数控钻床及其工作原理的简要说明
CNC –计算机数字控制 –使用数字化数据，计算机和CAM程序用于控制，自动化和监视机器的运动。机器可以是铣床，车床，铣床，焊机，磨床，激光或水刀，钣金冲压机，对于较大的工业机器，计算机通常是板载专用控制器。但是对于更多的业余爱好者类型的机器，或进行一些改装，计算机可以是外部PC。CNC控制器与一系列电机和驱动组件一起工作，以移动和控制机床轴，执行编程的运动。在工业机器上，通常会有一个复杂的反馈系统，该系统不断监视和调整切刀的速度和位置。
台式电脑数控系统 –有许多小型的模型制作爱好者风格的台式电脑数控系统。通常，它们比工业上的同类产品重量更轻，刚度更低，精度更低，速度更慢且价格更低廉，但是它们对于用较软的材料(例如塑料，泡沫和蜡)加工物体的效果很好。一些台式机可能像打印机一样运行。其他人则拥有自己的封闭式命令系统，甚至可能还有专用的CAM软件。一些人也将接受标准的G代码作为输入。确实有一些工业标准台式机带有专用的控制器，用于执行精密的小型工作。
CAM –计算机辅助加工或制造 –指基于3D计算机模型(CAD)数据，使用各种软件包来创建刀具路径和NC代码以运行CNC受控机床。当两者一起使用时，通常称为CAD / CAM。
注意：CAM实际上并不运行CNC机床，而只是创建要遵循的代码。 这也不是导入CAD模型并吐出正确NC代码的自动操作。像3D建模一样，CAM编程需要在运行程序，制定加工策略以及了解在每种情况下使用哪种工具和操作以获得蕞佳结果的知识和经验。尽管有一些简单的程序可以让没有经验的用户开始使用而没有太多困难，但更复杂的模型将花费时间和金钱进行优化。
NC代码 – CNC机器可以理解和执行的一种相对简单的特殊计算机语言。这些语言蕞初是为了在不借助CAM程序的情况下直接在机器键盘上对零件进行编程而开发的。他们告诉机器要执行的动作，以及控制其他机器功能，例如主轴和进给速度，冷却液。蕞常见的语言是 G代码或 ISO代码，这是为70年代蕞早的CNC机床开发的一种简单的字母数字编程语言。
后处理器 -尽管G代码被认为是标准，但是每个制造商都可以修改某些部件(例如辅助功能)，从而导致为一台机器制造的G代码可能不适用于另一台机器。还有许多机器制造商，例如Heidenhain或Mazak，已经开发了自己的编程语言。因此，为了将CAM软件的内部计算路径转换为CNC机器可以理解的特定NC代码，有一个称为后处理器的桥接软件。一旦正确配置了后处理器，就可以为所选机器输出适当的代码，因此至少从理论上讲，任何CAM系统都可以为任何机器输出代码。CAM系统可以免费提供后处理器，也可以增加成本。
这是将数字模型输入CNC铣床所需步骤的摘要。
数控钻床，通用
CNC机器可以有多个运动轴，这些运动可以是线性的也可以是旋转的。许多机器都有这两种类型。诸如激光或水刀之类的切割机通常只有两个线性轴X和Y。铣床通常至少有三个X，Y和Z，并且可以具有更多的旋转轴。五轴铣床是具有三个线性轴和两个旋转轴的铣床，它使刀具可以在整个180º半球中运行，有时甚至可以在更大范围内运行。也存在五轴激光器。一个机械手可能有五个以上的轴。
数控钻床的一些局限性
根据机器的年龄和复杂程度，CNC机器可能会受限于其控制和驱动系统的功能。大多数CNC控制器仅了解直线运动和圆弧。在许多机器中，圆弧也仅限于主要XYZ平面。可以将旋转轴运动视为线性运动，只是度数而不是距离。为了产生与主轴线成一定角度的弧线运动或线性运动，必须将两个或多个轴插值在一起(以同步方式精确移动)。直线轴和旋转轴也可以同时插补。对于五轴机床，所有五台机床必须完全同步-绝非易事。
机器控制器可以接收和处理输入数据，将命令传输到驱动系统以及监视机器的速度和位置的速度至关重要。较旧且较便宜的计算机显然不具备此功能，这与较旧的计算机在较苛刻的任务下无法比较新的计算机更好，更慢地运行(如果有的话)的方式相同。
首先解释您的3D和样条数据
一个典型的问题是如何设置文件和进行CAM编程，以使执行零件的机器可以顺利，高效地处理数据。由于大多数CNC控件仅能理解弧线，因此，这些实体无法描述的任何形式都需要转换为可用的形式。需要转换的典型事物是样条曲线，即不是圆弧或直线的一般NURBS曲线以及3D曲面。某些台式机系统也无法理解圆弧，因此必须将所有内容转换为折线。
