加工转型（MX）是指将数控加工生产朝网络化、数字化和可持续性的方向发展。其包括四大核心领域，即工艺整合、自动化、数字化转型（DX）和绿色转型（GX）。整体而言，数控系统是数字化生产达到智能性的基础，在工业数字化时代，数控系统的重要性关系到生产技术的进一步发展。
数控系统在机加工生产中应用的历史
全球机床行业的现代化始于位于美国剑桥的著名大学 - 麻省理工学院（MIT）。1940年代末和1950年代初，首台NC数控机床问世。激发人们开发数控机床的初衷是寻找高效的方法，加工航空航天领域的复杂工件。“NC”缩写是指对机床进行数字控制。数控技术的发展是机床发展史上的重要转折点。然而，从NC数控发展到CNC数控经历了漫长时间，伴随着计算机应用的突破。
从数控系统到 CNC 控制系统的演变
数控系统在世界上首次面世后的几年里，必须克服一些挑战和限制。其中最大的障碍之一就是数控系统局限于单个任务和静态操作。由于数控系统被编程为执行特定的操作，因此在零件生产中进行调整或实施变化既困难又耗时。另一个挑战是编程的复杂性。最初的编程语言仍处于起步阶段，创建数控程序需要特殊的专业知识。此外，数控系统的处理速度也限制了其效果和效率。
很快，人们就清楚地认识到，必须朝着更具活力和适应性的方向发展。在此背景下，晶体管的发明以及随后在二十世纪六七十年代微处理器的发展起到了决定性的作用。将计算机集成到 CNC 控制（计算机数控）的控制单元中，为机床的制造开辟了全新的可能性。机床变得更加灵活，可以处理复杂的指令序列。程序可以根据需要保存和重复使用。
随着计算机技术的蓬勃发展，数控技术也日益改变着制造业的格局。首先，它大大提高了生产速度、灵活性和自动化程度。现在，数控机床可以在无人看管的情况下进行部分操作。精度和可重复性也得到了提高。一旦数控程序编好并经过测试，就可以重复使用，而不会降低精度或质量。数控系统还可以生产复杂的、用户定义的几何形状。
CNC数控系统执行哪些任务？
数控系统的任务是加工、编程和控制机床运动。同时，驱动电机可以是步进电机、伺服电机或直驱电机，用其驱动机床直线轴和旋转轴运动。数控机床电机和驱动类型的选择取决于多种因素，例如应用的具体要求，数控系统的成本和复杂性。
数控系统功能丰富，其主要功能包括自动加工不同复杂程度工件。数控系统可高精度控制电机、主轴运动和在直线轴和旋转轴上运动的传动装置。因此，数控车削中心或数控铣削加工中心的数控系统可取代机床操作员在传统机床上进行的大量手动操作。包括控制生产工序、监测生产顺序、保存机床和刀具数据，保存和执行生产任务并可图形化地仿真生产步骤。现代化的数控系统还提供全面的程序编程支持功能。
编程语言
程序语言的结构元素主要包括G代码、M代码和技术循环。G代码控制数控机床的运动和操作。因此，“G”源自工件的后续几何。G代码定义刀具的运动方向、运动速度和运动路径。例如，在常用的G代码中，G00定义快速定位，G01定义直线运动，G02和G03定义圆弧运动。这些代码中的每个代码都有其特定的参数，用其定义刀具的运动。
而M代码是控制机床的特定功能和操作，也就是说M代码与刀具运动无直接关系。例如，启动和关闭冷却液，打开和关闭夹具或启动和停止主轴电机。
技术循环简化数控编程
技术循环可简化数控机床的程序编程，可将复杂数控程序步骤转化为简单、用户友好的输入表单。每个技术循环适用于其特定的任务。可用技术循环钻削、加工螺纹、铣削、车削、测量或加工齿轮等。
