數(shù)控技術(shù)的應用使傳統(tǒng)的制造業(yè)發(fā)生了質(zhì)的變化，尤其是近年來．微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展給數(shù)控技術(shù)帶來了新的活力。數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是各個******工業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。

數(shù)控機床是現(xiàn)代制造業(yè)的主流設(shè)備，精密加工的必備裝備，是體現(xiàn)現(xiàn)代機床技術(shù)水平、現(xiàn)代機械制造業(yè)工藝水平的重要標志，是關(guān)系國計民生、國防尖端建設(shè)的戰(zhàn)略物資。因此世界上各工業(yè)發(fā)達******均采取重大措施來發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。

CNC數(shù)控加工

CNC是英文Computer Numberical Control的縮寫，意思是計算機數(shù)據(jù)控制，簡單地說就是數(shù)控加工，在珠江三角洲地區(qū)，人們稱為電腦鑼。

數(shù)控加工是當今機械制造中的******加工技術(shù)，是一種具有高效率、高精度與高柔性特點的自動化加工方法。它是將要加工工件的數(shù)控程序輸入給機床，機床在這些數(shù)據(jù)的控制下自動加工出符合人們意愿的工件，以制造出美妙的產(chǎn)品。

數(shù)控加工技術(shù)可有效解決像模具這樣復雜、精密、小批多變的加工問題，充分適應了現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要。大力發(fā)展數(shù)控加工技術(shù)已成為我國加速發(fā)展經(jīng)濟、提高自主創(chuàng)新能力的重要途徑。目前我國數(shù)控機床使用越來越普遍，能熟練掌握數(shù)控機床編程，是充分發(fā)揮其功能的重要途徑。

數(shù)控機床是典型的機電一體化產(chǎn)品，它集微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、測量技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動控制技術(shù)及人工智能技術(shù)等多種******技術(shù)于一體，并與機械加工工藝緊密結(jié)合，是新一代的機械制造技術(shù)裝備。

CNC數(shù)控機床的組成

數(shù)控機床集機床、計算機、電動機及拖動、動控制、檢測等技術(shù)為一體的自動化設(shè)備。數(shù)控機床的基本組成包括控制介質(zhì)、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、反饋裝置及機床本體，如圖

1、控制介質(zhì)

控制介質(zhì)是儲存數(shù)控加工所需要的全部動作刀具相對于工件位置信息的媒介物，它記載著零件的加工程序，因此，控制介質(zhì)就是指將零件加工信息傳送到數(shù)控裝置去的信息載體。控制介質(zhì)有多種形式，它隨著數(shù)控裝置類型的不同而不同，常用的有穿孔帶、穿孔卡、磁帶、磁盤等。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，穿孔帶、穿孔卡趨于淘汰，而利用CAD/CAM軟件在計算機編程，然后通過計算機與數(shù)控系統(tǒng)通信，將程序和數(shù)據(jù)直接傳送給數(shù)控裝置的方法應用越來越廣泛。

2、數(shù)控裝置

數(shù)控裝置是數(shù)控機床的核心，人們喻為中樞系統(tǒng)。現(xiàn)代數(shù)控機床都采用計算機數(shù)控裝置CNC。數(shù)控裝置包括輸入裝置及中央處理器(CPU)和輸出裝置等構(gòu)成數(shù)控裝置能完成信息的輸入、存儲、變換、插補運算以及實現(xiàn)各種控制功能。

3、伺服系統(tǒng)

伺服系統(tǒng)是接收數(shù)控裝置的指令、驅(qū)動機床執(zhí)行機構(gòu)運動的驅(qū)動部件。包括主軸驅(qū)動單元、進給驅(qū)動單元、主軸電機和進給電機等。工作時，伺服系統(tǒng)接受數(shù)控系統(tǒng)的指令信息，并按照指令信息的要求與位置、速度反饋信號相比較后，帶動機床的移動部件或執(zhí)行部件動作，加工出符合圖紙要求的零件。

4、反饋裝置

反饋裝置是由測量元件和相應的電路組成，其作用是檢測速度和位移，并將信息反饋回來，構(gòu)成閉環(huán)控制。一些精度要求不高的數(shù)控機床，沒有反饋裝置，則稱為開環(huán)系統(tǒng)。

