数控系统的选择

选择数控系统中必须考虑哪些因素？~

数控系统的功能适用性对于数控机床的设计选型无疑是重要的限制性因索。以下因素是在选择数控系统中必须考虑的重要因素。1、驱动能力不同的数控供应商的解决方案中伺服的功率范围和配套电机范围也是不同的。首先应该从可匹配的电机类型，功率范围来初步筛选。特别是要注意数控机床方案中是否包括力矩电机、直线电机、电主轴属于同步电主轴还是异步电主轴，上述电机的额定电流需求和过载电流需求，电主轴的最高转速需求等。2、全闭环需求与双驱需求数控机床，特别是大型、重型数控机床大多数都有全闭环和双驱需求。在全闭环控制方案中，要在距离编码光栅、绝对值式光栅、普通增量光栅间进行选择，同时数控系统也要支持相应的反馈信号接入。3、五轴控制需求五轴机床需要明确是否五轴联动还是仅要求五面加工，相应选择数控系统功能也不同。比如针对五面箱体类加工，通常不需要RTCP，选择余地就比较大。同时针对五轴功能可能涉及数控系统供货商在出口许可证、售后服务、技术支持等也必须认真考虑。4、生产系统需求数控系统网络化支持成为生产系统集成的必要条件。对于要纳入自动化程度很高的生产系统的数控机床，必须明确数控系统具有相应的接入解决方案，包括低级的依靠PLC输入输出点直接接入到高级的数控系统内置OPC服务器，依照OPC标准向用户开放数控系统内部数据。此外面向生产系统，自动化的在线工件检测和刀具检测也是必须支持的功能。数控系统是数字控制系统的简称，英文名称为（NumericalControlSystem），根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。通过利用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和开关量。

数控系统包括数控装置，进给驱动（进给速度控制单元和伺服电机）、主轴驱动（主轴速度控制单元和主轴电机）和检测元件。选用数控系统时应包括以上内容。1、数控装置的选择（1）类型的选择根据数控机床类型选择相应的数控装置，一般来说，数控装置有适用于车、钻、镗、铣、磨、冲压、电火花切割等加工类型，应有针对性的进行选择。（2）性能的选择不同的数控装置，其性能高低差别很大，入控制轴数有单轴，2轴，3轴，4轴，5轴，甚至10多轴，20多轴；联动轴数有2轴或3轴以上，最高进给速度有10m/min,15m/min,24m/min,240m/min；分辨率有0.01mm,0.001mm,0.0001mm。这些指标不同，价格亦不同，应根据机床实际需要，如一般车削加工选用2轴或4轴（双刀架）控制，平面零件加工选用3轴以上联动。不要追求最新最高水平，应合理选择。（3）功能的选择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，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，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。选择功能中的可编程序控制器有内装和独立型两种。最好选用内装型，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。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。（4）价格的徐泽不同国家、不同的数控装置制造厂家，生产的不同规格产品，价格上有很大差异，应在满足控制类型、性能、功能选择的基础上，综合分析性能价格比，选择性能价格比高的数控装置，以便降低成本。（5）技术服务的选择在选择符合技术要求的数控装置时，还要考虑到生产厂家的信誉，产品使用说明等文件资料是否齐全，能不能给用户培训编程、操作和维修人员。有无专门的技术服务部门，长期提供零备件和及时的维修服务，以利发挥技术经济效益。2、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）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。3、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最大输出功率；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）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）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。4、检测元件的选择（1）根据数控系统位置控制方案，对机床直线位移采用直接或间接测量，而选用直线型或旋转型检测元件。目前数控机床广泛采用半闭环控制，选用旋转型角度测量元件（旋转变压器、脉冲编码器）。（2）根据数控机床要求检测精度还是速度，选用位置或转速检测元件（测试发电机、脉冲编码器）。一般来说，大型机床以满足速度要求为主，高精度、中小型机床以满足精度为主。选择检测元件其分辨率一般要比加工精度高一个数量级。（3）目前数控机床最常用的检测元件是光电脉冲编码器，它根据数控机床的滚珠丝杠螺距、数控系统的最小移动但闻、指令倍率和检测倍率等来选用相应规格的脉冲编码器。（4）选择检测元件时，要考虑到数控装置有相应的接口电路。

