高效率数控车床按工艺用途分类-行业动态-山东鲁班数控机床有限公司

　一个数控系统有很多功能，包括基本功能----数控装置必备功能；选择功能---供用户选择的功能。选择功能有的是为了解决不同的加工对象，有的为了提高加工质量，有的为了方便编程，高效率数控车床有的为了改善操作和维修性能。有的选择功能是相关的，选择这项还必须选另一项。因此要根据机床的设计要求来选择，不要不加分析，高效率数控车床选择功能过多步骤，而把相关功能漏订，使数控机床功能降低，造成不必要的损失。

　　高效率数控车床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。

　　高效率数控车床按工艺用途分类

　　重切削数控车床，包括数控车床，数控钻床，数控铣床，数控磨床，数控镗床发及加工中心。这些机床都有适用于单件、小批量和多品种和零件加工，具有很好的加工尺寸的一致性、很高的生产率和自动化程度，以及很高的设备柔性。

　　金属成型类数控机床；这类机床包括数控折弯机，数控组合冲床、数控弯管机、数控回转头压力机等。

　　数控特种加工机床；这类机床包括数控线（电极）切割机床、数控电火花加工机床、数控火焰切割机、数控激光切割机床、专用组合机床等。

　　其他类型的数控设备；非加工设备采用数控技术，如自动装配机、多坐标测量机、自动绘图机和工业机器人等。

　　高效率数控车床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。下面分别对各组成部分的基本工作原理进行概要说明。

　　1、加工程序载体

　　重切削数控车床工作时，不需要工人直接去操作机床，要对数控机床进行控制，必须编制加工程序。零件加工程序中，包括机床上刀具和工件的相对运动轨迹、工艺参数（进给量主轴转速等）和辅助运动等。将零件加工程序用一定的格式和代码，存储在一种程序载体上，如穿孔纸带、盒式磁带、软磁盘等，通过数控机床的输入装置，将程序信息输入到CNC单元。

　　2、数控装置

　　高效率数控车床的核心。现代数控装置均采用CNC形式，这种CNC装置一般使用多个微处理器抛丸机，以程序化的软件形式实现数控功能，因此又称软件数控（Software NC）。CNC系统是一种位置控制系统，它是根据输入数据插补出理想的运动轨迹，然后输出到执行部件加工出所需要的零件。因此，数控装置主要由输入、处理和输出三个基本部分构成。而所有这些工作都由计算机的系统程序进行合理地组织，使整个系统协调地进行工作。

　　（1）输入装置将数控指令输入给数控装置，根据程序载体的不同，相应有不同的输入装置。目前主要有键盘输入、磁盘输入、CAD/CAM系统直接通信方式输入和连接上级计算机的DNC（直接数控）输入，现仍有不少系统还保留有光电阅读机的纸带输入形式。

　　1）纸带输入方式。可用纸带光电阅读机读入零件程序，直接控制机床运动，也可以将纸带内容读入存储器，用存储器中储存的零件程序控制机床运动。

　　2）MDI手动数据输入方式。操作者可利用操作面板上的键盘输入加工程序的指令，它适用于比较短的程序。

　　高效率数控车床在控制装置编辑状态（EDIT）下，用软件输入加工程序，并存入控制装置的存储器中，这种输入方法可重复使用程序。一般手工编程均采用这种方法。

　　在具有会话编程功能的数控装置上，可按照显示器上提示的问题，选择不同的菜单，用人机对话的方法，输入有关的尺寸数字，就可自动生成加工程序。

　　3）高效率数控车床采用DNC直接数控输入方式。把零件程序保存在上级计算机中，CNC系统一边加工一边接收来自计算机的后续程序段。DNC方式多用于采用CAD/CAM软件设计的复杂工件并直接生成零件程序的情况。

　　（2）信息处理输入装置将加工信息传给CNC单元，编译成计算机能识别的信息，由信息处理部分按照控制程序的规定，逐步存储并进行处理后，通过输出单元发出位置和速度指令给伺服系统和主运动控制部分。CNC系统的输入数据包括：零件的轮廓信息（起点、终点、直线、圆弧等）、加工速度及其他辅助加工信息（如换刀、变速、冷却液开关等），数据处理的目的是完成插补运算前的准备工作。数据处理程序还包括刀具半径补偿、速度计算及辅助功能的处理等。