5、機床本體

機床本體是數(shù)控機床的實體，是完成實際切削加工的機械部分，它包括床身、底座、工作臺、床鞍、主軸等。

CNC加工工藝的特點

運用現(xiàn)代企業(yè)管理方式及多年積累的企業(yè)文化，先后與國內(nèi)外30余家知名企業(yè)建立了配套關(guān)系，如中壓電器生產(chǎn)線焊接組裝用翻轉(zhuǎn)工裝， 諾基亞手機生產(chǎn)線配套工裝夾具，鋼鐵研究總院光譜分析儀鑄鋁外殼、沖擊試驗機，北京不銹鋼異型件加工，北京不銹鋼零件加工，空氣濾芯沖壓模具。

CNC數(shù)控加工工藝也遵守機械加工切削規(guī)律，與普通機床的加工工藝大體相同。由于它是把計算機控制技術(shù)應用于機械加工之中的一種自動化加工，因而具有加工效率高、精度高等特點，加工工藝有其獨特之處，工序較為復雜，工步安排較為詳盡周密。

CNC數(shù)控加工工藝包括刀具的選擇、切削參數(shù)的確定及走刀工藝路線的設(shè)計等內(nèi)容。CNC數(shù)控加工工藝是數(shù)控編程的基礎(chǔ)及核心，只有工藝合理，才能編出高效率和高質(zhì)量的數(shù)控程序。衡量數(shù)控程序好壞的標準是：***少的加工時間、***小的刀具損耗及加工出***佳效果的工件。

數(shù)控加工工序是工件整體加工工藝的一部分，甚至是一道工序。它要與其他前后工序相互配合，才能***終滿足整體機器或模具的裝配要求，這樣才能加工出合格的零件。

數(shù)控加工工序一般分為粗加工、中粗清角加工、半精加工及精加工等工步。

CNC的數(shù)控編程

數(shù)控編程是從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過程。它的主要任務是計算加工走刀中的刀位點（cutter location point簡稱CL點）。刀位點一般取為刀具軸線與刀具表面的交點，多軸加工中還要給出刀軸矢量。

數(shù)控機床是根據(jù)工件圖樣要求及加工工藝過程，將所用刀具及各部件的移動量、速度和動作先后順序、主軸轉(zhuǎn)速、主軸旋轉(zhuǎn)方向、刀頭夾緊、刀頭松開及冷卻等操作，以規(guī)定的數(shù)控代碼形式編成程序單，輸入到機床專用計算機中。然后，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)輸入的指令進行編譯、運算和邏輯處理后，輸出各種信號和指令，控制各部分根據(jù)規(guī)定的位移和有順序的動作，加工出各種不同形狀的工件。因此，程序的編制對于數(shù)控機床效能的發(fā)揮影響極大。

數(shù)控機床必須把代表各種不同功能的指令代碼以程序的形式輸入數(shù)控裝置，由數(shù)控裝置進行運算處理，然后發(fā)出脈沖信號來控制數(shù)控機床的各個運動部件的操作，從而完成零件的切削加工。

目前數(shù)控程序有兩個標準：國際標準化組織的ISO和美國電子工業(yè)協(xié)會的EIA。我國采用ISO代碼。

隨著技術(shù)的進步，3D的數(shù)控編程一般很少采用手工編程，而使用商品化的CAD/CAM軟件。

CAD/CAM是計算機輔助編程系統(tǒng)的核心，主要功能有數(shù)據(jù)的輸入/輸出、加工軌跡的計算及編輯、工藝參數(shù)設(shè)置、加工仿真、數(shù)控程序后處理和數(shù)據(jù)管理等。

目前，在我國深受用戶喜歡的、數(shù)控編程功能強大的軟件有Mastercam、UG、Cimatron、PowerMILL、CAXA等。各軟件對于數(shù)控編程的原理、圖形處理方法及加工方法都大同小異，但各有特點。

