数控系统选择要求
浅述机床数控系统的选配
能 ，因 此伺 服单 元 能 较 大 的 提 高 加 工 效 率 及 加 工 精 度 ，但 伺 服驱 动单 元 的 价 格 也 较 高 。随 着 伺 服 控 制 技 术 的 逐 步 提 高 ， 目前 伺 服 驱 动 单 元 正 逐 步 成 为 驱 动 单 元 的 主 力 军 ，伺 服 驱 动 单 元 的 价格 也 在 逐 步减 低 。 伺 服 驱 动 器 有 两 种 。 一种 采 用 脉 冲控 制 方 式 ，此 种 驱 动 器 与 电机 闭环 ，但 不 反 馈 到 数 控 系 统 ， 这种 驱 动 器 在 某 种 程 度上 可 称 为 开 环 控 制 的 伺 服 控 制 ；另 一 种 采 用 电压 控 制 方 式 ，通 过 电 压 的 高 低 进 行 电机 的转 速 控 制 ， 电机 的 反 馈 信 号通 过 驱 动 器 反 馈 到 数 控 系 统 进行 位 置控 制 口。 选 择 驱 动 单 元 时 ，也 要 考 虑 驱 动 单 元 价 格 在 整 台数 控 机 床 中的 比例 。价 格 较 低 的整 台 数 控 机 床 一 般 选 择 步 进 驱 动 单 元 ，而 价 格 较 高 的机 床 选择 伺 服 驱 动 单 元 。但 选 择 驱 动 单 元 的 同 时 ，也 要 考 虑 驱 动 单 元 与 数 控 系 统 的 匹 配 问 题 ，选 择 闭 环 控 制 系 统 时 必 须 选 择 闭环 的 伺 服 驱 动 单 元 。 交流 伺 服 系 统 在 许 多 性 能 方 面 都 优 于 步 进 电 机 。但 在 一 些 要 求 不 高 的 场 合 也 经 常 用 步 进 电 机 作 为 执 行 电 动 机 。 所 以 ，在 控 制 系 统 的设 计 过 程 中要 综 合 考 虑 控 制 要 求 、成 本
适 的 驱 动 单元 以 下 从 数 控 系统 及 驱 功 单 元 两
数控机床对伺服系统的要求
数控机床对伺服系统的要求(1) 精度高伺服系统的精度：输出量能复现输入量的精确程度。
伺服系统的位移精度:指令脉冲要求机床工作台进给的位移量和该指令脉冲经伺服系统转化为工作台实际位移量之间的符合程度。
两者误差愈小，位移精度愈高。
(2) 快速响应特性好快速响应是伺服系统动态品质的重要指标，它反映了系统跟踪精度。
机床进给伺服系统实际上就是一种高精度的位置随动系统，加工时为保证所要求的轮廓外形精度和的表面粗糙度，要求伺服系统跟踪指令信号的响应要快，跟随误差小。
(3) 调速范围要大调速范围：生产机械要求电机能供应的最高转速和最低转速之比。
在数控机床中，由于所用刀具、加工材料及零件加工要求的不同，为保证在各种状况下都能得到最佳切削条件，就要求伺服系统具有足够宽的调速范围。
既能满意高速加工要求，又能满意低速进给要求。
在低速切削时，还要求伺服系统能输出较大的转矩。
(4) 系统牢靠性要好系统的牢靠性常用发生故障时间间隔的长短的平均值作为依据，即平均无故障时间，这个时间越长牢靠性越好。
对主轴伺服系统，除上述要求外，还应满意如下要求：（1）主轴与进给驱动的同步掌握为使数控机床具有螺纹和螺旋槽加工的力量，要求主轴驱动与进给驱动实现同步掌握。
（2）准停掌握在加工中心上，为了实现自动换刀，要求主轴能进行高精确位置的停止。
（3）角度分度掌握角度分度掌握有两种类型：一是固定的等分角度掌握；二是连续的任意角度掌握。
任意角度掌握是带有角位移反馈的位置伺服系统，这种主轴坐标具有进给坐标的功能，称为“C”轴掌握。
