CNC机器的类型

计算机数值控制 (CNC) 机器彻底改变了制造业, 提供无与伦比的精度, 可重复性, 和效率. 了解各种类型的数控机床及其功能对于为特定项目或业务需求选择正确的工具至关重要. 本综合指南将探讨不同类型的数控机床, 他们的类别, 以及如何选择最适合您要求的类型.

什么是数控机床?

数控车床 (计算机数值控制) 机器是一种可编程设备，通过使用 CAD 控制工具和零件的运动来实现制造过程的自动化 (计算机辅助设计) 和凸轮 (计算机辅助制造) 将设计文件转换为控制机器运动的指令的软件.

数控机床可以高精度和重复性地执行各种操作, 允许大规模生产和复杂零件的制造. 数控机床广泛应用于汽车行业, 航天, 电子产品, 医疗的, 和其他行业.

数控机床系统的基本要素

数控机床系统通常包括以下元件:

1. 控制器: 读取和解释 G 代码的 CNC 机床大脑 (机器语言) 控制机器的运动.
2. 驱动系统: 包括执行控制器命令的电机和放大器.
3. 机器接口: 人机界面 (人机界面) 输入命令并监控操作.
4. 切割工具: 结束磨坊, 演习, 车床, 以及其他用于切割和成型材料的工具.
5. 反馈系统: 提供机器性能的实时数据，以实现精确定位和纠错.

不同类型的数控机床

数控机床有多种类型, 每个专为特定任务而设计:

1. 数控铣床:

• • 功能: 使用旋转切削刀具从固定工件上去除材料, 非常适合创建平坦表面, 孔, 和口袋.
  • 申请: 适合用各种材料创建复杂的形状和复杂的设计.
  • 局限性： 它可以加工的尺寸取决于机器的外壳尺寸以及切削刀具可以行驶的最远距离.

2. 数控车床:

• • 功能: 又称数控车床, 这些机器旋转工件，同时切削工具塑造工件, 非常适合轴等圆柱形部件, 衬套, 和螺栓.
  • 申请: 通常用于金属和塑料等材料的车削加工.
  • 局限性： 由于该机器制造产品的方式, 最好制作对称的零件.

3. 数控磨床:

• • 功能: 利用砂轮对表面进行平滑和精加工, 常用于精加工操作，以实现高精度和表面质量.
  • 申请: 用于完成操作和创造极高的公差.
  • 局限性： 这 数控磨床以非常慢的速度从工件上去除材料. 这就是为什么它主要用作整理机或平滑机.

4. 数控钻床:

• • 功能: 设计用于使用旋转钻头创建圆孔; 通常与攻丝结合使用以加工螺纹.
  • 申请: 通常用于在各种材料中创建精确的孔.
  • 局限性： 该机器的一个主要限制是它可以创建的孔的尺寸. 如果没有专门的钻头，要打出足够深或足够大的孔是具有挑战性的.

5. EDM (放电加工机):

• • 功能: 使用放电来侵蚀工件上的材料, 允许创建传统切削工具难以实现的复杂形状。它执行非接触式加工, 使其能够处理任何硬度的零件.
  • 申请: 适用于加工硬材料并产生复杂的功能.
  • 局限性： 电火花加工仅限于导电材料, 使其不适用于陶瓷等非导电材料, 木头, 和塑料.

6. 等离子切割数控机:

• • 功能: 使用高温等离子炬切割材料, 适用于钢和铝等导电材料.
  • 申请: 切割钢和其他导电材料的理想选择.
  • 局限性： 这些机器通过熔化材料来切割材料，从而产生巨大的热量. 这种热量通常会影响切割材料的表面光洁度, 导致热影响区. 另一个限制是这台机器可以切割的材料范围有限, 因为它只能切割金属和其他导电合金.

7. 水刀切割数控机:

• • 功能: 使用与磨料混合的高压水射流切割材料而不产生热量, 非常适合切割厚材料和热敏材料.
  • 申请: 适用于橡胶的多功能切割解决方案, 皮革, 玻璃纤维, 电路板, 泡沫, 纸, 陶瓷制品, 玻璃, 石头, 和金属板.
  • 局限性： 最大的缺点之一是水射流切割速度比其他切割替代方案慢. 这种较慢的速度在弯曲的切口和拐角处尤其明显.

8. 激光切割数控机:

• • 功能: 利用聚焦激光束高精度切割或雕刻材料. 激光束切割材料，无论其导电性如何，以形成所需的产品或形状.
  • 申请: 常用于切割金属, 塑料, 木头, 和面料.
  • 局限性： 激光切割数控机床的限制之一是可以切割的材料的最大厚度为 2.75 英寸.

9. 数控铣床:

• • 功能: 常用于切割木材, 塑料, 和较软的材料, CNC 铣床具有高速旋转主轴，可实现光滑的表面处理.
  • 申请: 适用于标牌, 橱柜, 和装饰作品.
  • 局限性： 由于其不同的组件，数控铣床的整体运行可能会相当嘈杂.

