数控体系的装备和功用挑选体系是数控机床的首要构成有些，装备什麽样的数控体系及挑选哪些数控功用，都是机床出产厂家和终究用户所注重的疑问。

数控体系的装备 伺服操控单元的挑选 数控体系的方位操控办法
开环操控体系：选用步进电机作为驱动部件，没有方位和速度反响器材，所以操控简略，报价低廉，但它们的负载才华小，方位操控精度较差，进给速度较低，首要用于经济型数控设备；

半闭环和闭环方位操控体系：选用直流或沟通伺服电机作为驱动部件，能够选用内装於电机内的脉冲编码器，旋改动压器作为方位/速度检查器材来构成半闭环方位操控体系，也能够选用直接设备在作业臺的光栅或感应同步器作为方位检查器材，来构成高精度的全闭环方位操控体系。

因为螺距差错的存在，使得从半闭环体系方位检查器反响的丝杠旋转视点改动量，还不能精确地反映进给轴的直线运动方位。可是，经过数控体系对螺距差错的抵偿後，它们也能到达恰当高的方位操控精度。与全闭环体系比照，它们的报价较低，设备在电机内部的方位反响器材的密封性好，作业愈加安稳牢靠，简直无需修补，所以广泛地运用于各品种型的数控机床。

直流伺服电机的操控比照简略，报价也较低，其首要缺陷是电机内部具有机械换向设备，碳刷简略磨损，修补作业量大。作业时易起火花，使电机的转速和功率的行进较为艰难。

沟通伺服电机是无刷结构，简直不需修补，体积相对较小，有利于转速和功率的行进，如今已在很大範围内替代了直流伺服电机。

伺服操控单元的品种

别离型伺服操控单元，其特征是数控体系和伺服操控单元相对独立，也便是说，它们能够与多种数控体系配用，NC体系给出的指令是与轴运动速度有关的DC电压（例如0-10V），而从机床回来的是与NC体系匹配的轴运动方位检查信号（例如编码器感应同步器等输出信号）。伺服数据的设定和调整都在伺服操控单元侧进行（用电位器调理或经过数字办法输入）。

串行数据传输型伺服操控单元，其特征是NC体系与伺服操控单元之间的数据传送是双向。与轴运动有关的指令数据、伺服数据和报警信号是经过相应的时钟信号线、选通讯号号、发送数据线、接纳数据线、报警信号线传送。从方位编码器回来NC设备的有运动轴的实习方位和情况等信息。

网络数据传输型伺服操控单元，其特征是轴操控单元密布设备在一同，由一个共用的DC电源单元供电。NC设备经过FCP板上的网络数据处理模块的衔接点SR、ST与各个轴操控单元（子站）的网络数据处理模块的SR、ST点串联，构成伺服操控环。各个轴的方位编码器与轴操控单元之间是经过二根高速通讯线衔接，反响的信息有运动轴方位和有关的情况信息。
串行数据传输型和网络数据传输型伺服操控单元的伺服参数在NC设备顶用数字设定，开机初始化服装入伺服操控单元，批改和调整都非常便利。

网络数据传输型伺服操控单元（例如大隈OSP-U10/U100体系）在相应的操控软件协作下，具有实时的调整才华，例如在Hi-G型定位加减速功用中，能够依据电机的速度和扭矩特性求出相应的函数，再以其函数操控高速定位时的加减速度，然后按捺高速定位时或许致使的振荡。定位速度的行进能够缩短非切削时刻，行进加工功率。又如在Hi-Cut型进给速度操控功用中，体系能够在读入零件加工程序後，主动辨认数控指令恳求加工的零件形状（圆弧、棱边等），主动调理加工速度，使之最好化，进而完毕高速高精度加工。

选用高速微处理器和专用数字信号处理机（DSP）的全数字化沟通伺服体系呈现後，硬件伺服操控变为软件伺服操控，一些现代操控理论的抢先算法得到完毕，进而大大地行进了伺服体系的操控功用。

