數控機床是一種先進的加工設備,它以高精度、高可靠性、高效率、可加工復雜曲面工件等特點得到廣泛應用。但若選型不當,則不能發揮其應有的效益,且使資金大量積壓,從而產生風險。廣義的選型主要包括機型選擇、數控系統選擇、機床精度選擇、主要特征規格選擇等。其中機型選擇和數控系統選擇風險最大,機床精度和主要特征規格選擇次之,故要減少選型風險,可從以下幾方面著手。
一、機型選擇
二、數控系統選擇
在選購數控機床時,同一種機床本體可配置多種數控系統。在可供選擇的系統中,性能高低差別很大,直接影響到設備價格構成。目前數控系統種類、規格極其繁多,進口系統主要有日本FANUC、德國SINUMERIK、日本MITSUBISHI、法國NUM、意大利FIDIA、西班牙FAGOR、美國A-B等。國產系統主要有廣州系統、航天系統、華中系統、遼寧藍天系統、南京大方系統、北方凱奇系統、清華系統、KND系統等,每家公司都有一系列各種規格的產品。減少數控系統選型風險的基本原則是:性能價格比大,使用維修方便,系統的市場壽命長。因此不能片面追求高水平、新系統。而應該以滿足主機性能為主,對系統性能和價格等作一個綜合分析,選用合適系統。同時應逐漸少選傳統的封閉體系結構的數控系統或PC嵌入NC結構的數控系統,因為這類系統的功能擴展、改變和維修都必須借助于系統供應商。應盡可能選用NC嵌入PC結構或SOFT結構的開放式數控系統,這類系統的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動和外部1/O之間的標準化通用接口,就像計算機上可以安裝各種品牌的聲卡、顯卡和對應的驅動程序一樣,用戶可以在WINDOWSNT平臺上,利用開放的CNC內核,開發所需的功能,構成各種類型的數控系統。另外數控系統中基本功能以外還有很多選擇功能,用戶可以根據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,特別是實時傳輸的DNC功能等。
三、精度選擇
數控機床精度等級的選擇取決于典型零件的加工精度。一般數控機床精度檢驗項目都有20~30項,但其最有特征的項目是:單軸定位精度、單軸重復定位精度、兩軸以上聯動加工出來試件的圓度。定位精度和重復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,而重復定位精度則反映了該軸在行程內任意定位點的定位穩定性,這是衡量該軸能否穩定可靠工作的基本指標。以上兩個指標中,重復定位精度尤為重要。目前數控系統中軟件都有豐富的誤差補償功能,能對進給傳動鏈上各環節系統誤差進行穩定的補償。如絲杠的螺距誤差和累計誤差可以用螺距補償功能補償,進給傳動鏈的反向死區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(如傳動鏈各環節的間隙、彈性變形和接觸剛度等因素變化產生的誤差),它們往往隨著工作臺的負載大小、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。在一些開環和半閉環進給伺服系統中,測量元件以后的機械驅動元件,受各種偶然因素影響,也有相當大的隨機誤差影響,例如滾珠絲杠熱伸長引起的工作臺實際定位位置漂移等。所以重復定位精度的合理選擇可大大減少精度選擇風險。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數控軸(兩軸或三軸)伺服跟隨運動特性和數控系統插補功能的指標,評價指標采用測量加工出的圓柱面的圓度。在數控銑床試切件中還有銑斜方形四邊加工,
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