數(shù)控機床的選型風(fēng)險控制

1、數(shù)控機床的選型風(fēng)險控制數(shù)控機床是一種先進的加工設(shè)備，它以高精度、高可靠性、高效率、可加工復(fù)雜曲面工件等特點得到廣泛應(yīng)用。但若選型不當(dāng)，則不能發(fā)揮其應(yīng)有的效益，且使資金大量積壓，從而產(chǎn)生風(fēng)險。廣義的選型主要包括機型選擇、數(shù)控系統(tǒng)選擇、機床精度選擇、主要特征規(guī)格選擇等。其中機型選擇和數(shù)控系統(tǒng)選擇風(fēng)險最大，機床精度和主要特征規(guī)格選擇次之，故要減少選型風(fēng)險，可從以下幾方面著手。一、機型選擇在滿足加工工藝要求的前提下設(shè)備越簡單風(fēng)險越小，車削加工中心和數(shù)控車床都可以加工軸類零件，但一臺滿足同樣加工規(guī)格的車削中心價格要比數(shù)控車床貴幾倍，如果沒有進一步工藝要求，肯定選擇數(shù)控車床風(fēng)險較小。同樣在經(jīng)濟型和普通型數(shù)

2、控車床中要盡量選擇經(jīng)濟型數(shù)控車床。在加工箱體、型腔、模具零件中，同規(guī)格的數(shù)控銑床和加工中心都能滿足基本加工要求，但兩種機床價格相差約一半（不包括氣源、刀庫等配套費用），所以模具加工中只有非常頻繁地?fù)Q刀具的工藝才選用加工中心，固定一把刀具長時間銑削的，選用數(shù)控銑床。目前很多加工中心都在作數(shù)控銑床使用。數(shù)控車床能加工的零件普通車床往往也能加工，但數(shù)控銑床能加工的零件普通銑床大多不能加工，故在既有軸類零件又有箱體、型腔類零件的綜合機加工企業(yè)中應(yīng)優(yōu)先選擇數(shù)控銑床。二、數(shù)控系統(tǒng)選擇在選購數(shù)控機床時，同一種機床本體可配置多種數(shù)控系統(tǒng)。在可供選擇的系統(tǒng)中，性能高低差別很大，直接影響到設(shè)備價格構(gòu)成。目前數(shù)控系

3、統(tǒng)種類、規(guī)格極其繁多，進口系統(tǒng)主要有日本 fanuc、德國 sinumerik、日本 mitsubishi、法國 num、意大利 fidia、西班牙 fagor、美國 a-b 等。國產(chǎn)系統(tǒng)主要有廣州系統(tǒng)、航天系統(tǒng)、華中系統(tǒng)、 XX 藍(lán)天系統(tǒng)、南京大方系統(tǒng)、北方凱奇系統(tǒng)、清華系統(tǒng)、 knd 系統(tǒng)等，每家公司都有一系列各種規(guī)格的產(chǎn)品。減少數(shù)控系統(tǒng)選型風(fēng)險的基本原則是：性能價格比大，使用維修方便， 系統(tǒng)的市場壽命長。 因此不能片面追求高水平、新系統(tǒng)。而應(yīng)該以滿足主機性能為主，對系統(tǒng)性能和價格等作一個綜合分析，選用合適系統(tǒng)。同時應(yīng)逐漸少選傳統(tǒng)的封閉體系結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)或 pc 嵌入 nc 結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)

4、，因為這類系統(tǒng)的功能擴展、改變和維修都必須借助于系統(tǒng)供應(yīng)商。 應(yīng)盡可能選用 nc 嵌入 pc 結(jié)構(gòu)或 soft 結(jié)構(gòu)的開放式數(shù)控系統(tǒng)， 這類系統(tǒng)的 cnc 軟件全部裝在計算機中， 而硬件部分僅是計算機與伺服驅(qū)動和外部 1/o 之間的標(biāo)準(zhǔn)化通用接口，就像計算機上可以安裝各種品牌的聲卡、顯卡和對應(yīng)的驅(qū)動程序一樣，用戶可以在 windowsnt 平臺上，利用開放的 cnc內(nèi)核，開發(fā)所需的功能，構(gòu)成各種類型的數(shù)控系統(tǒng)。另外數(shù)控系統(tǒng)中基本功能以外還有很多選擇功能，用戶可以根據(jù)自己的工件加工要求、測量要求、程序編制要求等，額外再選擇一些功能列入訂貨合同附件中，特別是實時傳輸?shù)?dnc 功能等。三、精度選擇