　　（3）输出装置输出装置与伺服机构相联。输出装置根据控制器的命令接受运算器的输出脉冲，并把它送到各坐标的伺服控制系统，经过功率放大，驱动伺服系统，从而控制机床按规定要求运动。

　　高效率数控车床的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，高精度数控车床在编程时充分考虑数控加工的特点，能够正确选择刀刃具及切削用量。高精度数控车床必须适应数控机床高速、和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。

　　高效率数控车床控制技术是集计算机。电子。电气。电力拖动。自动控制与自动测量。机械。液压。气动为一体的高新技术。它较好的解决了形状复杂。精密。中小批量零件加工问题，而随着计算机辅助设计。计算机辅助制造。计算机辅助工艺等新技术的应用，特别是在自动化和柔性化制造系统中发挥着不可取代的作用，为产品不断更新换代推波助澜。为此也推动了数控技术自身的不断完善和发展。

　　高精度数控车床狭义的说就是以数字字符形式控制机床运动，完成机械加工的机床。而我们常说的CNC是指计算机数控机床出现于五十年代末，七十年代以后随着微型计算机技术的发展而迅速发展起来的。现在已经成为机加行业不可缺少不可取代的加工设备。

　　高效率数控车床具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。高精度数控车床具体要考虑以下几个因素：

　　1、切削深度t。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，t就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。

　　2、切削宽度L。一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控机床的加工过程中，一般L的取值范围为：L=（0.6～0.9）d。

　　3、切削速度v。提高v也是提高生产率的一个措施，但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v的增大，刀具耐用度急剧下降，故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时，v可采用8m/min左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，v可选200m/min以上。

　　4、主轴转速n（r/min）。主轴转速一般根据切削速度v来选定。计算公式为：v=∏nd/1000。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。

　　5、进给速度vF。vF应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。vF的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时，vF可选择得大些。高精度数控车床在加工过程中，vF也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整，但是zui大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。

　　选择功能中的可编程序控制器有内装和独立型两种。zui好选用内装型，它有不同型号，首先要根据数控装置与机床之间的输入输出信号点数来选择。选用的点数要笔实用点数稍多一些，一杯可能追加和变更控制性能的需要。台湾数控车床其次要估计顺序程序规模选择存储容量。程序规模随着机床复杂程度的增加，存储容量也随着增大，要根据具体情况合理选择。还有处理时间、指令功能、定时器、计数器、内部继电器等技术规格，数量也应满足设计要求。

　　高效率数控车床进给驱动的选择

　　（1）优先选用交流伺服电机，因为它与直流电机比较，转子惯量小，动态响应好，输出功率大，转速高，结构简单，成本较低，应用环境不受限制。

　　（2）台湾数控车床通过正确计算加在电机轴上的负载条件来选择合适规格的伺服电机。

　　（3）进给驱动制造厂家对生产的进给速度控制单元和伺服电机提供系列的成套产品，所以当选好伺服电机之后，由产品说明书选用相应的速度控制单元。

　　高效率数控车床主轴驱动的选择

　　（1）优先选用主流主轴电机，因为它没有像直流主轴电机那样的换向、高转速和大容量的限制，恒功率调速范围大，噪声低，价格便宜。目前国际上已有85%数控机床采用交流主轴驱动。

　　（2）按下列原则选择主轴电机：

　　①根据不同的机床计算出切削功率，所选电机应满足这个要求；

　　②根据要求的主轴加减速时间，计算出电机功率不应超过电机的zui大输出功率；

　　③在要求主轴频繁起、制动的场合、必须计算出平均功率，其值不能超过电机连续额定输出功率；

　　④在要求恒表面受到控制的场合，则恒表面速度控制所需的切削功率和加速所需功率两者之和，应在电机能够提供的功率范围之内。

　　（3）台湾数控车床主轴驱动制造厂家对生产的主轴速度控制单元和主轴电机提供系列的成套产品，所以当选好主轴电机之后，由产品说明书选用相应的主轴速度控制单元。

　　（4）高效率数控车床需要主轴作定向控制时，根据机床实际情况，选用位置编码器或磁性传感器来实现主轴定向控制。