何謂CNC&CNC工具機如何運作?

Nov 02, 2018

如果您已經理解何謂數值控制,也就是NC(Numerical Control)的運作原理,那麼要了解CNC就會十分容易,NC指的是以人工將各種控制資料,例如主軸轉速等加工條件輸入控制器內,來操作機器進行加工。

CNC是電腦數值控制工具機(Computer Numerical Control)的簡稱,可以使用微電腦或迷你電腦,利用電腦程式設計來操作機器加工。使用NC時,程式必需先寫入一種打孔卡片(punch cards)裡面,再以機器讀取運作,而使用CNC時,則是直接將程式透過一個類似鍵盤的元件,直接輸入電腦即可。

使用CNC工具機時,程式會自動儲存在電腦中,讓工程師可以輕鬆地編寫程式,若有需要修改程式時,也較為簡易方便。這些程式可以運用於不同的機械零件上,不需要一再地重複編寫。

與傳統的NC加工相比,CNC因為使用電腦控制,使用上更有彈性,而且更為精準有效率,只要重新編寫程式,很快就能將新系統輸入CNC控制器中。CNC擁有的生產力及彈性也讓它被稱為軟線連結的NC(soft-wired NC)。

CNC工具機如何運作?

CNC工具機是應用編寫在電腦裡的程式,來驅動機械進行金屬的加工過程,該如何削切金屬以及最後呈現的零件尺寸等,都取決於寫入電腦內的程式,電腦會幫助工程師精準地執行程式內的每一個加工步驟。CNC工具機就像機器人一般,只要工程師輸入程式,它就會仔細遵守每一個指示。

許多常見的金屬加工機都是應用CNC技術,像是車床(Lathe)、銑床(Milling machines)、鑽孔機(Drilling Machine)等。這些工具機主要是用來削切金屬,讓金屬原料呈現特定形狀,例如圓形或長方形。在以前,這些機械都仰賴資深的工程師來控制,因為這些機械需要非常精準地被操作,工程師必須是經驗豐富的專家,才足以擔當大任。但CNC工具機發明後,工程師的影響力大幅降低,他們只需要在電腦上編寫程式,將所需的切割工具與原料裝入工具機中,其餘步驟都可由電腦自動完成。電腦會根據工程師寫入的程式,執行各種金屬零件的削切工作。

CNC使用者完全不需要擔心精準度的問題,所有的CNC工具機設計都非常精密,確保達到近乎完美的準確度,事實上,對CNC工具機來說,超高精準度是它們必備的條件。當一項切割程序完成時,工程師不需要去結束它,CNC工具機會幫你自動接到下一個工作步驟,CNC工具機可以在無人監管的情況下,連續24小時進行不間斷的高度精密工作,當然,前提是工程師必須先輸入加工程式,並將原料及工具安置在工具機內。

由於市場競爭愈來愈激烈,現今多數的加工廠都擁有CNC工具機,因此,尋找能夠像早期以手動操作工具機,經驗豐富的優秀工程師卻變得愈來愈難。現在的工程師,通常比較喜歡在電腦中輸入程式,勝過於手動操作機器,但在許多工業學校中,除了最新的CNC程式編寫,老師們也還是會教學生如何手動操作機械。