5、數(shù)控機床精度等級的選擇取決于典型零件的加工精度。一般數(shù)控機床精度檢驗項目都有 2030 項，但其最有特征的項目是： 單軸定位精度、單軸重復(fù)定位精度、兩軸以上聯(lián)動加工出來試件的圓度。定位精度和重復(fù)定位精度綜合反映了該軸各運動部件的綜合精度。單軸定位精度是指在該軸行程內(nèi)任意一個點定位時的誤差范圍，它直接反映了機床的加工精度能力，而重復(fù)定位精度則反映了該軸在行程內(nèi)任意定位點的定位穩(wěn)定性，這是衡量該軸能否穩(wěn)定可靠工作的基本指標(biāo)。以上兩個指標(biāo)中，重復(fù)定位精度尤為重要。目前數(shù)控系統(tǒng)中軟件都有豐富的誤差補償功能，能對進給傳動鏈上各環(huán)節(jié)系統(tǒng)誤差進行穩(wěn)定的補償。如絲杠的螺距誤差和累計誤差可以用螺距補償功能補償，

6、進給傳動鏈的反向死區(qū)可用反向間隙補償來消除。但電控方面誤差補償功能不可能補償隨機誤差（如傳動鏈各環(huán)節(jié)的間隙、彈性變形和接觸剛度等因素變化產(chǎn)生的誤差），它們往往隨著工作臺的負(fù)載大小、 移動距離長短、移動定位速度的快慢等反映出不同的運動量損失。在一些開環(huán)和半閉環(huán)進給伺服系統(tǒng)中，測量元件以后的機械驅(qū)動元件，受各種偶然因素影響，也有相當(dāng)大的隨機誤差影響，例如滾珠絲杠熱伸長引起的工作臺實際定位位置漂移等。所以重復(fù)定位精度的合理選擇可大大減少精度選擇風(fēng)險。銑削圓柱面精度或銑削空間螺旋槽（螺紋）精度是綜合評價該機床有關(guān)數(shù)控軸（兩軸或三軸）伺服跟隨運動特性和數(shù)控系統(tǒng)插補功能的指標(biāo)，評價指標(biāo)采用測量加工出的圓柱

7、面的圓度。在數(shù)控銑床試切件中還有銑斜方形四邊加工，這也是判斷兩個可控軸在直線插補運動時精度的一種方法。對于數(shù)控銑床，兩軸以上聯(lián)動加工出來試件的圓度指標(biāo)也不容忽略。定位精度要求較高的機床還必須注意它的進給伺服系統(tǒng)采用半閉環(huán)方式還是全閉環(huán)方式，注意使用檢測元件的精度及穩(wěn)定性。如機床采用半閉環(huán)伺服驅(qū)動方式，則精度穩(wěn)定性要受到一些外界因素影響，如傳動鏈中滾珠絲杠受工作溫度變化造成絲杠伸長，對工作臺實際定位位置造成漂移影響，使加工件的加工精度受到影響。四、數(shù)控機床主要特征規(guī)格選擇數(shù)控機床的主要特征規(guī)格應(yīng)根據(jù)確定的典型工件族加工尺寸范圍而選擇。數(shù)控機床的最主要規(guī)格是幾個數(shù)控軸的行程范圍和主軸電機功率。機床

8、的三個基本直線坐標(biāo) （ x、y、z）行程反映該機床允許的加工空間，在車床中兩個坐標(biāo) x、z 反映允許回轉(zhuǎn)體的大小。一般情況下加工件的輪廓尺寸應(yīng)在機床的加工空間范圍之內(nèi)，如典型工件是 450mm× 450mm× 450mm 的 箱 體 ， 那 么 應(yīng) 選 取 工 作 臺 面 尺 寸 為 500mm× 500mm 的加工中心，選用工作臺面比典型工件稍大一些是考慮到安裝夾具所需的空間。機床工作臺面尺寸和三個直線坐標(biāo)行程都有一定比例關(guān)系，如上述工作臺500mm×500mm 的機床， x 軸行程一般為 700800mm,，y 軸為 500700mm，z 軸為 50

9、0600mm。因此，工作臺面的大小基本上確定了加工空間的大小。個別情況下也可以有工件尺寸大于坐標(biāo)行程，這時必須要求零件上的加工區(qū)域處在行程范圍之內(nèi)，而且要考慮機床工作臺的允許承載能力，以及工件是否與機床換刀空間干涉、與機床防護罩等附件干涉等一系列問題。數(shù)控機床的主電機功率在同類規(guī)格機床上也可以有各種不同配置，一般情況下反映了該機床的切削剛性和主軸高速性能。輕型機床比標(biāo)準(zhǔn)型機床主軸電機功率就可能小12 級。目前一般加工中心主軸轉(zhuǎn)速在40008000r/min，高速型機床立式機床可達2 萬7 萬 r/min ，臥式機床1 萬2 萬 r/min ，其主軸電機功率也成倍加大。主軸電機功率反映了機床的切削效率，從另一個側(cè)面也反映了切削剛性和機床整體剛度。在現(xiàn)代中小型數(shù)控機床中，主軸箱的機械變速已較少采用，往往都