样条线可以分为一系列线段，一系列切线弧或两者的组合。您可以将第一个选项想象为样条上的一系列和弦，在每个末端上触摸样条并在中间有一定的偏差。另一种方法是将样条曲线转换为折线。您使用的细分越少，则近似值越粗，结果的分面也就越多。越精细，逼近的平滑度越高，但也大大增加了段数。您可以想象一系列的弧线可能能够用更少，更长的零件在公差范围内近似样条曲线。这是首选弧转换而不是简单多段线转换的主要原因，尤其是在使用旧机器的情况下。有了更新的产品，问题就更少了。
可以将表面想象成一种类似的样条曲线逼近，只是在横向方向上相乘了许多倍(通常称为步进)。通常，曲面是使用所有线段完成的，但是在某些情况下，也可以使用圆弧或直线和圆弧的组合。
段的大小和数量由所需的精度和选择的方法确定，并将直接影响执行。太多的短片段会阻塞一些较旧的机器，而太少的片段会构成多面的一部分。CAM系统通常是在这种情况下完成的。对于熟练的操作员来说，他们知道用户的需求和机器可以处理的东西，通常是没有问题的。但是某些CAM系统可能无法处理样条曲线或某些类型的曲面，因此在进入CAM之前，您可能需要先在CAD软件(Rhino)中转换实体。从CAD到CAM的转换过程(通过IGES，DXF等中性格式)有时也会引起问题，具体取决于程序导入/导出功能的质量。
描述CNC程序时使用的通用约定
您的项目可以是：
如果所有切削均在同一平面上进行，则为2轴。在这种情况下，刀具在Z(垂直)平面上没有任何移动能力。通常，X轴和Y轴可以同时插值在一起，以创建斜线和圆弧。
2.5如果所有切割都完全在与主平面平行的平面上进行，而不必在相同的高度或深度上进行，则为轴。在这种情况下，刀具可以在Z(垂直)平面中移动以更改水平，但不能与X，Y移动同时进行。例外可能是刀具可以螺旋插补，即在X，Y上做圆，而在Z上同时移动以形成螺旋(例如在螺纹铣削中)。
上面的一个子集是，该机器可以同时将任意两个轴插补在一起，但不能同时插补3个轴。这确实使有限数量的3D对象成为可能，例如，通过切入XZ或YZ平面，但是与全3轴插补。
如果您的切削需要同时控制X，Y，Z轴的运动，则为3轴，这是大多数自由曲面需要的。
如果包括上述内容，则为4轴加上1个旋转轴运动。有两种可能性：4轴同时插补(也称为真第4轴)。或者只是第4轴定位，第4轴可以在3轴操作之间重新定位零件，但实际上在加工过程中不会移动。
5个轴(如果包括上述加2个旋转轴运动)。除了真正的5轴加工(5轴在加工过程中同时移动)之外，您通常还可以进行3加2或3轴加工+仅2个单独的轴定位，在极少数情况下还可以进行4加1或连续4轴加工+ 5次单轴加工仅轴定位。很复杂，不是吗?
台式电脑数控系统 –有许多小型的模型制作爱好者风格的台式电脑数控系统。通常，它们比工业上的同类产品重量更轻，刚度更低，精度更低，速度更慢且价格更低廉，但是它们对于用较软的材料(例如塑料，泡沫和蜡)加工物体的效果很好。一些台式机可能像打印机一样运行。其他人则拥有自己的封闭式命令系统，甚至可能还有专用的CAM软件。一些人也将接受标准的G代码作为输入。确实有一些工业标准台式机带有专用的控制器，用于执行精密的小型工作。
CAM –计算机辅助加工或制造 –指基于3D计算机模型(CAD)数据，使用各种软件包来创建刀具路径和NC代码以运行CNC受控机床。当两者一起使用时，通常称为CAD / CAM。
注意：CAM实际上并不运行CNC机床，而只是创建要遵循的代码。 这也不是导入CAD模型并吐出正确NC代码的自动操作。像3D建模一样，CAM编程需要在运行程序，制定加工策略以及了解在每种情况下使用哪种工具和操作以获得蕞佳结果的知识和经验。尽管有一些简单的程序可以让没有经验的用户开始使用而没有太多困难，但更复杂的模型将花费时间和金钱进行优化。
NC代码 – CNC机器可以理解和执行的一种相对简单的特殊计算机语言。这些语言蕞初是为了在不借助CAM程序的情况下直接在机器键盘上对零件进行编程而开发的。他们告诉机器要执行的动作，以及控制其他机器功能，例如主轴和进给速度，冷却液。蕞常见的语言是 G代码或 ISO代码，这是为70年代蕞早的CNC机床开发的一种简单的字母数字编程语言。
后处理器 -尽管G代码被认为是标准，但是每个制造商都可以修改某些部件(例如辅助功能)，从而导致为一台机器制造的G代码可能不适用于另一台机器。还有许多机器制造商，例如Heidenhain或Mazak，已经开发了自己的编程语言。因此，为了将CAM软件的内部计算路径转换为CNC机器可以理解的特定NC代码，有一个称为后处理器的桥接软件。一旦正确配置了后处理器，就可以为所选机器输出适当的代码，因此至少从理论上讲，任何CAM系统都可以为任何机器输出代码。CAM系统可以免费提供后处理器，也可以增加成本。
