數控工具機與實習

作者
高永洲, 李坤穎, 彭達仁, 巫翔裘
出版社
高立
出版日期
2026年03月01日
出版地
台灣
版本
初版
裝訂
平裝
分級
普遍級
ISBN
9789863784692
永久連結
ISBN.tw/9789863784692
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簡介

數值控制 (NC, Numerical Control) 乃是電腦數值控制 (CNC, Computer Numerical Control) 工具機被使用來做為金屬切削加工運作時候的核心技術。目前的減法切削加工流程,大多以電腦輔助製造 (CAM, Computer Aided Manufacturing) 技術為基礎,整合電腦輔助設計 (CAD, Computer Aided Design) 的幾何資料 ( 被加工之完成品幾何資料、刀具幾何資料 ) 與適當的切削加工參數 ( 主軸轉速、進給速率、切削深度 ),依據切削加工的工法 ( 例如,分層等高度加工、擺線加工、定角度加工等 ) 產生刀具路徑,再藉由後處理程序產生數值控制程式碼,傳送到CNC控制器,進而操作工具機完成實際切削加工。加法製造或稱積層製造 (AM, Additive Manufacturing) 亦具備類似的流程。
對於新手而言,初學會動的機器設備,總是必須注意安全性;對於傳授使用CNC工具機技術的人員,初學者的安全以及機器的妥善使用並且減損耗材,也都是需要關注的重要事項。從數位孿生 (DT, Digital Twin) 的技術發展而言,應該是樂見能夠有一套CNC工具機的模擬系統,可以讓初學的新手和授課人員在學習完成數值控制加工機的基礎知識之後,可以做為實際上機之前的數位模擬工具。此外,傳統的切削加工軟體模擬NC程式大多以幾何為主,可以進行切削模擬和碰撞偵測,似乎較少具備整合切削力學理論,能夠在模擬過程當中得知切削力量分布。
因此,從無憂的電腦數值控制工具機學習和傳授的觀點出發,本文整理了初學的新手必須要了解的數值控制工具機基本操作技術知識,包括工具機產業概況、工具機種類、銑削刀具、尋邊器、刀長量測的Z軸設定器、夾治具、CNC控制器面板的人機操作介紹、手輪、回歸機器零點等等,輔以3D加工中心機整機模擬系統,並準備具代表性的範例NC程式碼,介紹給讀者透過虛擬銑削實習來學習與理解。此模擬系統可以模擬NC程式碼在運行過程中是否有碰撞情形發生,可以計算切削力量的分布情形。希望如此的安排,可以有助於新手學習的快速上手,也有助於教導人員減輕其壓力,對於CNC工具機使用之推廣能貢獻一己之力。對於想進一步學習比較深入加工技術的讀者,可以閱讀第十章有關切削力和穩定加工技術以及第十一章有關切削能耗之介紹;第十二章則介紹超音波輔助切削加工技術,此技術通常被歸類為非傳統加工,可以用來切削硬脆難加工金屬材料,例如航太用鎳基超合金等材料。希望如此的安排能夠引領初學者進入CNC切削加工領域。