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1樓
數(shù)控機床的選用原則至今日，10年來我國數(shù)控機床品種又有了較大發(fā)展，產(chǎn)品性能、質(zhì)量和可靠性也有了較大提高。據(jù)不完全統(tǒng)計，到2004年我國國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)品品種已達 1500種，數(shù)控機床產(chǎn)量已突破5萬臺，在五軸聯(lián)動、復(fù)合加工、高速加工、超精加工和數(shù)字化設(shè)計等一批關(guān)鍵技術(shù)的掌握上也取得較大進展，一些高檔數(shù)控機床已進入交通、能源、航空航海、軍工等重點領(lǐng)域，有力地支援了國家建設(shè)項目，并形成了一批中檔數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化基地，使我國中檔（普及型）數(shù)控機床在產(chǎn)量中的比重由2000年的25%提高到2004年的43.5%為廣大用戶提供了更為廣闊的選擇余地。
對數(shù)控機床的選用原則，雖然本文寫于10年之前，但我們覺得在當前仍具有指導(dǎo)意義，特將原文轉(zhuǎn)載，供廣大讀者參閱。有關(guān)近年來投入市場的數(shù)控新產(chǎn)品，本刊也將陸續(xù)予以推介。
從世界上第一臺數(shù)控機床誕生以來，迄今已有40多年的歷史。如今，數(shù)控機床的品種幾乎覆蓋了所有的機床門類，在機械加工領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍越來越廣。
由于數(shù)控機床是運用數(shù)字控制技術(shù)控制的機床，它是隨著電子元器件、電子計算機、傳感技術(shù)、信息技術(shù)和自動控制技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來，是涉及到電子、機械、電氣、液壓、氣動、光學(xué)等多種學(xué)科的綜合技術(shù)產(chǎn)物，因此，數(shù)控機床的選擇、使用、操作和維修，遠比一般傳統(tǒng)機床要復(fù)雜得多。
同一般傳統(tǒng)機床相比，數(shù)控機床具有以下明顯特點：
⑴適合于復(fù)雜異形零件的加工。依靠數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)多坐標控制和多坐標聯(lián)動，形成復(fù)合運動，可以進行復(fù)雜型面的加工，例如平面凸輪、立體凸輪、樣板、模具型面、螺旋葉輪等。
⑵由于實現(xiàn)計算機控制，可以排除操作中的人為誤差，保持加工條件的重復(fù)。這樣按預(yù)先編制的數(shù)控程序，通過指令使機床實現(xiàn)加工，可以保證一致的加工質(zhì)量，尤其是加工尺寸的一致性好，重復(fù)精度高。
⑶由于通過計算機軟件可以實現(xiàn)精度補償和優(yōu)化控制，能夠獲得比傳統(tǒng)機床加工更高的零件精度。
⑷在數(shù)控機床基礎(chǔ)上發(fā)展起來的加工中心、車削中心、磨削中心、電加工中心等，具有刀庫和換刀功能（或換砂輪、換電極），可以使工件在機床上一次裝夾后，完成多道工序的加工，把原來需多次裝夾、分散的工序變?yōu)橐淮窝b夾定位后集中加工。這樣，減少裝夾次數(shù)，不僅大大減少輔助時間，縮短制造周期，而且可以保證加工基準的一致，提高加工精度。
⑸數(shù)控機床使機械加工設(shè)備增加了柔性化的特點。
柔性化體現(xiàn)在數(shù)控機床的單機上是生產(chǎn)不同零件時換批方便。一般來說，在數(shù)控機床上加工可不采用專用的夾具，只要改變輸入程序，改變刀具的配置，就可以實現(xiàn)其他件的加工。因此數(shù)控機床不僅適合于多品種、中小批量生產(chǎn)中使用，也適用于大批量生產(chǎn)。
柔性加工單元（FMC），能在一臺機床上交替完成兩種或更多種不同零件的加工，這樣除了更換刀具的功能外，又增加了自動變換工件的功能，可以實現(xiàn)夜間無人看管的操作。
可變換主軸箱的數(shù)控機床（加工中心），實際上是使剛性加工的組合機床柔性化，使原來只能加工一種零件的專用的組合機床也具備有變換工件的可能。