“C”轴掌握可以用一般主轴掌握与“C”掌握切换的方法实现，也可以用大功率的进给伺服系统代替主轴系统。
数控机床选型指南
数控机床选型指南一、确定典型加工工件1、箱体类零件应选择卧式加工中心2、板类零件应选择立式加工中心3、轴类零件应选择车削加工中心二、选择数控机床规格1、机床工作台面积应大于典型零件尺寸以便于安装夹具2、机床行程应大于典型零件加工范围以便于出刀3、机床工作台承重能力应大于零件和夹具的重量4、主电机功率：主电机功率越大，其每分钟可切除的金属余量就越多，表明机床切削能力越强，刚性也越高。
三、选择机床的精度1、应统一使用ISO标准衡量机床的定位和重复定位精度值2、机床的重复定位精度反映了该控制轴在行程内任意定位点的定位稳定性，这是衡量该控制轴能否稳定可靠的基本指标3、零件在单轴上移动加工两孔的孔距精度约为机床单轴定位精度的2倍左右，双轴移动则为机床单轴定位精度的3倍左右四、数控系统的选择1、铣削应选择铣床系统，车削应选择车削系统，钻削应选择钻削系统2、进口系统性能稳定价格高，国产系统可靠性差价格低3、系统基本功能都已固化，都必须选择，特殊选项价格特别贵，可根据实际需要适当选择，如FANUC 0I MC 铣床系统中图形显示功能、自动编程软件、刀具测量系统、工件测量系统、以太网接口及通讯功能可增加成本二十多万元五、估算工时和节拍1、选择机床时必须做可行性分析：一年内该机床能加工出多少典型零件2、根据典型零件确定数控机床加工工序的内容，根据准备给机床配置的刀具种类和数量来确定切削用量，并计算每道工序的切削时间及相应的辅助时间，一般换刀时间按10秒计算六、刀库的选择及刀柄的配置1、刀库容量越大，价格越贵，故障率也越高，加工中心50%以上的故障都与刀库有关2、在立加上选用20把刀左右刀具容量的刀库、在卧加上选用40把刀左右刀具容量的刀库基本上能满足要求3、根据典型零件要加工的工序内容确定刀柄的种类和数量，用户不太熟悉时可由机床厂家或刀具供应商协助分析加工工艺作出选配刀具刀柄方案4、选用复合式的刀具预调仪：为了提高数控机床的开动率，加工前刀具的准备工作尽量不要占用机床工时。
广数数控系统对比选择
广数数控系统对比选择目前，数控系统种类繁多，按数控系统的性能价格比分为:经济型数控系统、标准型数控系统、全功能型数控系统和特殊型数控系统四大类产品。
经济型数控系统也称简易数控系统。
其特点是价格便宜、精度适中、功能简化、针对性强，比较适用于老设备技朮改造和产品更新。
标准型数控系统的特点是功能较全，价格适中，适用于中档的数控机床，应用较广。
多功能型数控系统的特点是功能齐全，价格较贵。
适用于加工复杂零件的大中型机床以及FMS、CIMS中使用的数控机床。
特殊型数控系统适用于各类特种加工机床，如:电加工机床，超精加工机床等。
依据经济实用原则。
对中小型车床的改造广泛采用步进电机驱动的开环控制系统。
用经济型数控系统改造后车床的控制原理。
改造后车床可以自动车削圆柱面、圆锥面、端面、球面、螺纹等。
目前，国内生产的经济型数控系统有多种类型。
经济型数控系统主要包括数控装置、坐标轴驱动(或伺服)系统、主轴驱动系统、刀架及辅助功能的强电控制与驱动系统、接口等。
经济型数控装置有步进电机驱动的开环数控装置、直流电机驱动的半闭环数控装置和点位式经济型数控装置三种。
对于数控车床改造一般选用步电机驱动开环数控装置。
选择时主要考虑以下性能:CPU类型、用户容量、控制轴或联动轴数、设定单位、插补类型、编程尺寸及编程标准，G、M、S、T、F功能、刀具补偿功能、间隙补偿功能及循环功能、显示方式及显示信息的形式、绝对编程、增量编程、程序输入方式以及报警、诊断等。