伺服操控单元是数控体系中与机械直接有有关的部件，它们的功用与机床的切削速度和方位精度联络很大，其报价也占数控体系的很大有些。相对来说，伺服部件的缺陷率也较高，约占电气缺陷的70%以上，所以选配伺服操控单元非常首要。

伺服缺陷除了与伺服操控单元的牢靠性有关外，还与机床的运用环境、机械情况和切削条件挨近有关。例如环境温度过高，易致使器材过热而损坏；防护不严或许致使电机进水，构成短路；导轨和丝杠光滑欠好或切削负荷过重会致使电机过流。机械传动组织卡死更会致使功率器材的损坏，尽管伺服操控单元自身有必定的过载维护才华，可是缺陷情况严峻或许屡次发作时，依然会使器材损坏。有些数控体系具有主轴和进给轴的实时负载闪现功用（例如大隈OSP体系的“其时方位”页面上不只能够闪现轴运动的实时方位数据，并且还一同闪现各轴的实时负载百分比，用户能够运用这些信息，选用办法来避免事端的发作。

进给伺服电机的挑选

输出扭矩是进给电机负载才华的政策。从图2可见，在接连操作情况下，输出扭矩是随转速的添加而削减的，电机的功用愈好，这种削减值就愈小。为进给轴装备电机时应满意最高切削速度时的输出扭矩。尽管在活络进给时不作切削，负载较小 ，但也应思考最高活络进给速度下的起动扭矩 。高速时的输出扭矩下降过多也会影响进给轴的操控特性。

主轴伺服电机的挑选

输出功率是主轴电机负载才华的政策。从图3可见主轴电机的额外功率是指在恒功率区（速度N1到N2）内作业时的输出功率，低于底子速度N1时达不到额外功率，速度愈低，输出功率就愈小。为了满意主轴低速时的功率恳求，通常选用齿轮箱变速，使主轴低速时的电机速度也在底子速度N1以上，此刻，机械结构较为杂乱，本钱也会相应添加。在主轴与伺服电机直接衔接的数控机床中，有两种办法来满意主轴低速时的功率恳求，其一是挑选底子速度较低或额外功率高一档的主轴电机，其二是选用特种的绕组切换式主轴伺服电机（例如日本大隈的YMF型主轴电机），这种电机的三相绕组在低速作业时接成星形，而在高速作业时接成三角形，然后行进了主轴电机的低速功率特性，下降主轴机械部件的本钱。

这儿要格外指出的是，尽管高速加工是行进数控机床出产功率的有用处径，但高速、高精度切削会给伺服驱动和核算机部件带来更高的恳求，必定添加数控体系的本钱，而高速加工的另一个首要运用领域是轻金属和薄壁零件的加工，所以，应当按机床的实习需求挑选主轴和进给电机的速度。

方位检查器材的挑选
机械原点是数控机床悉数座标系的基准点，机械原点的安稳性是数控机床极为首要的技能政策，也是安稳加工精度的底子确保，机械原点的树立办法有两种：

在选用相对方位编码器、感应同步器或光栅作为方位反响器材的数控机床中，数控体系将各进给轴的回零减速开关（或符号）之後由方位反响器材发作的榜首个零点符号信号作为基准点。这类机床在每次断电或紧迫停机後都有必要从头作各进给轴的回零操作，不然，实习方位或许发作偏移，回零减速开关与其撞块的相对方位调整不当，也会致使机械原点方位的不安稳，这些都是应当注重的；

在选用必定方位编码器作为方位反响器材的数控机床中，必定方位编码器能够主动回想各进给轴全行程内的每一点方位，不需回零开关，每次断电或紧迫停机後，都不必从头作基准点的设定操作。基准点方位设定後耐久不变，并由专供必定方位编码器运用的存储器回想，格外适用于鼠牙盘定位的旋转作业臺零点方位的设定，不只安稳性好，并且给操作和调整带来极粪便利。

机械计划计划的挑选

机床是由机械和电气两有些构成，在计划全体计划时应从机电两方面来思考机床各种功用的施行计划，数控机床的机械恳求和数控体系的功用都很杂乱，所以更应机电沟通，取长补短。下面举例阐明。