数控机床是一种先进的加工设备，它以高精度、高可靠性、高效率、可加工复杂曲面工件等特点得到广泛应用。但若选型不当，则不能发挥其应有的效益，且使资金大量积压，从而产生风险。广义的选型主要包括机型选择、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最大，机床精度和主要特征规格选择次之，故要减少选型风险，可从以下几方面着手。一、机型选择
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都可以加工轴类零件，但一台满足同样加工规格的车削中心价格要比数控车床贵几倍，如果没有进一步工艺要求，肯定选择数控车床风险较小。同样在经济型和普通型数控车床中要尽量选择经济型数控车床。在加工箱体、型腔、模具零件中，同规格的数控铣床和加工中心都能满足基本加工要求，但两种机床价格相差约一半（不包括气源、刀库等配套费用），所以模具加工中只有非常频繁地换刀具的工艺才选用加工中心，固定一把刀具长时间铣削的，选用数控铣床。目前很多加工中心都在作数控铣床使用。数控车床能加工的零件普通车床往往也能加工，但数控铣床能加工的零件普通铣床大多不能加工，故在既有轴类零件又有箱体、型腔类零件的综合机加工企业中应优先选择数控铣床。二、数控系统选择
在选购数控机床时，同一种机床本体可配置多种数控系统。在可供选择的系统中，性能高低差别很大，直接影响到设备价格构成。目前数控系统种类、规格极其繁多，进口系统主要有日本FANUC、德国SINUMERIK、日本MITSUBISHI、法国NUM、意大利FIDIA、西班牙FAGOR、美国A-B等。国产系统主要有广州系统、航天系统、华中系统、辽宁蓝天系统、南京大方系统、北方凯奇系统、清华系统、KND系统等，每家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。因此不能片面追求高水平、新系统。而应该以满足主机性能为主，对系统性能和价格等作一个综合分析，选用合适系统。同时应逐渐少选传统的封闭体系结构的数控系统或PC嵌入NC结构的数控系统，因为这类系统的功能扩展、改变和维修都必须借助于系统供应商。应尽可能选用NC嵌入PC结构或SOFT结构的开放式数控系统，这类系统的CNC软件全部装在计算机中，而硬件部分仅是计算机与伺服驱动和外部1/O之间的标准化通用接口，就像计算机上可以安装各种品牌的声卡、显卡和对应的驱动程序一样，用户可以在WINDOWSNT平台上，利用开放的CNC内核，开发所需的功能，构成各种类型的数控系统。另外数控系统中基本功能以外还有很多选择功能，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，额外再选择一些功能列入订货合同附件中，特别是实时传输的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都有20~30项，但其最有特征的项目是：单轴定位精度、单轴重复定位精度、两轴以上联动加工出来试件的圆度。定位精度和重复定位精度综合反映了该轴各运动部件的综合精度。单轴定位精度是指在该轴行程内任意一个点定位时的误差范围，它直接反映了机床的加工精度能力，而重复定位精度则反映了该轴在行程内任意定位点的定位稳定性，这是衡量该轴能否稳定可靠工作的基本指标。以上两个指标中，重复定位精度尤为重要。目前数控系统中软件都有丰富的误差补偿功能，能对进给传动链上各环节系统误差进行稳定的补偿。如丝杠的螺距误差和累计误差可以用螺距补偿功能补偿，进给传动链的反向死区可用反向间隙补偿来消除。但电控方面误差补偿功能不可能补偿随机误差（如传动链各环节的间隙、弹性变形和接触刚度等因素变化产生的误差），它们往往随着工作台的负载大小、移动距离长短、移动定位速度的快慢等反映出不同的运动量损失。在一些开环和半闭环进给伺服系统中，测量元件以后的机械驱动元件，受各种偶然因素影响，也有相当大的随机误差影响，例如滚珠丝杠热伸长引起的工作台实际定位位置漂移等。所以重复定位精度的合理选择可大大减少精度选择风险。铣削圆柱面精度或铣削空间螺旋槽（螺纹）精度是综合评价该机床有关数控轴（两轴或三轴）伺服跟随运动特性和数控系统插补功能的指标，评价指标采用测量加工出的圆柱面的圆度。在数控铣床试切件中还有铣斜方形四边加工，这也是判断两个可控轴在直线插补运动时精度的一种方法。对于数控铣床，两轴以上联动加工出来试件的圆度指标也不容忽略。定位精度要求较高的机床还必须注意它的进给伺服系统采用半闭环方式还是全闭环方式，注意使用检测元件的精度及稳定性。如机床采用半闭环伺服驱动方式，则精度稳定性要受到一些外界因素影响，如传动链中滚珠丝杠受工作温度变化造成丝杠伸长，对工作台实际定位位置造成漂移影响，使加工件的加工精度受到影响。四、数控机床主要特征规格选择
数控机床的主要特征规格应根据确定的典型工件族加工尺寸范围而选择。数控机床的最主要规格是几个数控轴的行程范围和主轴电机功率。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反映允许回转体的大小。一般情况下加工件的轮廓尺寸应在机床的加工空间范围之内，如典型工件是450mm×450mm×450mm的箱体，那么应选取工作台面尺寸为500mm×500mm的加工中心，选用工作台面比典型工件稍大一些是考虑到安装夹具所需的空间。机床工作台面尺寸和三个直线坐标行程都有一定比例关系，如上述工作台500mm×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，工作台面的大小基本上确定了加工空间的大小。个别情况下也可以有工件尺寸大于坐标行程，这时必须要求零件上的加工区域处在行程范围之内，而且要考虑机床工作台的允许承载能力，以及工件是否与机床换刀空间干涉、与机床防护罩等附件干涉等一系列问题。数控机床的主电机功率在同类规格机床上也可以有各种不同配置，一般情况下反映了该机床的切削刚性和主轴高速性能。轻型机床比标准型机床主轴电机功率就可能小1~2级。目前一般加工中心主轴转速在4000~8000r/min，高速型机床立式机床可达2万~7万r/min，卧式机床1万~2万r/min，其主轴电机功率也成倍加大。主轴电机功率反映了机床的切削效率，从另一个侧面也反映了切削刚性和机床整体刚度。在现代中小型数控机床中，主轴箱的机械变速已较少采用，往往都采用功率较大的直流或交流可调速电机直联主轴，甚至采用电主轴结构，这样的结构在低速切削中扭矩受到限制，即调速电机在低转速时输出功率下降，为了确保低速输出扭矩，必须采用大功率电机。所以同规格机床数控机床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，必须对机床的低速输出扭矩进行校核。