CNC數(shù)控加工零件的步驟

1、分析零件圖，了解工件的大致情況（幾何形狀，工件材料，工藝要求等）

2、確定零件的數(shù)控加工工藝（加工的內(nèi)容，加工的路線）

3、進行必要的數(shù)值計算（基點、節(jié)點的坐標計算）

4、編寫程序單（不同機床會有所不同，遵守使用手冊）

5、程序校驗（將程序輸入機床，并進行圖形模擬，驗證編程的正確）

6、對工件進行加工（好的過程控制能很好的節(jié)約時間和提高加工質(zhì)量）

7、工件驗收和質(zhì)量誤差分析（對工件進行檢驗，合格流入下一道。不合格則通過質(zhì)量分析找出產(chǎn)生誤差原因和糾正方法）。

數(shù)控機床的發(fā)展歷史

二戰(zhàn)后，制造業(yè)的生產(chǎn)大部分是依靠人工操作，工人看懂圖紙后，手工操作機床，加工零件，用這種方式生產(chǎn)產(chǎn)品，成本高，效率低，質(zhì)量也得不到保證。

在20世紀40年代末期，美國有一位工程師帕森斯（John Parsons）構(gòu)思了一種方法，在一張硬紙卡上打孔來表示需要加工的零件幾何形狀，利用著一張硬卡來控制機床的動作，在當時，這只是一種構(gòu)思。

1948年，帕森斯向美國空軍展示了他的這種想法，美國空軍看后，表示極大的興趣，因為美國空軍正在尋找一種******的加工方法，希望解決飛機外型樣板的加工問題，由于樣板形狀復雜，精度要求高，一般的設(shè)備難以適應，美國空軍立即委托及贊助美國麻省理工學院（MIT）進行研究，開發(fā)這部硬卡紙來控制的機床，終于在1952年，麻省理工學院和帕森斯公司合作，成功的研制出了******臺示范機，到了1960年較為簡單和經(jīng)濟的點位控制鉆床，和直線控制數(shù)控銑床得到了較快的發(fā)展使數(shù)控機床在制造業(yè)各部門逐步獲得推廣。

CNC加工的歷史已經(jīng)經(jīng)歷了長達半個多世紀，NC數(shù)控系統(tǒng)也由***早的模擬信號電路控制發(fā)展為極其復雜的集成加工系統(tǒng)，編程方式也有手工發(fā)展成為智能化、強大的CAD/CAM集成系統(tǒng)。

就我國而言，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展是比較緩慢的，對于國內(nèi)的大多數(shù)車間來說。設(shè)備比較落后，人員的技術(shù)水平和觀念落后表現(xiàn)為加工質(zhì)量和加工效率低下，經(jīng)常拖延交貨期。

1、******代NC系統(tǒng)是在1951年引入的，其控制單元主要有各種閥門和模擬電路組成的，1952年******臺數(shù)控機床誕生，已經(jīng)從銑床或車床發(fā)展到加工中心，成為現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備。

2、第二代NC系統(tǒng)于1959年產(chǎn)生的，其主要有單個的晶體管和其他部件組成。

3、1965年引入了第三代NC系統(tǒng)，其首次采用集成電路板。

4、實際上，在1964年已經(jīng)研制出來了第四代NC系統(tǒng)，即我們非常熟悉的計算機數(shù)字控制系統(tǒng)（CNC控制系統(tǒng)）。

5、1975年，NC系統(tǒng)采用了強大的微處理器，這就是第五代NC系統(tǒng)。

6、第六代NC系統(tǒng)采用了現(xiàn)行的集成制造系統(tǒng)（MIS）+DNC+柔性加工系統(tǒng)（FMS）

數(shù)控機床的發(fā)展趨勢

1. 高速化

隨著汽車、國防、航空、航天等工業(yè)的高速發(fā)展以及鋁合金等新材料的應用，對數(shù)控機床加工的高速化要求越來越高。

a.主軸轉(zhuǎn)速：機床采用電主軸(內(nèi)裝式主軸電機)，主軸***高轉(zhuǎn)速達200000r/min；

b. 進給率：在分辨率為0.01μm時，***大進給率達到240m/min且可獲得復雜型的******加工；

c. 運算速度：微處理器的迅速發(fā)展為數(shù)控系統(tǒng)向高速、高精度方向發(fā)展提供了保障，開發(fā)出CPU已發(fā)展到32位以及64位的數(shù)控系統(tǒng)，頻率提高到幾百兆赫、上千兆赫。由于運算速度的極大提高，使得當分辨率為0.1μm、0.01μm時仍能獲得高達24～240m/min的進給速度；

d. 換刀速度：目前國外******加工中心的刀具交換時間普遍已在1s左右，高的已達0.5s。德國Chiron公司將刀庫設(shè)計成籃子樣式，以主軸為軸心，刀具在圓周布置，其刀到刀的換刀時間僅0.9s。

