當(dāng)今存在的多種銑床已經(jīng)輕松擴(kuò)展到配備 CNC 的同行的激增。事實(shí)上，還有專門的套件可以將舊銑床改造成數(shù)控銑床。

　　計(jì)算機(jī)數(shù)控 (CNC) 的引入通過(guò)生產(chǎn)的可編程自動(dòng)化和實(shí)現(xiàn)手動(dòng)執(zhí)行不可能的運(yùn)動(dòng)，成倍地?cái)U(kuò)展了工業(yè)機(jī)器的應(yīng)用。例如圓形、對(duì)角線和其他復(fù)雜圖形，可以制造具有高度復(fù)雜輪廓的零件。這也轉(zhuǎn)化為任何制造過(guò)程的許多基本變量的優(yōu)化：生產(chǎn)力、精度、安全性、速度、可重復(fù)性、靈活性和減少浪費(fèi)。

　　基本上，數(shù)控銑床與傳統(tǒng)銑床非常相似，具有相同的運(yùn)動(dòng)部件，即工作臺(tái)、切割頭、主軸以及側(cè)滑架和十字滑架。然而，它們沒(méi)有操縱這些移動(dòng)部件的杠桿或曲柄，而是一個(gè)插入面板中的屏幕，里面裝滿了控制裝置和一個(gè)金屬盒，里面裝有電氣和電子元件，用于調(diào)節(jié)電機(jī)的操作，用于執(zhí)行相同的工作他們做到了。舊機(jī)器的杠桿和曲柄。在這些部件中就有CNC，它是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，主要通過(guò)相應(yīng)的軟件負(fù)責(zé)銑床的運(yùn)動(dòng)。電子和驅(qū)動(dòng)電機(jī)或伺服電機(jī)的組合能夠?qū)崿F(xiàn)所有可能的銑削操作。

　　為了理解 CNC 進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)控制，我們將簡(jiǎn)要回顧一下傳統(tǒng)銑床的工作原理。

　　該圖描繪了典型的銑床。在這種類型的機(jī)器中，曲柄手動(dòng)驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)部件，使刀具（銑刀）在至少三個(gè)軸上線性運(yùn)動(dòng)，這些軸稱為主軸：

　　X 軸：水平并平行于零件的夾緊面。它與銑床縱向水平面的運(yùn)動(dòng)有關(guān)。

　　Y軸：與X軸和Z軸形成一個(gè)直向三面體。它與銑床水平橫向平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)有關(guān)。

　　Z軸：安裝刀具的地方，是具有切削力的刀具，可以根據(jù)刀頭的可能采用不同的位置。它與機(jī)頭的垂直位移有關(guān)。

　　如果銑床有固定工作臺(tái)，這三個(gè)運(yùn)動(dòng)都是由主軸來(lái)執(zhí)行的。

　　然而，很明顯，更復(fù)雜零件的銑削將需要更多的軸，其軌跡不僅是線性的，而且是旋轉(zhuǎn)的。在這一點(diǎn)上，CNC 的概念發(fā)揮了作用，產(chǎn)生了多個(gè)獨(dú)立控制的互補(bǔ)軸，并由轉(zhuǎn)臺(tái)和/或可調(diào)頭的運(yùn)動(dòng)決定。這產(chǎn)生了各種機(jī)器模型，允許通過(guò)不同的平面和接近角來(lái)加工零件。

　　CNC的主要功能是通過(guò)數(shù)值數(shù)據(jù)控制工作臺(tái)、橫向和縱向托架和/或主軸沿各自軸的運(yùn)動(dòng)。然而，這還不是全部，因?yàn)榭刂七@些運(yùn)動(dòng)以實(shí)現(xiàn)所需的最終結(jié)果需要完美的調(diào)整和不同設(shè)備和系統(tǒng)之間的正確同步，這些設(shè)備和系統(tǒng)是每個(gè) CNC 過(guò)程的一部分。其中包括主軸和輔助軸、傳動(dòng)系統(tǒng)、工件夾緊系統(tǒng)和刀具更換器，每一個(gè)都具有必須正確規(guī)定的模式和變量。

