数控加工与数控系统 - 文章

数控加工与数控系统

作者：北京发那科机电有限公司

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1. 数控加工有何好处？

数控是先进制造技术的基础技术。数控加工在现代化生产中显示出很大的优越性。

对于现代制造业，数控机床非常适合那些形状复杂、精密和批量小的零件。而一般的普通机床根本无法满足这个要求。就连仿形机床和组合机床也解决不了高精度与小批量这个矛盾。因此数控加工非常适合航空、航天、电力、交通和电子等制造业的零件加工技术。

零件加工面临的一个主要问题是产品的高精度、多样性和批量小的矛盾。这就要求从机床到数控都需要柔性。CNC数控系统由于采用软件控制，具有了很大的柔性。

现代的数控机床其突出的优点是可以进行高精度加工和多样化加工，完全可以取代其他的加工方法。由于数控机床是按照预定的程序自动加工，加工过程不需要人工干预，加工精度还可以通过软件进行校正及补偿，因此可以提高零件的加工精度，稳定产品的质量。特别对于多品种、少批量的零件更是如此。

另外采用数控机床可以提高生产率，一般可以提高生产效率2～3倍，对于某些复杂零件的加工精度，生产率可提高10几倍，甚至更高。一些数控机床，具有多工序、自动换刀装置，因此可以实现一机多用，不但提高了生产效率，也能节省厂房面积。

现在在我国市场使用较多的FANUC 0系列数控系统就是一种高精度、全功能的数控系统。它具有较好的柔性，非常适合机械零件的加工。

2. 衡量数控系统优、劣的主要指标是什么？

可靠性这些指标中最重要的是可靠性。可靠性的指标一般采用平均无故障时间(MTBF 单位为小时)。有的公司采用故障率(Failure rate 单位为次/月·台)。数控机床的无故障时间一般为500h，这就要求数控系统的无故障时间大于它。现在国内数控系统的无故障时间可以达到5,000～10,000 h，甚至更高，国外为10,000h以上。FANUC公司的FS-O系统的故障率为0.008次/月·台。相当于无故障时间为90,000h。

功能首先要看数控系统的指令值范围是否满足机床的需要。这些指令值范围包括：最小输入增量、最小指令增量、最大编程尺寸、最大快移速度、进给率范围等。数控机床的分辨率与快速运动的速度以及加工速度范围的指标表示机床的基本要求，也是数控系统的基本指标。这些指标与数控系统的档次有关。分辨率表示系统的插补能力，而考虑整个指令范围时，它还和伺服装置的指标有关。

功能主要是否能满足机床的要求。一般数控系统具有两种功能，基本功能和选择功能。前者是数控系统具有的功能，后者是用户选择时才提供的功能，每增加一个选项就要增加一定的价格。因此，为了提高数控机床的经济性，对数控系统的功能一定要根据需要，仔细选择。数控系统的功能与数控系统的类别有关，例如，数控车床与数控铣床的功能就不一样，因此，对于不同类别的机床要选择不同的系统功能。选择功能时一定要根据数控机床的用途而定，不同档次的系统功能也不同。片面地认为功能越多越好的想法是不对的。在我国的加工车间，一般的数控机床用途比较专业化。因此，不必要选具有很多功能的系统，那样将会增加购买的价格。
经济性。

3. 什么是数控系统的基本程序？

一般的数控系统都具有3种基本的插补功能，即定位(G00)、直线插补(G01)、圆弧插补(G02，G03)。把这3种插补的程序称为基本程序(请见“数控系统的功能”)。

4. 请对 G00、 GO1、 G02、 G03三种播补功能的程序举出实例说明。

例(1)定位插补：其程序为G00 X25.0 Y 10.0；它的路径如图1。

图1 G00示例

例(2)直线插补：其程序为(G91)G01 X200.0 Y100.0 F200.0；它的路径如图 2。

图2 G01示例

例(3)圆弧插补：其程序为(①的圆弧＜180°) G02 X60.0 Y20.0 R50.0 F300.0；它的路径如图3。
例(4)圆弧插补：其程序为(②的圆弧＞180°) G02 X60.0 Y20.0 R-50.0 F300.0；它的路径如图3。

图3 G02示例

5. 什么是“机床零点”？

由机床制造商规定的机械原点。

6. 什么是“参考点”？

所谓“参考点”是沿着坐标轴的一个固定点，它可以以机床坐标原点为参考基准。

7. 什么是“返回参考点”?

定位到参考点的过程称为返回参考点。由手动操作返回参考点的过程称为“手动退回参考点”。而根据规定的G代码自动返回零点的过程称为“自动返回参考点”。

图4为一般手动返回参考点的过程。在坐标轴的参考点附近设定一个减速点。

图4 手动退回参考点

自动返回参考点由G28指令，在G28的程序段中，存入了指令轴的中间点坐标值。G28程序段的指令操作如下：①把指令的轴移向中间点定位(A点向B点)。②从中间点向参考点定位(B点向R点)。③如果不是机床锁住状态，返回参考点灯亮。在向参考点和中间点定位时，各轴用快速度移动。该指令一般用以自动换刀(ATC)。因此，执行该指令时需要取消刀具半径补偿和刀具长度补偿。

返回参考点是制订数控机床与数控系统联接的参考基准。因此是非常重要的。

8. G29 指令的意义是什么？

图5 自动退回参考点的过程

G29是从参考点自动返回的指令。它表明指定的轴经过中间点向指定的位置定位的过程。通常在G28或G30(返回第2参考点)之后使用。G29操作如图5中的(4)和(5)；(4)被指定的轴，向G28或G30定义的中间点定位(R点向B点)；(5)从中间点向被指定的点定位(B点向C点)；以快速的速度向中间、指定的点移动。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (12/3/2004)


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