2. 高精度化

數(shù)控機床精度的要求現(xiàn)在已經(jīng)不局限于靜態(tài)的幾何精度，機床的運動精度、熱變形以及對振動的監(jiān)測和補償越來越獲得重視。

a. 提高CNC系統(tǒng)控制精度：采用高速插補技術(shù)，以微小程序段實現(xiàn)連續(xù)進給，使CNC控制單位精細化，并采用高分辨率位置檢測裝置，提 高位置檢測精度，位置伺服系統(tǒng)采用前饋控制與 非線性控制等方法；

b. 采用誤差補償技術(shù)：采用反向間隙補償、絲桿螺距誤差補償和刀具誤差補償?shù)燃夹g(shù)，對設(shè)備的熱變形誤差和空間誤差進行綜合補償。

c. 采用網(wǎng)格解碼器檢查和提高加工中心的運動軌跡精度: 通過仿真預測機床的加工精度，以保證機床的定位精度和重復定位精度，使其性能長期穩(wěn)定，能夠在不同運行條件下完成多種加工任務，并保證零件的加工質(zhì)量。

3. 功能復合化

復合機床的含義是指在一臺機床上實現(xiàn)或盡可能完成從毛坯至成品的多種要素加工。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點可分為工藝復合型和工序復合型兩類。 加工中心能夠完成 車削、銑削、鉆削、滾齒、磨削、激光熱處理等多種工序，可完成復雜零件的全部加工。隨著現(xiàn)代機械加工要求的不斷提高，大量的多軸聯(lián)動數(shù)控機床越來越受到各 大企業(yè)的歡迎。

4. 控制智能化

隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，為了滿足制造業(yè)生產(chǎn)柔性化、制造自動化的發(fā)展需求，數(shù)控機床的智能化程度在不斷提高。具體體現(xiàn)在以下幾個方面：

a.  加工過程自適應控制技術(shù)；

b. 加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇；

c. 智能故障自診斷與自修復技術(shù)；

d. 智能故障回放和故障仿真技術(shù)；

e. 智能化交流伺服驅(qū)動裝置；

f. 智能4M數(shù)控系統(tǒng)：在制造過程中， 將測量 、建模、加工、機器操作四者(即4M)融合在一個系統(tǒng)中 。

5. 體系開放化

a. 向未來技術(shù)開放：由于軟硬件接口都遵循公認的標準協(xié)議，可采納、吸收和兼容新一代通用軟硬件。

b. 向用戶特殊要求開放：更新產(chǎn)品、擴充功能、提供硬軟件產(chǎn)品的各種組合以滿足特殊應用要求；

c. 數(shù)控標準的建立：標準化的編程語言，既方便用戶 使用，又降低了和操作效率直接有關(guān)的勞動消耗。

6. 驅(qū)動并聯(lián)化

可實現(xiàn)多坐標聯(lián)動數(shù)控加工、裝配和測量多種功能，更能滿足復雜特種零件的加工，并聯(lián)機床被認為是自發(fā)明數(shù)控技術(shù)以來在機床行業(yè)中***有意義的進步和21世紀新一代數(shù)控加工設(shè)備。

7.  極端化(大型化和微型化)

國防、航空、航天事業(yè)的發(fā)展和能源等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)裝備的大型化需要大型且性能良好的數(shù)控機床的支撐。而超精密加工技術(shù)和微納米技術(shù)是21世紀的戰(zhàn)略技 術(shù)，需發(fā)展能適應微小型尺寸和微納米加工精度的新型制造工藝和裝備。

