数控一代关键技术之数控系统

　　数控系统的配置和功能选择系统是数控机床的重要组成部分，配置什么样的数控系统及选择哪些数控功能，往往仅认为都是机床生产厂家所关注的问题。但是，作为最终使用机床的制造企业来说，由于加工精度及企业信息化实施的需要，数控系统会直接的影响，所以更应注重对数控系统的选择。

　　目前数控系统基本功能基本上大同小异。除基本功能以外，数控系统还为用户提供多种可选功能，各知名品牌的数控系统的基本功能差别不大，所以，合理地选择适合机床的可选功能，放弃可有可无或不实用的可选功能，对提高数控机床的利用率、实施信息化系统的便利大有好处。。

　　数控系统的可选功能一般包括：动画/轨迹显示功能、软盘驱动器、DNC通信功能、简化编程的功能、固定循环、座标计算功能、子程序功能、用户宏程序、刚性攻丝功能、刀具寿命管理功能、自动刀具半径/长度和工件测量等功能。

　　1.动画/轨迹显示功能

　　该功能用于模拟零件加工过程，显示真实刀具在毛坯上的切削路径，可以选择直角座标系中的两个不同平面的同时显示，也可选择不同视角的三维立体显示。可以在加工的同时作实时的显示，也可在机械锁定的方式下作加工过程的快速描绘。这是一种检验零件加工程序、提高编程效率和实时监视的有效工具。

　　2.软盘驱动器 及USB功能

　　通过这种数据传送工具可以将系统中已经调试完毕的加工程序存入软盘後存档，也可以通过它将在其它计算机生成的加工程序存入NC系统，从而减少加工程序的输入占机时间，更可以用它作各种机床数据的备份或存储，给程编和操作人员带来很大方便。 但是目前由于软盘在PC上以极少使用，因此数据传送工具以由软盘逐渐被USB接口、SD卡等存储设备取代。

　　3.DNC通信功能

　　众所周知，由非圆曲线或曲面组成的零件加工程序的编制十分困难，通常的办法是借助于通用计算机，将它们细分为微小的三维直线段后再编写加工程序，所以程序容量极大。在模具加工中，这种长达几百K字节（4K字节约等于10米纸带长度）的加工程序经常遇到，而一般数控系统提供的基本程序存储容量为64-128K字节，这给模具加工带来很大困难。

　　DNC通信功能具有两种工作方式，其一是在个人计算机和数控系统的加工程序存储区之间进行双向的程序传送，其二是将个人计算机的加工程序一段一段地传送到数控系统的缓冲运行存储器，边加工边传送，直到加工结束。这就彻底解决了大容量程序零件的加工问题。虽然选用这项功能需要增加一定的费用，但它的作用不可取代。

　　4.简化编程的功能

　　为了提高编程的效率，缩短加工程序的长度，发挥程序存储器的潜力，数控系统提供了一些简化程序编制的方法。

　　5.固定循环

　　将常用的加工工序（例如钻孔、镗孔、攻丝及腔体和周边加工等）编写成参数式的固定循环程序，编程时由用户填入相应的数据（如基面、孔深、每次切入量以及主轴转速和进给速度等）就可完成预定的加工工序，并可多次重复使用。

　　6.座标计算功能

　　利用数控系统的实时计算能力，将以各种规则分布的孔加工工序（例如斜线、圆周和网格等）编写成参数式的固定循环程序，编程时由用户填入相应的数据（如角度、半径、孔数、行数和列数等）就可完成预定的加工工序。

　　7.子程序功能

　　用户可以将零件中多处用到的同一加工工序编成子程序，在相应的部位调用，从而缩短加工程序的长度。

　　8.用户宏程序

　　用户可以利用系统提供的各种算术、逻辑和函数运算符以及各种分支语句，来组成描述加工零件形状的数学表达式，在程序执行过程中，数控系统边运算，边输出结果，用很短的程序就可以实现特种曲线和曲面的加工。

　　9.刚性攻丝功能

　　刚性攻丝功能必须采用伺服电机来驱动主轴，不仅要求在主轴上增加位置传感器，而且对主轴传动机构的间隙和惯量都有严格的要求，所以不能忽略这个功能的成本。对用户来说，如果没有特殊的要求（例如高速高精度、特种材料或大直径孔加工等），可以采用弹性伸缩卡头，在一般主轴上进行柔性攻丝来满足加工要求，就不必选用刚性攻丝功能。

　　10.刀具寿命管理功能

　　在加工中心上是否要选用刀具寿命管理功能，必须考虑加工零件的批量、刀具和毛坯质量的一致性以及刀库的容量等因素，否则，不仅会造成许多人为的错误，影响生产的正常进行，而且备用刀具占用的刀位也将大大减少刀库的有效容量，使一些复杂零件因刀位不足而无法加工。

　　11.自动刀具半径/长度和工件测量功能

　　加工程序中的刀具运动轨迹通常按刀具中心和刀尖编写，所以在程序执行前必须输入相应的刀具半径和长度，这对加工中心尤其重要。

　　刀具半径和长度可以用普通的量具手工测量，也可用专门的刀具测量仪测量。操作者可以通过每把刀的刀尖在Z轴方向相对于机床上同一“对刀面”的位置差来作为长度偏移值进行补偿，采用数控系统本身提供的“半自动刀具长度测量”功能，输入相对于“标准刀具”的长度补偿值。

结语

　　数控系统的配置和功能选择系统是数控机床的重要组成部分，选择适合自己的数控系统有利于提高企业的生产效率，若能把握好选型中的要点，对于企业在进行功能取舍时是大有好处的。 




【拓展阅读】
《数控一代之关键技术数控系统》专题：http://www.ecnc.org.cn/report/datasystem/datasystem.html