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经济型数控系统的性能分析

摘要：针对目前国内经济型数控系统的技术现状，从系统使用的方便性、技术的先进性和系统的可靠性三方面对经济型数控系统的性能作了分析，以期为从事这方面工作的科研、生产和使用人员提供参考。

本文针对目前国内经济型数控系统的技术现状，从系统使用的方便性、技术的先进性和可靠性三方面对经济型数控系统的性能作了分析，以期为从事这方面工作的科研、生产和使用人员提供参考。
　　本文讨论的范围是单片机数控系统，以工业PC为平台，带CRT显示的属于另一类。但文中讨论的内容原则上适合于它们，只不过由于微处理机不同，二者的性能指标也应该有所不同。

1系统使用的方便性

　　系统使用的方便性主要反映在系统的编辑部分。编辑部分是人和系统直接打交道的部分，即所谓人机界面。人机界面应当对用户友好，也就是说，编辑部分应当尽量给用户提供方便、快捷和舒适。作为一个好的系统，应该具备以下几点性能。

模态指令模态指令又称续效指令，是指一条指令不仅在本程序段内部起作用，而且在后续的程序段内仍保持作用，并可省略不写，直到被适当的指令代替或中止。很显然，利用模态特性可以节省程序编制工作量，所以模态是一台数控系统应该具备的基本功能。多指令共段多指令共段是指一个程序段内可以包括多种指令字。多指令不能共段，势必增加指令的段数，是不方便的。输入、检索、修改一体化国内许多系统在编辑时把输入和检索分成两种不同的操作方法，造成输入过程不能检查程序，检索过程不能自动出程序段号，这是很不方便的。一个好的系统应该实现输入、检索、修改一体化，即输入时可以检索、修改，检索时可以修改、输入，并且自动出程序段号。汉化按键目前，国外的数控系统想打入我国市场，都尽量采用汉化的人机界面。我们自己生产的经济型数控系统，更应采用汉化按键，以方便用户。自动排序字母用户在输入一段程序时，很难保证按字母顺序输入，而检索时又想按字母顺序查找。为方便用户，数控系统应具有自动排序字母的功能。快速检索用户在检索程序时希望能迅速找到所需的程序段。因此，系统在检索时应具有快速翻段、立即找到程序末尾、程序开始以及程序中任一段的功能。指令功能强指令功能强可以大大简化用户的编程。例如加工一个五头左旋蜗杆，蜗杆长度100mm，牙深3mm，模数为0.8，每头螺纹切削分15次循环。对于这样一个零件的加工，国内许多系统要求用户编写75个循环程序段，外加多头螺纹分度时错开一个螺距的指令。另外，还在指令执行前安排一道X方向走步指令，以确定退尾方向，否则程序出错等等。如此这般，上述零件的加工程序编下来后要好几页纸。有的系统只用如下一条指令即可自动实现75次循环，即G31W100I-3K5F0.8L15这样显然就方便多了。指令的多样性对于圆弧加工，圆心坐标可以用I、K编程，也可以用半径R编程。用半径R编程方便，但它不能描述整圆。用I、K编程虽有点不便，但它能描述整圆。一个好的解决办法就是两种功能都具有。
对于螺纹加工，带有退刀槽的螺纹希望采用直线退尾，以减少退尾长度。在管螺纹、螺栓等的螺纹车削中，退尾长度是次要的，重要的是要求等螺距退尾，以保证螺纹连接时具有良好的密封性。但是，等螺距退尾的退尾长度又过长。一个好的解决办法就是两种功能都具有，才能满足用户要求。2技术的先进性插补速度插补指走斜线和圆弧。一台系统的圆弧插补速度很能反映该系统的水平。国内经济型数控系统的圆弧插补速度一般小于600mm/min，但有的已达到1200mm/min。螺纹功能螺纹功能能反映一台系统的水平。看一台系统的螺纹功能通常从四个方面：一是自动化程度，二是高速加工能力，三是大导程加工能力，四是有无等螺距退尾功能。
自动化程度：螺纹加工软件应该能够自动判别主轴编码器的零位信号是高电平有效还是低电平有效，无需变动硬件；能够自动计算出主轴转速，无须在程序中输入主轴转速S指令，还可避免主轴转速输错导致的失误；能够对多头螺纹进行自动分度，并且是沿圆周方向分度，以避免轴向分度时造成刀具碰到或工件的轴肩；能够根据螺纹切深的正负号自动判别退尾的方向；能够实现多次切削的自动循环。
高速加工能力：螺纹的高速加工能力主要体现在螺纹的进给速度。螺纹进给速度=主轴转速×导程。螺纹进给速度应达到2m/min以上。
大导程加工能力：国内许多系统在说明书里对此提供一个公式为n≤(1200/T)-80式中n——主轴转速，r/minT——导程，mm
对于大导程T=12mm，这种系统只能在主轴转速小于20r/min的条件下加工，很难满足用户要求。经济型数控系统可以做到在加工12mm导程的螺纹时，主轴转速提高到125r/min而不丢步。
等螺距退尾功能：在管螺纹、螺栓等的螺纹车削中，要求等螺距退尾，以保证螺纹连接时具有良好的密封性。系统不具有等螺距退尾功能则无法保证。速度衔接技术步进电机运行时需要升降

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