8.  信息交互網(wǎng)絡化

既可以實現(xiàn)網(wǎng)絡資源共享，又能實現(xiàn)數(shù)控機床的遠程監(jiān)視、控制、遠程診斷、維護。

9. 加工過程綠色化

近年來不用或少用冷卻液、實現(xiàn)干切削、半干切削節(jié)能環(huán)保的機床不斷出現(xiàn)， 綠色制造的大趨勢使各種節(jié)能環(huán)保機床加速發(fā)展。

10. 多媒體技術(shù)的應用

多媒體技術(shù)集計算機、聲像和通信技術(shù)于一體，使計算機具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。可以做到信息處理綜合化、智能化，應用于實時監(jiān)控 系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等，因此有著重大的應用價值。

***后，我們來圍觀一下德國制造的數(shù)控藝術(shù)吧！

流量計作為高精度的計量檢測設(shè)備，其制造工藝也必然要求精密加工，上海康匯生產(chǎn)的U-How?康匯容積式旋轉(zhuǎn)活塞流量計，其閥座腔體、活塞轉(zhuǎn)子等部件，均通過CNC數(shù)控機床精密加工而成，保證了部件的尺寸精準和設(shè)備整體的精度標準。

U-How?康匯燃油流量計

U-How?康匯流量計是上海康匯實業(yè)發(fā)展有限公司，根據(jù)旋轉(zhuǎn)活塞式工作原理自主研發(fā)生產(chǎn)的，具有測量流速低、量程寬、精度高、結(jié)構(gòu)簡單、工作安全可靠等特點的高精度流量傳感器。

工作原理

旋轉(zhuǎn)活塞式流量計，是屬于容積式流量計，它基于活塞與計量室一直保持的相切密封狀態(tài)。并有一個固定的偏心距計量元件活塞，在壓差的作用下，對活塞產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，使活塞做偏心旋轉(zhuǎn)運動，活塞的轉(zhuǎn)數(shù)正比于流體的流量，通過記數(shù)機構(gòu)記錄出活塞轉(zhuǎn)數(shù)，即可測得流體總流量。

旋轉(zhuǎn)活塞式流量計進出口由隔板隔開。當被測流體從進口進入計量室，這時進出口形成壓差，迫使活塞逆時針旋轉(zhuǎn)如圖a所示。流體連續(xù)流入，迫使活塞轉(zhuǎn)動如圖b所示，形成二個半月牙腔體，在壓差作用下迫使活塞轉(zhuǎn)動如圖c，V2流體從出口排出，使活塞轉(zhuǎn)動如圖d所示，在壓差作用下轉(zhuǎn)動，活塞每轉(zhuǎn)一周迸出的流體等于V1+V2的和。

工作原理圖

流量計爆炸圖：

結(jié)構(gòu)尺寸圖：

PDFM4D

PDFM8D

PDFM8DB

產(chǎn)品參數(shù)

1、機械部分：

2、電子部分：

測量介質(zhì)：

可測量輕質(zhì)和中質(zhì)油料，如：汽油、柴油、煤油、石腦油、潤滑油

產(chǎn)品資質(zhì)

1. 發(fā)明專利：ZL201020504169.8流量傳感器

2. ******汽車質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心車輛檢測報告

3. 交通部委托北京計量院精度檢測報告

油耗監(jiān)控解決方案

應用對象

1.發(fā)動機：

火車、汽車、工程車、拖拉機、發(fā)電機組及內(nèi)河或近海航行的船舶中測量各類動力機器的燃油消耗量，及各種較重液體的裝卸計量和管道過液計量。

2.燃燒器：

車載鍋爐、移動鍋爐等設(shè)備的燃油消耗計量。

數(shù)據(jù)采集方式

通過采集流量計脈沖數(shù)據(jù)的方式，以RS485/RS232對接設(shè)備單位的系統(tǒng)集成

解決方案

實施案例

某大型石油集團：

吊管機、移動電站、多功能車、彎管機、空壓機等

某大型采油廠：

鍋爐車、清蠟車、超導車、水泥車、吊車等；

港口：

龍門吊、堆高機、正面吊、裝載機等

其它：

輪胎胎壓油耗測試；駕駛員駕駛技術(shù)比武；發(fā)動機性能標定

空壓機

鍋爐車

U-How?康匯燃油流量計

聯(lián)系人           汪先生

電話：18964834582