例一主轴转速的调理有选用伺服电机或变频电机完毕主动无级调速和用通常三相异步电机驱动、机械齿轮分级变速、进行人工换档两类办法。

加工基地机床运用多种刀具进行接连的纷歧样品种（铣、钻、镗和攻丝等）的切削加工，所以主轴的转速是常常改动的，并且有必要由加工程序的S指令主动完毕，主动换刀时还有必要进行主轴定向，所以有必要选用带有定向功用的主动无级调速办法。

关于主轴转速恳求不高的通常数控铣床来说，刀具的替换都是用手动办法进行，并且在加工进程中，同一把刀具挑选纷歧样转速的时机并不多见，在手动换刀的一同进行手动变速对出产功率的影响并不大，所以常常选用机械齿轮分级变速、人工换档的操控办法。与选用伺服电机进行无级调速的计划比照，能够显着地下降出产本钱，节约动力，修补也简略，是很有用的挑选。

例二运用卧式加工基地对零件进行多面加工时，通常需求替换夹具并屡次装卡，有必要占用可贵的机床作业时刻，选用有双工位主动托板沟通（APC）设备的卧式加工基地，能够大大地节约零件装卡的占机时刻，然后行进机床的出产功率，并且该功用的操控是由plc操控程序来完毕，除了多用几个输入/输出操控点外，数控体系的本钱添加不多，是个功用/报价比很高的挑选。

例三加工基地机床的换刀时刻对出产功率有很大影响，而换刀速度与机械结构有很大的联络。例如，由油缸操控的机械手换刀时刻通常在10秒以上，在2~3秒内能完毕换刀动作的机械手通常选用伺服电机驱动，配有凸轮和表里油缸松刀组织。与组织不恰当的换刀速度，或许使缺陷率添加。挑选合理的切削途径、选用高质量的刀具、切削条件的最好化也是行进出产功率的首要手法，应概括思考。

数控功用的挑选

除底子功用以外，数控体系还为用户供应多种可选功用，各知名品牌的数控体系的底子功用纷歧样不大，所以，合理地挑选适宜机床的可选功用，抛弃可有可无或不有用的可选功用，对行进商品的功用/报价比大有利益，下面罗列几个比方供参看。

动画/轨道闪现功用

该功用用于仿照零件加工进程，闪实习在刀具在毛坯上的切削途径，能够挑选直角座标系中的两个纷歧样平面的一同闪现，也可挑选纷歧样视角的三维立体闪现。能够在加工的一同作实时的闪现，也可在机械断定的办法下作加工进程的活络描写。这是一种查验零件加工程序、行进编程功率和实时监督的有用东西。

软盘驱动器

经过这种数据传送东西能够将体系中现已调试完毕的加工程序存入软盘後存档，也能够经过它将在其它核算机生成的加工程序存入NC体系，然后削减加工程序的输入占机时刻，更能够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粪便利。

DNC-B通讯功用

尽人皆知，由非圆曲线或曲面构成的零件加工程序的编制非常艰难，通常的办法是凭仗于通用核算机，将它们细分为细微的三维直线段後再编写加工程序，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）的加工程序常常遇到，而通常数控体系供应的底子程序存储容量为64128K字节，这给模具加工带来很大艰难。

DNC-B通讯功用具有两种作业办法，其一是在自个核算机和数控体系的加工程序存储区之间进行双向的程序传送，其二是将自个核算机的加工程序一段一段地传送到数控体系的缓冲作业存储器，边加工边传送，直到加工完毕。这就彻底处理了大容量程序零件的加工疑问。尽管选用这项功用需求添加必定的费用，但它确实是功用/报价比很高的选项。

当然，挑选拓展内存容量也是处理曲面模具加工的有用办法，例如大隈OSP体系的最大作业缓冲存储器容量为512K字节。程序存储器容量能够拓展到4096K字节，这么就能够满意极大有些模具加工的需求，与选用DNC-B办法比照，它的利益是省去了自个核算机这个环节，使作业愈加牢靠，操作也比照便利。

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