机床操作员进行这些操作时，只需在机床数控系统菜单上选择需要的技术循环，并在输入框中输入必要的参数。然后，数控系统基于所提供的信息生成完整的数控指令。机床在指令控制下执行相应的操作，缩短数控程序编程时间，同时，提高工件质量和精度。技术循环可将人为失误减小到最少，有效提高工作效率和产品质量。
在典型数控程序中，G代码和M代码与技术循环相互配合共同执行要求的加工操作。数控程序通常以一系列M代码开始，以设置机床，然后是G代码和技术循环，用其控制实际加工。
CNC数控系统有哪些类型？
数控系统根据其操作模式，可分为点控型、线控型和路径控制型。点控型是将刀具定位在指定的位置，主要用于钻削加工或冲压操作。路径控制型是将刀具沿指定路径运动，但在各点之间不进行连续控制。对于路径控制型，刀具沿连续路径运动，运动中进行轴插补，这种控制类型又被进一步分为二维、二维半和三维路径控制型。
现代化生产
如今的数控系统都配高性能的微处理器和存储系统。可进行复杂运算，也就是说可执行密集计算的指令步骤，进行多个直线轴和旋转轴的插补操作。可高精度完成复杂加工任务，同时保持高效生产。数控系统现在是，并将继续是每一台数控机床的核心。然而对于工业数字化，数控系统将继续发展，不再局限于传统的加工控制领域。还可包括以下方面：
- 集成人工智能（AI）和机器学习功能：现代化的数控系统逐渐发展成为可采集和分析加工过程数据。集成人工智能（AI）和机器学习功能后，数控系统就能独立学习和优化加工工艺。进而提高工作效率、精度和降低差错率。
- 误差补偿和质量控制：智能数控系统可检测和自动修正加工过程中的偏差。因此，可显著提高成品件的质量和一致性。
- 能源效率和可持续性：智能数控系统可根据当前的能源需求，调整机床操作，降低能源消耗。不仅可降低运营成本，还能促进可持续生产。
- 网络连接和通信：在工业4.0时代，网络连接是基础性要求。数控系统连接其它机床、系统和上位刀具管理系统，确保生产过程顺利进行和高效率。实时进行全面控制和监测生产过程。
- 自适应和灵活性快速响应工件生产变化的能力是现代加工生产的基础性要求。数控系统可编程和应用灵活，支持小批量生产，甚至可按客户的个性化要求生产，且不降低生产效率。
CNC数控系统在工件加工生产中发挥了哪些作用？
如今，数控系统的用途不再局限于控制机床。在智能化的生产系统中，数控系统是其不可或缺的中枢型系统部件，用途范围超出了机加工车间。数控系统衔接数字化计划安排与计划的执行。集成人工智能（AI）和先进的分析功能后，数控系统可在数控生产工件过程中日益成为主动的决策方。无缝集成到智能化产品生产和创造高附加值的生态系统中。未来，数控系统不仅可提高工作效率和数控生产质量，还能推动加工业向更灵活、适应性更强和生态更可持续的方向发展。
数控系统在车间的作用
多维的轮廓加工控制
NC数控从简单的点控型发展到复杂的路径控制型，逐渐发展为可执行十分复杂的加工任务。路径控制型数控系统又分为三个子类：
- 二维轮廓加工数控系统：二维轮廓加工数控系统是轮廓加工数控系统的基础。可满足两轴运动的加工任务要求，两轴通常是X轴和Y轴。这类数控系统是切割和雕刻加工或简易型铣削加工的理想选择，垂直轴（Z轴）不执行连续运动。
- 二维半路径控制：二维半路径的控制功能强于二维控制。其主要操作在X轴和Y轴上进行，刀具可沿Z轴升降，但X轴和Y轴不能进行联动运动。可进行纯二维路径控制不能进行的复杂加工操作。
- 三维路径控制：三维路径控制是数控技术最高的级别。支持全部直线轴（X轴，Y轴和Z轴）和旋转轴（A轴，B轴和C轴）的联动运动（插补）和协同运动，因此，可加工复杂三维轮廓。
如需任何与DMG MORI技术文章有关的信息，请与我们联系。