第一节　数控及数控加工

社会需求是推动生产力发展最有力的因素。随着科学技术和社会生产力的不断发展，人们对各种产品的质量和生产效率提出了越来越高的要求。随着行业对产品性能的要求不断提高，造型、纹样繁复精细的产品越来越多，对其加工质量要求也不断提高。采用传统的普通加工设备和工艺方法已难以适应产品多样化、精细化及复杂形状产品的高效率、高质量加工的生产要求。为了解决这些问题，数控玉雕技术应运而生。数控玉雕技术集微电子、计算机、信息处理、自动检测及自动控制等高新技术于一体，是玉雕业实现柔性化、自动化、集成化及智能化的重要基础，在玉雕领域得到了广泛的应用。数字化玉雕是数控技术在玉雕行业中的应用，是机电一体化的典型产品。

一、数控的一般含义

1.数字控制（Numerical Control，NC）

数控即数字控制，是数字程序控制的简称，是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法，由于现代数字控制都采用计算机来实现，因此也被称作计算机数字控制（Computer Numerical Control，CNC）。

CNC系统是在硬件数控系统的基础上发展起来的，它主要由硬件和软件两大部分组成，其核心是计算机数字控制装置。CNC系统是一种位置控制系统，它通过系统控制软件配合系统硬件，根据输入的信息（加工程序）进行数据处理、插补运算和信息输出，对机床运动进行实时控制，使数控机床按照操作者的要求进行自动加工。只要改变CNC系统的控制软件就能实现一种全新的控制方式。

CNC系统由程序、输入/输出设备（I/O）、计算机数字控制器、可编程序控制器、主轴驱动装置和进给驱动装置等组成。

2.数控机床（Numerical Control Machine Tool）

数控机床是指采用了数控技术进行控制的机床，也称CNC机床。它采用数字代码形式的信息（程序指令）控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹来实现玉雕件的自动加工，是一种综合应用了计算机技术、自动控制技术、精密测量技术和伺服驱动技术等先进技术的典型机电一体化产品。在制造过程中，对于不同的加工对象只需改变输入的程序指令，因而数控机床具有广泛的适应性；又因为其加工性能比一般自动机床高，可以精密加工复杂型面，所以数控机床适用于加工中小批量、改型频繁、精度要求高、形状较复杂的玉雕件，并能获得较好的经济效果。随着数控技术的进步，采用数控系统的机床品种日益增多，有车床、铣床、镗床、钻床、磨床等。此外还有能自动换刀、一次装夹进行多工序加工的加工中心、车削中心等，其中，带有刀具库和自动换刀装置的数控机床即加工中心（Machining Center），已成为当今数控机床发展的主流。

3.数控系统（Numerical Control System）(www.daowen.com)

为了实现机械运动及加工过程的数字化信息控制，必须具备相应的硬件和软件。这些硬件和软件的整体称为数控系统，其核心是数控装置。由于数控技术、数控系统、数控装置的英文缩写均可以采用NC（或CNC），因此，在实际应用中，不同场合NC（或CNC）具有三种不同的含义:既可以在广义上代表一种控制技术，又可以在狭义上代表一种控制系统的实体，还可以代表一种具体的控制装置——数控装置。

4.数控加工（Numerical Control Manufacturing）

数控加工是指采用数字化信息对玉雕件加工过程进行定义，并控制机床进行自动运行的一种自动化加工方法。数控加工的特点是高效率、高精度、高柔性，可以有效地解决复杂、精密、小批量、改型频繁等玉雕件的加工问题，充分满足现代化生产的需要。数控加工必须由数控机床来完成。

二、数控加工的特点

数控加工工艺是国内外大力发展的一种高效自动化新工艺，它与传统的各种加工模式，如“一机一刀”等相比，有较突出的工艺特点。

1.加工过程规范

以玉雕件的切削加工为例，传统的切削加工通常由操作者凭借自己的实践经验和习惯加工方法进行。不同的操作者，其控制加工的工艺方法和过程也不相同，加工质量会因人而异。而数控切削加工过程中的工艺规程，如工序、工步及走刀路线的安排，刀具及切削用量的确定，机床辅助动作的控制等，则是在加工之前，按照十分具体的加工内容预先设计并经优化处理后，安排在规范化的加工程序中，其加工质量一般不会因操作者不同而受到影响。

2.工艺制定严密

加工工艺制定是否先进、合理，将在很大程度上关系到加工质量的优劣。由于数控加工过程是自动连续进行的，不像传统加工过程，操作者可以适时地随意进行调整。因此，在编制加工程序时，必须认真分析加工过程中的每一个细小环节（如钻孔时孔内是否塞满了切屑），稍有疏忽或经验不足就会发生错误，甚至酿成重大机损人伤及质量事故。编程人员除了必须具备扎实的工艺基础知识和较丰富的实践经验外，还应具有细致、严谨的工作作风。