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經濟型數控係統的性能分析

摘要：針對目前國內經濟型數控係統的技術現狀，從係統使用的方便性、技術的先進性和係統的可靠性三方面對經濟型數控係統的性能作了分析，以期為從事這方面工作的科研、生產和使用人員提供參考。

本文針對目前國內經濟型數控係統的技術現狀，從係統使用的方便性、技術的先進性和可靠性三方面對經濟型數控係統的性能作了分析，以期為從事這方面工作的科研、生產和使用人員提供參考。
　　本文討論的範圍是單片機數控係統，以工業PC為平臺，帶CRT顯示的屬於另一類。但文中討論的內容原則上適合於它們，只不過由於微處理機不同，二者的性能指標也應該有所不同。

1係統使用的方便性

　　係統使用的方便性主要反映在係統的編輯部分。編輯部分是人和係統直接打交道的部分，即所謂人機界面。人機界面應當對用戶友好，也就是說，編輯部分應當盡量給用戶提供方便、快捷和舒適。作為一個好的係統，應該具備以下幾點性能。

模態指令模態指令又稱續效指令，是指一條指令不僅在本程序段內部起作用，而且在後續的程序段內仍保持作用，並可省略不寫，直到被適當的指令代替或中止。很顯然，利用模態特性可以節省程序編制工作量，所以模態是一臺數控係統應該具備的基本功能。多指令共段多指令共段是指一個程序段內可以包括多種指令字。多指令不能共段，勢必增加指令的段數，是不方便的。輸入、檢索、修改一體化國內許多係統在編輯時把輸入和檢索分成兩種不同的操作方法，造成輸入過程不能檢查程序，檢索過程不能自動出程序段號，這是很不方便的。一個好的係統應該實現輸入、檢索、修改一體化，即輸入時可以檢索、修改，檢索時可以修改、輸入，並且自動出程序段號。漢化按鍵目前，國外的數控係統想打入我國市場，都盡量採用漢化的人機界面。我們自己生產的經濟型數控係統，更應採用漢化按鍵，以方便用戶。自動排序字母用戶在輸入一段程序時，很難保證按字母順序輸入，而檢索時又想按字母順序查找。為方便用戶，數控係統應具有自動排序字母的功能。快速檢索用戶在檢索程序時希望能迅速找到所需的程序段。因此，係統在檢索時應具有快速翻段、立即找到程序末尾、程序開始以及程序中任一段的功能。指令功能強指令功能強可以大大簡化用戶的編程。例如加工一個五頭左旋蝸桿，蝸桿長度100mm，牙深3mm，模數為0.8，每頭螺紋切削分15次循環。對於這樣一個零件的加工，國內許多係統要求用戶編寫75個循環程序段，外加多頭螺紋分度時錯開一個螺距的指令。另外，還在指令執行前安排一道X方向走步指令，以確定退尾方向，否則程序出錯等等。如此這般，上述零件的加工程序編下來後要好幾頁紙。有的係統只用如下一條指令即可自動實現75次循環，即G31W100I-3K5F0.8L15這樣顯然就方便多了。指令的多樣性對於圓弧加工，圓心坐標可以用I、K編程，也可以用半徑R編程。用半徑R編程方便，但它不能描述整圓。用I、K編程雖有點不便，但它能描述整圓。一個好的解決辦法就是兩種功能都具有。
對於螺紋加工，帶有退刀槽的螺紋希望採用直線退尾，以減少退尾長度。在管螺紋、螺栓等的螺紋車削中，退尾長度是次要的，重要的是要求等螺距退尾，以保證螺紋連接時具有良好的密封性。但是，等螺距退尾的退尾長度又過長。一個好的解決辦法就是兩種功能都具有，才能滿足用戶要求。2技術的先進性插補速度插補指走斜線和圓弧。一臺係統的圓弧插補速度很能反映該係統的水平。國內經濟型數控係統的圓弧插補速度一般小於600mm/min，但有的已達到1200mm/min。螺紋功能螺紋功能能反映一臺係統的水平。看一臺係統的螺紋功能通常從四個方面：一是自動化程度，二是高速加工能力，三是大導程加工能力，四是有無等螺距退尾功能。
自動化程度：螺紋加工軟件應該能夠自動判別主軸編碼器的零位信號是高電平有效還是低電平有效，無需變動硬件；能夠自動計算出主軸轉速，無須在程序中輸入主軸轉速S指令，還可避免主軸轉速輸錯導致的失誤；能夠對多頭螺紋進行自動分度，並且是沿圓周方向分度，以避免軸向分度時造成刀具碰到或工件的軸肩；能夠根據螺紋切深的正負號自動判別退尾的方向；能夠實現多次切削的自動循環。
高速加工能力：螺紋的高速加工能力主要體現在螺紋的進給速度。螺紋進給速度=主軸轉速×導程。螺紋進給速度應達到2m/min以上。
大導程加工能力：國內許多係統在說明書裏對此提供一個公式為n (1200/T)-80式中n——主軸轉速，r/minT——導程，mm
對於大導程T=12mm，這種係統只能在主軸轉速小於20r/min的條件下加工，很難滿足用戶要求。經濟型數控係統可以做到在加工12mm導程的螺紋時，主軸轉速提高到125r/min而不丟步。
等螺距退尾功能：在管螺紋、螺栓等的螺紋車削中，要求等螺距退尾，以保證螺紋連接時具有良好的密封性。係統不具有等螺距退尾功能則無法保證。速度銜接技術步進電機運行時需要升降

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