　　這種嚴(yán)格的控制由銑床隨附的軟件執(zhí)行，該軟件基于 CNC 數(shù)值編程語(yǔ)言之一，例如 ISO、海德漢、法格、發(fā)那科、SINUMERIK 和西門子。該軟件包含數(shù)字、字母和其他符號(hào)（例如 G 和 M 代碼），它們以適當(dāng)?shù)母袷骄幋a以定義能夠執(zhí)行特定任務(wù)的指令程序。 G代碼是機(jī)器運(yùn)動(dòng)功能（快速移動(dòng)、進(jìn)給、徑向進(jìn)給、暫停、循環(huán)），而M代碼是加工零件所需的雜項(xiàng)功能，但不是機(jī)器運(yùn)動(dòng)。 （主軸啟停、換刀、冷卻、程序停止等）。因此，操作和編程此類機(jī)器需要在常規(guī)設(shè)備上進(jìn)行加工操作的基本知識(shí)、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、技術(shù)繪圖和測(cè)量?jī)x器的操作。

　　因此，目前使用 CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）和 CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）程序幾乎是對(duì)任何 CNC 機(jī)器的強(qiáng)制性補(bǔ)充。通常，零件的制造涉及三種類型軟件的組合：

　　CAD：進(jìn)行零件的設(shè)計(jì)。

　　CAM：計(jì)算零件加工的軸位移，并添加進(jìn)給率、轉(zhuǎn)速和不同的刀具。

　　控制軟件（包含在機(jī)器中）：接收來(lái)自 CAM 的指令并根據(jù)這些指令執(zhí)行命令以移動(dòng)銑床的運(yùn)動(dòng)部件。

　　CNC銑床特別適用于銑削型材、型腔、表面輪廓和切削操作，其中必須同時(shí)控制銑床的兩軸或三軸。雖然根據(jù)機(jī)器的復(fù)雜程度和所進(jìn)行的編程，數(shù)控銑床可以自動(dòng)運(yùn)行，但通常需要操作員更換刀具，以及安裝和拆卸工件。

　　經(jīng)常使用 CNC 銑床的行業(yè)包括汽車（發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、模具和其他部件的設(shè)計(jì)）、航空航天（飛機(jī)渦輪）和電子產(chǎn)品（模具和原型制作），以及機(jī)械、儀器和電氣部件的制造。

　　5軸加工過(guò)程中的軸呢？

　　我們都知道牛頓和蘋(píng)果的故事，但有一個(gè)同樣出身可疑的數(shù)學(xué)家和哲學(xué)家勒內(nèi)·笛卡爾的故事。

　　笛卡爾正在床上（就像數(shù)學(xué)家和哲學(xué)家一樣），當(dāng)他注意到一只蒼蠅在他的房間里嗡嗡作響時(shí)。他意識(shí)到他可以只用三個(gè)數(shù)字來(lái)描述蒼蠅在房間三維空間中的位置，分別用變量 X、Y 和 Z 表示。

　　這是笛卡爾死后三個(gè)多世紀(jì)至今仍在使用的笛卡爾坐標(biāo)系。 X、Y 和 Z 因此涵蓋了 5 軸加工過(guò)程的五個(gè)軸中的三個(gè)。

　　但是另外兩個(gè)軸呢？

　　想象一下放大笛卡爾的飛行中途。我們不僅可以將它們的位置描述為三維空間中的一個(gè)點(diǎn)，還可以描述它們的方向。當(dāng)蒼蠅改變方向時(shí)，它的改變方式與飛機(jī)傾斜以進(jìn)行機(jī)動(dòng)的方式相同。第四個(gè)軸 A 將其圍繞自身軸的橫向旋轉(zhuǎn)描述為圍繞 X 的旋轉(zhuǎn)軸（技術(shù)術(shù)語(yǔ)稱為“滾動(dòng)”）。

　　根據(jù)飛機(jī)比較，向上或向下飛行的垂直傾斜度由第五個(gè)軸 B 描述為圍繞 Y 的旋轉(zhuǎn)軸（技術(shù)術(shù)語(yǔ)稱為“點(diǎn)頭”）。

　　細(xì)心的讀者無(wú)疑會(huì)推斷出存在繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)的第六軸 C。在我們的示例中，這是向左或向右的水平旋轉(zhuǎn)（技術(shù)術(shù)語(yǔ)稱為“偏航”）。

　　如果您難以想象上述六個(gè)軸，下圖應(yīng)作為指導(dǎo)：

　　軸 A、B 和 C 按字母順序排列，以匹配相應(yīng)排列的軸 X、Y 和 Z。盡管有 6 軸 CNC 機(jī)床，例如龍門銑床 Zimmermann FZ 100，但 5 軸配置更為常見(jiàn)，因?yàn)榈诹S通常幾乎沒(méi)有任何額外用途。