数控系统的选择

数控机床是一种优良的加工设备，广泛应用于复杂曲面工件的加工。但如果选择不当，就不能发挥其应有的效益，使资金积压大量，从而产生风险。广义选择主要包括型号选择、数控系统选择、机床精度选择、主要特征规格选择等。其中，机型选择和数控系统选择风险较大，其次是机床精度和主要特点规格选择。因此，为了降低选择风险，可以从以下几个方面入手。

一、型号选择

在满足加工工艺要求的前提下，设备越简单，风险越小。车削加工中心和数控车床可以加工轴零件，但满足相同加工规格的车削中心的价格是数控车床的几倍。如果没有进一步的工艺要求，选择数控车床的风险肯定很小。在经济型和普通型数控车床中也要尽量选择经济型数控车床。在加工箱、型腔、模具部件中，相同规格的数控铣床和加工中心可以满足基本加工要求，但两台机床价格差异约一半（不包括气源、刀库等配套成本），因此模具加工只有非常频繁的刀具加工中心，固定刀具长铣削，选择数控铣床。目前，许多加工中心都用于数控铣床。普通车床也可以加工数控车床可以加工的零件，但数控铣床可以加工的零件大多不能加工。因此，数控铣床应优先考虑现有轴零件、箱腔零件的综合加工企业。

二、数控系统选择

购买数控机床时，同一机床本体可配备多种数控系统。在可选系统中，性能差异很大，直接影响设备的价格构成。目前，数控系统的种类和规格很多，采购系统主要包括日本FANUC、德国SINUMERIK、日本MITSUBISHI、法国NUM、意大利FIDIA、西班牙FAGOR、美国A-B等。国内系统主要包括广州系统、航天系统、华中系统、辽宁蓝天系统、南京大方系统、北凯奇系统、清华系统、KND系统等，每个公司都有一系列各种规格的产品。减少数控系统选型风险的基本原则是：性能价格比大，使用维修方便，系统的市场寿命长。因此，我们不能单方面追求优良新体系。而且要以满足主机性能为主，对系统性能和价格进行综合分析，选择合适的系统。同时，传统封闭系统结构的数控系统或PC嵌入NC由于该系统的功能扩展、变更和维护需要系统供应商的帮助，结构数控系统。尽量选择NC嵌入PC结构或SOFT开放式数控系统的结构，这类系统CNC所有软件都安装在计算机中，而硬件部分只是计算机和伺服驱动和外部1/O它们之间的标准化通用接口，就像声卡、显卡和相应的驱动程序可以安装在计算机上一样，用户可以WINDOWSNT在平台上，使用开放的CNC设备所需的内核功能，构成各种类型的数控系统。此外，除了数控系统的基本功能外，还有许多选择功能。用户可以根据自己的工件加工要求、测量要求、程序编制要求等选择订单合同附件中的一些额外功能，特别是实时传输DNC功能等。

三、精度选择

数控机床精度等级的选择取决于典型零件的加工精度。一般数控机床精度检验项目有20个~但具有特色的项目有：单轴定位精度、单轴重复定位精度、两轴以上联动加工试件的圆度。定位精度和重复定位精度反映了轴各运动部件的综合精度。单轴定位精度是指轴行程中任何点定位的误差范围，直接反映了机床的加工精度能力，重复定位精度反映了行程中任何定位点的定位稳定性，是衡量轴稳定性和优良工作的基本指标。重复定位精度在上述两个指标中尤为重要。目前，软件在数控系统中具有丰富的误差补偿功能，可以稳定补偿进给传动链各环节的系统误差。如果螺杆的螺距误差和累积误差可以通过螺距补偿功能进行补偿，可以通过反向间隙补偿取消进给传动链的反向死区。但电气控制误差补偿功能不能补偿随机误差（如传动链各环节间隙、弹性变形、接触刚度等因素引起的误差），往往反映不同的运动损失。在一些开环和半闭环进给伺服系统中，测量元件后的机械驱动元件也受到各种偶然因素的影响，如滚珠丝杠热伸长引起的工作台实际定位位置漂移等。因此，合理选择重复定位精度可以降低精度选择的风险。铣削圆柱面精度或铣削空间螺旋槽（螺纹）精度是机床数控轴（两轴或三轴）伺服跟踪运动特性和数控系统插入功能的综合评价指标。铣削方形四边加工也是判断两个可控轴直线插补运动精度的一种方法。对于数控铣床，两轴以上联动加工试件的圆度指标不容忽视。对于定位精度要求较高的机床，还进给伺服系统是半闭环还是全闭环，检测元件的精度和稳定性。如果机床采用半闭环伺服驱动模式，精度稳定性应受到一些外部因素的影响，如传动链中的滚珠丝杠受工作温度变化的影响，漂移工作台的实际位置，影响加工件的加工精度。四、选择数控机床的主要特点和规格

根据确定的典型工件族加工尺寸范围，应选择数控机床的主要特点和规格。数控机床的主要规格是几个数控轴的行程范围和主轴电机的功率。机床的三个基本直线坐标（X、Y、Z）行程反映该机床允许的加工空间，在车床中两个坐标X、Z反映允许旋转体的大小。加工件的轮廓尺寸一般应在机床的加工空间范围内，如典型工件为450mm×450mm×450mm工作台面尺寸为500mm×500mm考虑到安装夹具所需的空间，加工中心选择的工作台略大于典型工件。机床工作台的尺寸与三个直线坐标行程有确定的比例，如上述工作台的5000mm×500mm的机床，X轴行程一般为700~800mm,，Y轴为500~700mm，Z轴为500~600mm。因此，工作台的大小基本上决定了加工空间的大小。在某些情况下，工件的尺寸也可能大于坐标行程。此时，零件上的加工区域需要在行程范围内，并考虑机床工作台的允许承载能力，以及工件是否干扰机床换刀空间，以及机床防护罩等附件。数控机床的主电机功率在类似规格的机床上也可以有不同的配置，通常反映了机床的切割刚度和主轴的高速性能。轻型机床比标准型机床主轴电机功率就可能小1~2级。目前，一般加工中心的主轴转速为4000~8000r/min，高速机床立式机床可达2万台~7万r/min，卧式机床1万~2万r/min，其主轴电机功率也成倍增加。主轴电机的功率反映了机床的切削效率，也反映了机床的切削刚度和整体刚度。在现代中小型数控机床中，主轴箱机械变速较少，常采用大功率直流或交流可调电机直接连接主轴，甚至采用电主轴结构，低速切割扭矩有限，即低速输出功率下降，为确认低速输出扭矩，需要使用大功率电机。因此，数控机床的主轴电机比普通机床大几倍。当典型工件上有大量的低速加工时，需要检查机床的低速输出扭矩。