根据需要选择相应的性能。
步进电机驱动单元的性能参数主要有:步进电机性能参数及安装尺寸，控制箱与电机的接线型式等。
系统的快速进给速度、空载起动频率，静态转矩，系统升频降频时间，起动矩频特性、起动惯频特性、运行矩频特性。
驱动电路的型式主要有:高低压驱动电路、斩波驱动电路、调频调压驱动电路、细分驱动电路、电流检测型功率放大电路等。
不同的电路型式、其工作性能不同，根据加工需要合理选择。
刀架控制与驱动系统主要考虑刀架型式(如四位或八位电动刀架，或转塔六位刀架等)，定位精度及重复定位精度，换刀时间、刀具选择时刀架的转向、夹紧力，刀杆尺寸及装夹刀具结构型式等性能参数。
数控机床对伺服系统的基本要求
数控机床对伺服系统的基本要求
1．精度高伺服系统的精度是指输出量能复现输入量的精确程度。
包括定位精度和轮廓加工精度。
2．稳定性好稳定是指系统在给定输入或外界干扰作用下，能在短暂的调整过程后，达到新的或者恢复到原来的平衡状态。
直接影响数控加工的精度和表面粗糙度。
3．快速响应快速响应是伺服系统动态品质的重要指标，它反映了系统的跟踪精度。
4．调速范围宽调速范围是指生产机械要求电机能供应的最高转速和最低转速之比，对于一般的数控机床而言，要求在辨别率为1μm 的状况下，进给伺服系统在0～24m / min进给速度范围内都能工作。
5．低速大转矩进给坐标的伺服掌握属于恒转矩掌握，在整个速度范围内都要保持这个转矩；主轴坐标的伺服掌握在低速时为恒转矩掌握，能供应较大转矩。
在高速时为恒功率掌握，具有足够大的输出功率。
对伺服电机的要求：
（1）调运范围宽且有良好的稳定性，低速时的速度平稳性；（2）电机应具有大的、较长时间的过载力量，以满意低速大转矩的要求；
（3）反应速度快，电机必需具有较小的转动惯量、较大的转矩、尽可能小的机电时间常数和很大的加速度(400rad / s2以上)；
（4）能承受频繁的起动、制动和正反转。
普通车床数控化改造设计
普通车床数控化改造设计
一、引言
二、设计方案
1.机床结构设计
机床结构设计是普通车床数控化改造的关键环节之一、首先需要对原有车床结构进行分析和评估，确定是否适合改造。
然后根据数控系统的要求进行设计改造，包括添加刀塔、伺服电机、控制系统等。
同时还要考虑加工精度、刚性和工作台移动等因素。
2.操作系统选择
操作系统是数控车床的核心，直接影响数控系统的性能和稳定性。
常见的操作系统有FANUC、SIEMENS、MITSUBISHI等，选择合适的操作系统需要考虑产品性能、技术支持和成本等因素。
3.传感器和执行器选型
传感器和执行器是实现数控车床动作控制的关键元件。
合理选择传感器和执行器可以提高系统的稳定性和精度。
常见的传感器有光栅尺、编码器等，执行器有伺服电机、步进电机等。
三、设备选型
设备选型是普通车床数控化改造的重要环节之一、根据设计方案选择合适的数控系统、传感器和执行器等设备。
1.数控系统选型
数控系统是普通车床数控化的核心设备之一、常见的数控系统有FANUC、SIEMENS、MITSUBISHI等，根据操作系统的选择确定数控系统的型号和配置。
2.传感器和执行器选型
根据设计方案确定合适的传感器和执行器。
传感器需要具有高精度、高稳定性的特点，执行器需要具有高速度、高精度、高扭矩的特点。
五、总结。
数控机床选型
由于数控机床具有加工复杂形面零件能力强、适应多种加工对象〔柔性强〕；加工质量、精度和加工效率高；适应CAD/CAM联网、适合制造加工信息集成管理；设备的利用率高、正常运行费用低，适应现代制造技术的开展等特点，因此，数控机床已经被越来越多地被应用于制造业。