这是将数字模型输入CNC铣床所需步骤的摘要。
数控钻床，通用
CNC机器可以有多个运动轴，这些运动可以是线性的也可以是旋转的。许多机器都有这两种类型。诸如激光或水刀之类的切割机通常只有两个线性轴X和Y。铣床通常至少有三个X，Y和Z，并且可以具有更多的旋转轴。五轴铣床是具有三个线性轴和两个旋转轴的铣床，它使刀具可以在整个180º半球中运行，有时甚至可以在更大范围内运行。也存在五轴激光器。一个机械手可能有五个以上的轴。
数控钻床的一些局限性
根据机器的年龄和复杂程度，CNC机器可能会受限于其控制和驱动系统的功能。大多数CNC控制器仅了解直线运动和圆弧。在许多机器中，圆弧也仅限于主要XYZ平面。可以将旋转轴运动视为线性运动，只是度数而不是距离。为了产生与主轴线成一定角度的弧线运动或线性运动，必须将两个或多个轴插值在一起(以同步方式精确移动)。直线轴和旋转轴也可以同时插补。对于五轴机床，所有五台机床必须完全同步-绝非易事。
机器控制器可以接收和处理输入数据，将命令传输到驱动系统以及监视机器的速度和位置的速度至关重要。较旧且较便宜的计算机显然不具备此功能，这与较旧的计算机在较苛刻的任务下无法比较新的计算机更好，更慢地运行(如果有的话)的方式相同。
一个典型的问题是如何设置文件和进行CAM编程，以使执行零件的机器可以顺利，高效地处理数据。由于大多数CNC控件仅能理解弧线，因此，这些实体无法描述的任何形式都需要转换为可用的形式。需要转换的典型事物是样条曲线，即不是圆弧或直线的一般NURBS曲线以及3D曲面。某些台式机系统也无法理解圆弧，因此必须将所有内容转换为折线。
样条线可以分为一系列线段，一系列切线弧或两者的组合。您可以将第一个选项想象为样条上的一系列和弦，在每个末端上触摸样条并在中间有一定的偏差。另一种方法是将样条曲线转换为折线。您使用的细分越少，则近似值越粗，结果的分面也就越多。越精细，逼近的平滑度越高，但也大大增加了段数。您可以想象一系列的弧线可能能够用更少，更长的零件在公差范围内近似样条曲线。这是首选弧转换而不是简单多段线转换的主要原因，尤其是在使用旧机器的情况下。有了更新的产品，问题就更少了。
可以将表面想象成一种类似的样条曲线逼近，只是在横向方向上相乘了许多倍(通常称为步进)。通常，曲面是使用所有线段完成的，但是在某些情况下，也可以使用圆弧或直线和圆弧的组合。
段的大小和数量由所需的精度和选择的方法确定，并将直接影响执行。太多的短片段会阻塞一些较旧的机器，而太少的片段会构成多面的一部分。CAM系统通常是在这种情况下完成的。对于熟练的操作员来说，他们知道用户的需求和机器可以处理的东西，通常是没有问题的。但是某些CAM系统可能无法处理样条曲线或某些类型的曲面，因此在进入CAM之前，您可能需要先在CAD软件(Rhino)中转换实体。从CAD到CAM的转换过程(通过IGES，DXF等中性格式)有时也会引起问题，具体取决于程序导入/导出功能的质量。
描述CNC程序时使用的通用约定
您的项目可以是：
如果所有切削均在同一平面上进行，则为2轴。在这种情况下，刀具在Z(垂直)平面上没有任何移动能力。通常，X轴和Y轴可以同时插值在一起，以创建斜线和圆弧。
2.5如果所有切割都完全在与主平面平行的平面上进行，而不必在相同的高度或深度上进行，则为轴。在这种情况下，刀具可以在Z(垂直)平面中移动以更改水平，但不能与X，Y移动同时进行。例外可能是刀具可以螺旋插补，即在X，Y上做圆，而在Z上同时移动以形成螺旋(例如在螺纹铣削中)。
上面的一个子集是，该机器可以同时将任意两个轴插补在一起，但不能同时插补3个轴。这确实使有限数量的3D对象成为可能，例如，通过切入XZ或YZ平面，但是与全3轴插补。
如果您的切削需要同时控制X，Y，Z轴的运动，则为3轴，这是大多数自由曲面需要的。
如果包括上述内容，则为4轴加上1个旋转轴运动。有两种可能性：4轴同时插补(也称为真第4轴)。或者只是第4轴定位，第4轴可以在3轴操作之间重新定位零件，但实际上在加工过程中不会移动。
5个轴(如果包括上述加2个旋转轴运动)。除了真正的5轴加工(5轴在加工过程中同时移动)之外，您通常还可以进行3加2或3轴加工+仅2个单独的轴定位，在极少数情况下还可以进行4加1或连续4轴加工+ 5次单轴加工仅轴定位。很复杂，不是吗?
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