CNC 加工之前，机器是机械运行的。 有继电器、电容器和其他一些有用的计时辅助工具，以及有限的流体学使用。然而，大多数运动模式是使用凸轮、连杆、悬崖、齿轮和其他机械元件创建的。标准离合器换档变速器就是这种机器的一个很好的例子。它基本上是一个带有控制装置（换档旋钮）和手动换档启动器（离合器）的齿轮系。然而，虽然与现代自动变速器相比原始，但它使车辆能够移动。

从 1880 年左右到 1970 年代初期，凸轮被广泛用于控制自动车床。 它们是不规则切割的板或鼓，切割成蜿蜒的路径。每个凸轮都有一个从动件，它根据凸轮上的不规则扇形和路径将运动和定时传递给上面的工具或轴。开发了程序和算法来协调各种动作，以消除冲突和冲突。工具制造商需要制造制造特定零件可能需要的任何特殊工具。通常，销售的生产车床已经经过加工，只能制造一两个特定零件。例如，多年来螺丝刀手柄完全是在 Brown 和 Sharpe 机器上制造的。该机械还特别适用于插入螺丝刀轴和刀片。

不要认为这些旧机器不准确或无能。更好的非 CNC 机器仍然可以保持在千分之一英寸以下。除了当今制造的最昂贵的 CNC 机器外，它们的速度也比其他所有机器都要快得多。 事实上，一些大型自动车床，例如 Acme Gridley，今天仍在为信誉良好的公司使用。它们经过重建，至少部分配备了现代 CNC 滑轨和其他组件。这台机器的 CNC 版本仍在制造，尽管不是由 Acme-Gridley 制造的。它也是一种多轴机床。这意味着它本质上是一种加特林机枪，它通过管子而不是子弹来输送材料。每次机器旋转时，正在制造的零件都会遇到不同的工具或工具，这些工具会对其执行另一项操作。当然，最后一个站点通常是截断工具。然后材料向前推进，整个过程再次开始。不用说，使用这些机器所需的设置时间以及一般的复杂性，意味着手动或 CNC 版本通常只进行长时间的运行。查看其中一台机器的视频：

尽管机电系统不断发展，但第一台 NC 机器（使用穿孔带，而不是真正的计算机控制单元）使用真空管，为了处理电压，有时它们本身就是巨大的艺术品. 例如，24 英寸长的管子并不少见。鉴于使用极端结构的真空管存在各种困难，工程师们在晶体管和集成电路可用时抓住使用它们也就不足为奇了。然后，随着控制器（例如当时提供的原始 Allen Bradleys）上线，从模拟到数字的缓慢转变开始了。例如，第一次几乎可以在特定尺寸的轧机中安装的任何东西都可以完全加工，而不会出现许多不准确的设置。这意味着无需专门的夹具即可进行 45 度切割等简单操作。这也意味着更好的控制需要更好的驱动器和电机，以及速度和精度都很高的滚珠丝杠和轴承。因此，CNC 机械的发展与功能更强大、更精确的伺服电机、步进电机编码器和其他 CNC 组件的发展齐头并进。反过来，这些组件的发展又导致了更快、更精确的机械。例如，今天，一台像样的 CNC 铣床应该能够整天保持一到二分之一英寸。

那么，最后，什么是数控机床？显然，鉴于当今数控机床无处不在，没有唯一的答案。 但大多数数控铣床、车床等都有一些共同的特点。首先，它们由一台计算机发出指令，该计算机可能具有专用架构，或者最近可能具有以标准计算机为核心的计算机。这 提供动力的电机主要是（如果不是完全的话）一种或另一种伺服控制电机。有一个（是）编码器，可将 rpm 和线性运动转换并传送回控制器。至少有两个或三个同时控制的轴，使用能够从 CAD 模型生成刀具路径的软件，几乎可以生成任何所需的形状。当然，四轴和五轴机器可以生产更复杂的形状，例如涡轮叶片。现代 CNC 机床也有许多额外刀具的插槽，因此无需总是更换每个刀具即可更改程序。控制器还存储所有这些的刀具偏置，因此一旦刀具被触发，其偏置号就会永久存储，直到需要更改为止。今天，这项技术变得如此便宜和普及，以至于有人制造自制的 CNC 机器，这些机器可能没有商店购买的精度和功率，但完全足以切割标志材料或其他轻任务。顺便提一下，正是 CNC 组件的这种普及也推动了机器人技术在工业和业余爱好中的开发和使用的巨大增长。

所以，总而言之，总的来说，CNC 机械比凸轮操作机械通用得多。但是，有些特殊产品仍然可以使用非 CNC 设备制造出更好、更便宜的产品。

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