特别是近期国家为实现产业结构调整，从传统的农业经济加快走向新型工业化的道路，就必须对制造业进展大规模技术改造，增强竞争能力。
而这个过程急需一大批熟练掌握先进技术、工艺和技能的应用性人才，引起国家对职业教育的高度重视，在国内以至国外都相继建立了一大批数控人才培训基地，因此，如何既经济又合理地选择到适合本单位的数控设备，是一个综合性技术问题，结合自己的实践和体会，本文从如下几个方面予以表达：一. 按加工零件种类选择根本机型：1. 对回转体类〔盘、套、轴、法兰〕工件，直径600mm以下，一般选用卧式数控车床。
2. 对回转体类〔盘、套、轴、法兰〕工件，直径600mm以上，一般选用立式数控车床。
3. 对复杂回转体类〔盘、套、轴、法兰〕工件，含定向型面加工，孔加工，一般选用卧式全功能数控车床或车削中心。
4. 对简单箱体类，异形类，型腔模具工件，如果加工余量大〔粗加工〕，而且以型面加工为主，一般选用数控铣床。
5. 对箱体类，异形类，型腔模具工件，如果加工余量小〔精加工〕，而且以单面孔系加工为主，工序集中的，一般选用立式加工中心。
6. 对箱体类，异形类，型腔模具工件，如果加工余量小〔精加工〕，而且以多面孔系加工为主，工序集中且复杂的，一般选用卧式加工中心。
7. 对一些要求多轴联动加工要求，如四轴、五轴联动加工，必须对相应配套的编程软件、测量手段等有全面考虑和安排。
二. 按生产效率选择根本配置：1. 产品的年生产纲领在1万件以下，且产品品种变化较多，一般选用手动装卡工件和刀具，如果加工线速度变化X围较大，应该选用上下分档或多档变速结合的变频主轴。
2. 产品的年生产纲领在1万件以上，且产品品种固定，一般选用自动装卡工件和刀具，如车床选用液压卡盘，电动卡盘，多工位刀架，动力刀架，加工中心选用直线导轨〔20～25m/min〕，高速大功率主轴(10000～20000 r/min)，专用自动夹具或可换夹具，大流量冲排屑装置等。
专用机床数控系统选型
开发 的机床 功能 结构 充分 了解 ，了然 如心 ，这 样 才
收稿 日期：２ ０ —４０ ０ ７０ —１
作 者 简 介 ：白 雪 宁 ，女 ，讲 师 。 主要 从 事 专 用 机 床 设 计 及 专 用 机 床 设 计 的 研 究 研 究 工 作 。
第 ２卷 ９
第 １期 ０
２ ０ —１ 【 ９ ０７ ０ ６】
信息 ，这样 ；设 计机 床 、设 计 电气 系统 、编 制加 工 程序 更加 灵活 自如 。 ④ 、界 面 开放 、系统 （ 档 ）具 有二次 开发 接 高
１１ 对专 用机 床功 能及 结构必 须 充分 了解 ．
在选择 专 用机床 数控 系统 前 ， 须对 所要 设 计 必
口。用 户可根 据机 床 要求 、直 接用 户要求 运用 ＶＢ、 ＶＣ或 系统 本身 提 供 的高 级语 言设 计 、开发 自己独
能做 到 有 的放矢 。机 床 功能及 结构 一般 包括 ：机 床 轴数 、轴 的定 义及 布局 ，插补 轴数 ，机 床 的特 有功
能 等。 目前 一 些单位 ，尤其 是国 营企业 专业 技术 人
员机 、电完全 分离 ，这 样 的话 ，机 、电技 术 员交 流 时会 存 在 某些 盲 区 ，这 样可 能 多 出一 些 冗余设 计 ， 造成 成本 增加 。
ｃ ｔｏ ｙ ｔ ｏｎ ｒ ｌ ｓ ｅｍ ｏ ｅ ｉ ｌ ｓ ｆ ｒＳｐ ｃ ａ ｃ ｉ ｅ＆ ｔ ｏ ｓ ｍａ ｈ ｎ ｏ ｌ