10. 多轴数控机床:

• • 功能: 多轴数控机床可以在四个或更多方向上移动, 与两轴或三轴机器相比, 多轴加工更复杂，生产的零件更精确. 它们提供更好的灵活性，配置范围从 4 轴到 12 轴.
  • 申请: 非常适合需要从多个角度加工的复杂零件.
  • 局限性： 这些机器与 2 和 3 轴类型，通常需要熟练的操作员才能获得最佳性能.

11. 3数码打印机:

• • 功能: 一种数控机床，可根据数字文件逐层构建零件, 使用塑料等材料, 树脂, 和金属.
  • 申请: 广泛应用于原型设计, 制造业, 和定制产品创建.
  • 局限性： 采购这种数控设备和使用这种工艺制造零部件的成本相当高. 还, 3D打印速度慢, 尤其是用于大规模生产过程时.

12. 数控自动换刀装置:

• • 功能: 也称为 ATC, 允许在一次设置中使用多个工具，无需人工干预，从而提高生产效率.
  • 申请: 提高生产效率并减少生产环境中的停机时间.
  • 局限性： 故障率高, 换刀时间长, 刀库容量小.

按坐标轴数划分的数控机床类型

数控机床可以根据其运行的坐标轴数量进行分类:

2-轴数控机床:

2-轴数控机床是最简单的类型, 沿 X 运行 (水平的) 和 Y (垂直的) 轴. 它们通常用于直线切割, 钻孔, 或在不重新定位工件的情况下加工单个表面.

3-轴数控机床:

最常见的 CNC 机床是 3 轴型号, 为标准 X 轴和 Y 轴添加深度 Z 轴. 它们在固定工件上工作，并且可以处理以下任务： 2.5 方面, 使它们适用于基本加工.

4-轴数控机床:

这些机器包括 A 轴, 允许沿 X 轴旋转, 除了 X, y, 和Z轴. 此功能非常适合切口和圆弧切割等任务.

5-轴数控机床:

5-轴 CNC 机床推出 C 轴, 允许切削刀具枢转. 该设置可以同时加工五个表面, 生产非常适合医疗设备的高精度零件.

7-轴数控机床:

7-三轴机床具有三个轴用于工件旋转, 三个用于工具移动, 以及用于手臂旋转的附加 E 轴. 他们制造复杂零件的能力使其适合航空航天, 医疗的, 和军事部件.

9-轴数控机床:

结合 5 轴铣床和 4 轴车床, 9-轴数控机床可有效处理内部和外部零件特征. 它们通常用于制造牙种植体, 医疗工具, 和先进的航空航天部件.

12-轴数控机床:

这些机器配有两个切割头, 每个都能够沿着X移动, y, z, 一个, b, 和C轴. 这种配置可以实现更快的生产和卓越的精度, 大容量的理想选择, 复杂的加工任务.

数控机床按伺服系统划分的类型

数控机床还可以根据其伺服系统进行分类:

开环控制系统: 无反馈机制的基本控制系统; 成本较低但精度较低.

半闭环控制系统: 使用一些反馈来纠正错误; 成本和精度的中间选择.

闭环控制系统: 先进的系统，全面的反馈, 提供高精度和最小误差.

按运动轨迹划分的数控机床类型

不同的数控机床被设计成遵循特定的路径:

点控: 控制刀具路径的起点和终点, 专注于定位而不是所采取的路径.

线性控制: 确保点之间的线性运动, 常用于钻孔和攻丝操作.

轮廓控制: 连续控制刀具路径, 能够创建弯曲或轮廓表面.

如何选择最佳的数控机床类型?

为您的企业选择合适的数控机床时, 必须考虑几个因素. 理想的机器取决于您的业务性质, 您生产的产品类型, 和生产规模. 以下是选择数控机床的关键考虑因素:

业务类型

您经营的业务类型将大大缩小您的选择范围. 对于小型 CNC 车间, 一些数控铣床可能就足够了. 反过来, 大规模的制造业务可能需要更大的, 更通用的多功能数控机床.

备件供应情况

数控机床, 像任何其他设备一样, 会磨损或损坏. 选择技术人员可以轻松维修的品牌或型号很重要, 备件随时可用. 零件的可用性直接影响停机时间以及恢复生产的速度.

产品要求

您需要的具体数控机床很大程度上取决于您制造的产品的复杂程度. 简单的产品可能只需要一台数控车床或三轴铣床. 然而, 对于更复杂的项目, 可以在一次设置中执行多项操作的 5 轴 CNC 机床效率更高. 专用机器, 例如瑞士车床, 是生产大批量小批量产品的理想选择, 复杂的圆柱形零件.

电源要求

数控机床一般消耗大量电力, 通常需要三相电源才能有效运行. 确保您的设施能够为任何新 CNC 设备提供必要的电力至关重要. 您还应该评估当前的用电量，以避免在添加新机器时超出电源容量.

待加工材料

您计划加工的材料是一个关键因素. 机器必须足够坚固才能精确铣削硬质合金. 另一方面, 低碳钢等较软的材料可能只需要能够保持所需公差的精密机器.

通过考虑这些因素, 您可以选择最适合您的生产需求和业务要求的数控机床.

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内容参考：https://waykenrm.com/blogs/types-of-cnc-machines/