精度不光与系统有关系 跟机床也有很大关系 系统好的用得多的是fanuc

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西门子的系统最好 不过精度好坏主要看你的设备

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子长县15818318901： 立式加工中心的数控系统选择什么比较好? - ？
窄帖万舒： 您好,依速力专业为您解答:关于数控系统的话目前使用比较多的有以下几种:台湾:新代,宝元、日本三菱、西门子、法兰克、西班牙法格.立式加工中心的数控系统对于机床的整体稳定性起到一定的作用,如果需要加工的工件没有 较大的精度需求的话,可以用国产系统,或者台湾的新代,宝元,价格比较实惠.三菱,西门子等中高端的系统效果会比较好,顾客可以根据自己的使用习惯来选择.

子长县15818318901： 如何选择数控折弯机数控系统 - ？
窄帖万舒： 1、折弯机的结构是属于非常成熟的,已知了各类参数,就可以根据公式计算出各板料的厚度、加工尺寸,吨位等等,而唯一有实质差距的是各类配置,以及设计的区别. 2、根据1,可以得出,如果两个机器的参数完全一致,假设机器尺寸等都...

子长县15818318901： 数控机床及数控系统应怎样选择? ？
窄帖万舒： 数控加工仿真系统都可以进行多种数控机床及数控系统的选 择.如南京斯沃数控加工仿真系统就有八大类,28个系统,64个控 制面板供选择.各种数控加工仿真系统的控制面板都与实际加工中使用的控 制面板相同.这样可以使仿真加工操作和实际机床操作相一致进 而保证了实践操作效果.

子长县15818318901： 数控镗床用什么数控系统好 - ？
窄帖万舒： 深圳市宏运科技有限公司 通快数控系统 很好 我的雕铣机 、雕刻机 都用通快数控系统 推荐通快数控系统 支持 3---8轴的 比较高端 价格不贵 用比较方便 不妨试试

子长县15818318901： 选择什么样的数控系统好 - ？
窄帖万舒： 根据自己需要呀,好一点的就是进口西门子 FANUC 三菱 国产性价比高

子长县15818318901： 如何进行数控系统的选择分析 - ？
窄帖万舒： 最先考虑的是功能,功能不满足的话,有些产品就无法加工.比如:宏程序功能、联动轴数、复合指令…… 再考虑性能:最大加工尺寸、精度、稳定性、寿命、可维修性等.其它:是否易用,现有的员工是否容易胜任,数控系统对环境的要求…… 最后考虑价格:能达到要求的情况下,选最便宜的.

子长县15818318901： 哪种数控系统比较好用? - ？
窄帖万舒： 广数做两轴还可以,三轴以上就差了,所以普通只要简单车床在用.不得不说国产系统还是差些火候.

子长县15818318901： 怎样选择数控车床? - ？
窄帖万舒： 选择数控车床的一般方法:1. 首先根据功能、用途确定数控机床的规格 .2.根据规格、功能确定系统.3.根据功能、规格、系统,再进行价格对比,最好货比三家,确定数控车床的品牌、型号.当然还有其它应考虑的因素,但最主要的是以上三个因素.

子长县15818318901： 现在国内数控机床都采用什么系统 - ？
窄帖万舒： 不管是国内还是国外,机床生产厂家几乎都是按照客户的要求来安装操作系统····德国的DMG机床给我公司生产的80H卧式加工中心就是按照公司要求使用的力士乐MTX系统和西门子系统 我们也要求大连机床厂用我们公司自己的系统(力士乐mtx) 机床生产厂家只负责制造机床 操作系统主要看客户的需求 目前国内主流的系统还是发那科和西门子,别的系统应用的不多每个字都是自己打的

子长县15818318901： 数控机床一般用什么样的操作系统? - ？
窄帖万舒： windows ce 串口 com1 接触不多,不尽相同.