由幾臺數(shù)控機床（加工中心）組成的柔性制造系統(tǒng)（FMS）是集數(shù)控加工技術(shù)、計算機管理技術(shù)和柔性搬運與倉儲技術(shù)于一起，組成具有更高柔性的自動化制造系統(tǒng)，包括加工、裝配和檢驗等環(huán)節(jié)，使剛性生產(chǎn)的自動生產(chǎn)線實現(xiàn)柔性化。
柔性化的進一步擴大是計算機集中制造系統(tǒng)（CIMS）。它是一個包括制造工廠的全部生產(chǎn)、管理和經(jīng)營活動在內(nèi)的，適用于多品種、中小批量和大批量生產(chǎn)的高效益、高柔性和高質(zhì)量的智能制造系統(tǒng)。
以上這些特點充分地表明，由于數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，大大地擴展了機床的加工范圍，使機床用戶有了極為廣闊的選擇余地。
從另一個角度看，數(shù)控機床發(fā)展到目前的階段，除去門類廣、品種多外，而且技術(shù)層次也呈現(xiàn)多樣化，由此價格相差十分懸殊。按我國的具體情況，數(shù)控機床可劃分為三個層次：
1）高檔型數(shù)控機床
高檔型數(shù)控機床是指加工復(fù)雜形狀的多軸控制或工序集中、自動化程度高、高度柔性的數(shù)控機床。一般采用的數(shù)控系統(tǒng)具有32位或64位微處理器；機床的進給大多采用交流伺服驅(qū)動，能控制5軸或5軸以上，并實現(xiàn)5軸或5軸以上的聯(lián)動；進給分辨率為0.1μm，快速進給速度可達100m/min，且具有通訊聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控、管理等功能。這類機床功能齊全、價格昂貴。這類機床有5軸以上的數(shù)控銑床，大、重型數(shù)控機床、五面加工中心，車削中心和柔性加工單元，柔性制造系統(tǒng)等。
2）普及型數(shù)控機床
這一檔次的數(shù)控機床，具有人機對話功能，應(yīng)用較廣，價格適中，通常稱之為全功能數(shù)控機床。所配置的數(shù)控系統(tǒng)采用16位或32位微處理器，機床的進給多用交流或直流伺服驅(qū)動，其控制的軸數(shù)和聯(lián)動軸數(shù)在4軸和4軸以下，進給分辨率為1μm，快速進給速度為20m/min以上。這類數(shù)控機床的品種門類極多，幾乎覆蓋了各種機床類別。這類數(shù)控機床總的趨勢是趨向于簡單、實用、不追求過多的功能，從而使機床的價格適當?shù)亟档汀?br>3）經(jīng)濟型數(shù)控機床
這一檔次的數(shù)控機床僅能滿足一般精度要求的加工，能加工形狀較簡單的直線、斜線、圓弧及帶螺紋類的零件。采用的數(shù)控系統(tǒng)是單板機或單片機，機床進給由步進電機實現(xiàn)開環(huán)驅(qū)動，控制的軸數(shù)和聯(lián)動軸數(shù)在3軸或3軸以下，進給分辨率為10μm，快速進給速度可達10m/min。經(jīng)濟型數(shù)控機床是我國的特色產(chǎn)品，特點是結(jié)構(gòu)簡單，精度中等，但價格便宜。在品種上，已較普遍采用的是數(shù)控車床和快速走絲的數(shù)控線切割機。近幾年又已經(jīng)擴大范圍，出現(xiàn)了數(shù)控鉆床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控專用機床和數(shù)控鍛壓機械等。而且隨著技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)的功能也有進一步發(fā)展，能解決比以前更多的數(shù)控加工問題。因此可以說，經(jīng)濟型數(shù)控機床是一類很有前途的數(shù)控機床，適用面還將進一步擴大，技術(shù)上也會更趨于成熟，而且有出口的前景。
由上述可知，不同的數(shù)控機床各有特色，任何數(shù)控機床都絕非萬能。對一臺具體的數(shù)控機床來說，只能具備其中的部分功能。因此在選用數(shù)控機床時，必須做具體的研究和分析。選用得合理，就能使有限的投資獲得極佳的效果和效益。反之，也有可能花費很大的代價，不能達到解決問題的目的，反而會造成累贅。
選用數(shù)控機床需遵循的原則是：
1）實用性
