《FANUC数控铣削编程及应用》:
第1章 数控技术和数控机床
1.1 数控技术就在你身边
1.2 什么是数控技术
1.3 什么是数控机床
1.4 零件是怎样加工出来的
思考题
1.1 数控技术就在你身边
在物质极为发达的今天,我们的生活中到处充满着数控技术的杰作,无论是小到家电、各类电子产品如手机等,还是大到航空母舰、隐形飞机和空间站,一旦离开了数控技术,我们无法想象它们能否存在于这个世界!数控技术已经是我们生活生产中无法或缺的技术,不过,我们对它正如古人所言:“百姓日用而不知”。
借助发达的网络,宅男宅女们可以轻松网购到几乎想要的一切东西。例如,无论是手机还是平板电脑,这些时尚的电子产品靓丽的外观,就是借助数控技术实现的(图1.1)。数控技术是带给我们这个世界无限丰富物质产品的技术,它正在悄然地改变着我们的生活方式,它对我们的影响是如此深刻,很难找到合适的语言去表达数控技术对于我们生活方式方方面面革命性变化的重要意义。
对,数控技术就是这么重要!它已经成为一个国家综合国力的标志之一,21世纪制造业的竞争实质上就是数控技术的竞争。这在军事上很容易看得出来,正是有了数控技术,歼-20、歼-31得以保卫天空,“辽宁号”得以驰骋海洋,“神舟”飞船得以遨游太空,东风-21D型导弹得以威慑强敌,高速铁路得以疾驰神州(图1.2) 这些国家的肌肉离开数控技术就不可能存在!
数控技术如此深刻的影响着我们的生活,影响着制造业水平,影响着国家国防安全,成为我们无法忽视的技术。本书就是为数控技术爱好者著写的书籍,尤其适用于没有数控技术专业经验的入门级读者著写,你在看本书时,不需要有专业知识,不需要有实践经验,你只需要有一颗好奇心,再加一颗恒心即可(图1.3)。
本书采取一切从简的原则,仅以一个实际的零件为例,从头到尾、由浅入深讲述数控铣床的编程理论和编程方法,本书目的就是要使读者在读完本书时,可以将书中程序能由读者加工成零件,因此,读者在读本书时,务必要从头到尾逐一阅读。
从现在开始,我们开始数控学习历程!
1.2 什么是数控技术
我们学习历程的第一步,首先要弄懂什么是数控技术。
图1.4(a)所示为一台普通的铣床,这种铣床在我们国家的许多厂家还很常见,它的特点是加工零件的过程完全由工人操作,离开工人的手动操作,铣床就无法运行。要想加工一些形状比较复杂的零件,例如含有椭圆形状的零件,由于工人的操作水平参差不齐,因此出现了许多不合格的产品,加工后的形状远远偏离了椭圆甚至成为“四不像”。这种铣床的加工方式原始,对操作人员的要求很高,所以,产品加工质量因人而异。
而图1.4(b)所示为一台数控铣床,这种机床最大的特点是机床的运动由机床本身的控制系统来实现,操作人员只需要将零件的加工程序输入控制系统[图1.4(c)],再完成毛坯的装夹和加工,最后卸载成品。这种数控铣床相比于普通铣床而言,优势明显:它不需要工人控制机床完成零件的加工,零件质量极高且一致性好。所不同的是,数控机床必须要编制零件加工程序,而普通铣床却不需要这些步骤。
这个零件加工程序及其支撑它的软件和硬件系统,正是数控机床与普通铣床的根本区别——即数控技术。
从定义上而言,数控技术是用数字、字母和特定符号对某一工作过程进行可编程的自动控制技术。图1.4(c)是图1.4(d)零件加工程序的一部分,从中可以看到,程序中有数字、有字母,还有诸如“;”的特定符号,数控铣床正是利用它们,实现对该零件加工的自动控制的,执行这个程序的过程,就是加工该零件的过程。
数控系统是指实现数控技术相关功能的软件、硬件系统,它是数控技术的载体。打个比喻吧,数控机床好比人,数控系统就是数控机床的大脑,零件加工程序相当于数控机床的一个想法,数控机床的机械部分相当于数控机床的运动系统。人要做某件事,例如要拿桌子上的一杯水,首先大脑里要有这个想法,然后大脑控制手的运动去拿这杯水。类似地,数控机床要加工一个零件,首先要使数控系统里有加工这个零件的程序,然后数控系统控制机床机械部分运动去加工这个零件。
由此看来,人和数控机床真有异曲同工之妙,这个比喻适用于我们全书很多知识点的理解上。这个比喻先在此打住,在后续的数控机床一节中,我们还会用得到。
数控技术的应用范围非常广泛,例如,机器人应用的也是数控技术(图1.5),甚至包括未来诸如变形金刚的机器人都要用到数字控制。但本书所讲的是和数控机床相关的数控技术。
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