選用數(shù)控機床時總是有一定的出發(fā)點，目的是解決生產(chǎn)中的某一個或幾個問題。因此選是為了用，這是最首要的。實用性就是要使選中的數(shù)控機床最終能最佳程度地實現(xiàn)預(yù)定的目標。例如選數(shù)控機床是為了加工復(fù)雜的零件？是為了提高加工效率？是為了提高精度？還是為了集中工序，縮短周期？或是實現(xiàn)柔性加工要求？有了明確的目標，有針對性地選用機床，才能以合理的投入，獲得最佳效果。近幾年來，國外機床企業(yè)發(fā)展機床產(chǎn)品有一個新的趨勢。以往機床企業(yè)在開發(fā)機床產(chǎn)品時，常常是提高機床的萬能性，使一種機床具有較多的功能，使用戶在選用機床時有很大的選擇余地。但這必然造成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本提高，制造周期加長，而且用戶購置機床的投資也增加。而在機床的實際使用中，對每一個具體用戶來說又往往是只用其中少部分功能，結(jié)果造成功能浪費。因此，現(xiàn)在機床產(chǎn)品（也包括數(shù)控機床）的發(fā)展趨向是功能專門化和品種多樣化。這種變革，大大地簡化了機床結(jié)構(gòu)，降低了生產(chǎn)成本，并且縮短了交貨周期，給用戶帶來了極大的好處。機床用戶在選用設(shè)備時需要有明確的使用要求。
2）經(jīng)濟性
經(jīng)濟性是指所選用的數(shù)控機床在滿足加工要求的條件下，所支付的代價是最經(jīng)濟的或者是較為合理的。經(jīng)濟性往往是和實用性相聯(lián)系的，機床選得實用，那么經(jīng)濟上也會合理。在這方面要注意的是不要以高代價換來功能過多而又不合用的較復(fù)雜的數(shù)控機床。否則，不僅是造成了不必要的浪費，而且也會給使用、維護保養(yǎng)及修理等方面帶來困難，況且數(shù)控系統(tǒng)的更新期越來越縮短，兩年不用，就有新的系統(tǒng)和新的機床出現(xiàn)，而且到那時候所需花費的代價會比現(xiàn)在更低。因此在選用數(shù)控機床中一定要量“力”而行。
3）可操作性
用戶選用的數(shù)控機床要與本企業(yè)的操作和維修水平相適應(yīng)。選用了一臺較復(fù)雜、功能齊全、較為先進的數(shù)控機床，如果沒有適當?shù)娜巳ゲ僮魇褂?、沒有熟悉的技工去維護修理，那么再好的機床也不可能用好，也發(fā)揮不了應(yīng)有的作用。因此，在選用數(shù)控機床時要注意對加工零件的工藝分析、考慮到零件加工工序的制訂、數(shù)控編程、工裝準備、機床安裝與調(diào)試，以及在加工過程中進行的故障排除與及時調(diào)整的可能性，這樣才能保證機床能長時期正常運轉(zhuǎn)。愈是高檔的、復(fù)雜的數(shù)控機床，可能在操作時非常簡單，而加工前準備和使用中的調(diào)試和維修卻比較復(fù)雜。因此，在選用數(shù)控機床時，要注意力所能及。
4）穩(wěn)定可靠性
這雖是指機床本身的質(zhì)量，但卻與選用有關(guān)。穩(wěn)定可靠性高，既有數(shù)控系統(tǒng)的問題，也有機械部分的問題，尤其是數(shù)控系統(tǒng)（包括伺服驅(qū)動）部分。數(shù)控機床如果不能穩(wěn)定可靠地工作，那就完全失去了意義。要保證數(shù)控機床工作時穩(wěn)定可靠，在選用時，一定要選擇名牌產(chǎn)品（包括主機、系統(tǒng)和配套件），因為這些產(chǎn)品技術(shù)上成熟、有一定生產(chǎn)批量和已有相當?shù)挠脩簟?br> 以上的數(shù)控機床選用原則，只能提示在選用數(shù)控機床中應(yīng)該注意到的一些問題。理解數(shù)控機床與普通機床之間的差別，了解數(shù)控機床選用中的復(fù)雜性，因此不要簡單地像訂購?fù)ㄓ脵C床那樣去選購數(shù)控機床。在國外，機床企業(yè)接受數(shù)控機床的訂貨時都要經(jīng)過雙方詳細的討論，才能最后確定下來，并且還有一些咨詢服務(wù)機構(gòu)來幫助用戶選擇和用好數(shù)控機床。在國內(nèi)，也已經(jīng)注意到這個方面，不少生產(chǎn)企業(yè)開始加強售前服務(wù)，幫助用戶做好數(shù)控機床的選擇，但在程度上還很不夠，因此需要由用戶作客觀的判別。此外，專門的咨詢服務(wù)機構(gòu)已經(jīng)出現(xiàn)，但為數(shù)不多，工作也還有待于在實踐中積累經(jīng)驗。
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