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經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的性能分析

摘要：針對(duì)目前國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)現(xiàn)狀，從系統(tǒng)使用的方便性、技術(shù)的先進(jìn)性和系統(tǒng)的可靠性三方面對(duì)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的性能作了分析，以期為從事這方面工作的科研、生產(chǎn)和使用人員提供參考。

本文針對(duì)目前國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的技術(shù)現(xiàn)狀，從系統(tǒng)使用的方便性、技術(shù)的先進(jìn)性和可靠性三方面對(duì)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的性能作了分析，以期為從事這方面工作的科研、生產(chǎn)和使用人員提供參考。
　　本文討論的范圍是單片機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，以工業(yè)PC為平臺(tái)，帶CRT顯示的屬于另一類。但文中討論的內(nèi)容原則上適合于它們，只不過由于微處理機(jī)不同，二者的性能指標(biāo)也應(yīng)該有所不同。

1系統(tǒng)使用的方便性

　　系統(tǒng)使用的方便性主要反映在系統(tǒng)的編輯部分。編輯部分是人和系統(tǒng)直接打交道的部分，即所謂人機(jī)界面。人機(jī)界面應(yīng)當(dāng)對(duì)用戶友好，也就是說(shuō)，編輯部分應(yīng)當(dāng)盡量給用戶提供方便、快捷和舒適。作為一個(gè)好的系統(tǒng)，應(yīng)該具備以下幾點(diǎn)性能。

模態(tài)指令模態(tài)指令又稱續(xù)效指令，是指一條指令不僅在本程序段內(nèi)部起作用，而且在后續(xù)的程序段內(nèi)仍保持作用，并可省略不寫，直到被適當(dāng)?shù)闹噶畲婊蛑兄?。很顯然，利用模態(tài)特性可以節(jié)省程序編制工作量，所以模態(tài)是一臺(tái)數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)該具備的基本功能。多指令共段多指令共段是指一個(gè)程序段內(nèi)可以包括多種指令字。多指令不能共段，勢(shì)必增加指令的段數(shù)，是不方便的。輸入、檢索、修改一體化國(guó)內(nèi)許多系統(tǒng)在編輯時(shí)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(dòng)出程序段號(hào)，這是很不方便的。一個(gè)好的系統(tǒng)應(yīng)該實(shí)現(xiàn)輸入、檢索、修改一體化，即輸入時(shí)可以檢索、修改，檢索時(shí)可以修改、輸入，并且自動(dòng)出程序段號(hào)。漢化按鍵目前，國(guó)外的數(shù)控系統(tǒng)想打入我國(guó)市場(chǎng)，都盡量采用漢化的人機(jī)界面。我們自己生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，更應(yīng)采用漢化按鍵，以方便用戶。自動(dòng)排序字母用戶在輸入一段程序時(shí)，很難保證按字母順序輸入，而檢索時(shí)又想按字母順序查找。為方便用戶，數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)具有自動(dòng)排序字母的功能。快速檢索用戶在檢索程序時(shí)希望能迅速找到所需的程序段。因此，系統(tǒng)在檢索時(shí)應(yīng)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(qiáng)指令功能強(qiáng)可以大大簡(jiǎn)化用戶的編程。例如加工一個(gè)五頭左旋蝸桿，蝸桿長(zhǎng)度100mm，牙深3mm，模數(shù)為0.8，每頭螺紋切削分15次循環(huán)。對(duì)于這樣一個(gè)零件的加工，國(guó)內(nèi)許多系統(tǒng)要求用戶編寫75個(gè)循環(huán)程序段，外加多頭螺紋分度時(shí)錯(cuò)開一個(gè)螺距的指令。另外，還在指令執(zhí)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(cuò)等等。如此這般，上述零件的加工程序編下來(lái)后要好幾頁(yè)紙。有的系統(tǒng)只用如下一條指令即可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)75次循環(huán)，即G31W100I-3K5F0.8L15這樣顯然就方便多了。指令的多樣性對(duì)于圓弧加工，圓心坐標(biāo)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(diǎn)不便，但它能描述整圓。一個(gè)好的解決辦法就是兩種功能都具有。
對(duì)于螺紋加工，帶有退刀槽的螺紋希望采用直線退尾，以減少退尾長(zhǎng)度。在管螺紋、螺栓等的螺紋車削中，退尾長(zhǎng)度是次要的，重要的是要求等螺距退尾，以保證螺紋連接時(shí)具有良好的密封性。但是，等螺距退尾的退尾長(zhǎng)度又過長(zhǎng)。一個(gè)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(shù)的先進(jìn)性插補(bǔ)速度插補(bǔ)指走斜線和圓弧。一臺(tái)系統(tǒng)的圓弧插補(bǔ)速度很能反映該系統(tǒng)的水平。國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的圓弧插補(bǔ)速度一般小于600mm/min，但有的已達(dá)到1200mm/min。螺紋功能螺紋功能能反映一臺(tái)系統(tǒng)的水平?？匆慌_(tái)系統(tǒng)的螺紋功能通常從四個(gè)方面：一是自動(dòng)化程度，二是高速加工能力，三是大導(dǎo)程加工能力，四是有無(wú)等螺距退尾功能。
自動(dòng)化程度：螺紋加工軟件應(yīng)該能夠自動(dòng)判別主軸編碼器的零位信號(hào)是高電平有效還是低電平有效，無(wú)需變動(dòng)硬件；能夠自動(dòng)計(jì)算出主軸轉(zhuǎn)速，無(wú)須在程序中輸入主軸轉(zhuǎn)速S指令，還可避免主軸轉(zhuǎn)速輸錯(cuò)導(dǎo)致的失誤；能夠?qū)Χ囝^螺紋進(jìn)行自動(dòng)分度，并且是沿圓周方向分度，以避免軸向分度時(shí)造成刀具碰到或工件的軸肩；能夠根據(jù)螺紋切深的正負(fù)號(hào)自動(dòng)判別退尾的方向；能夠?qū)崿F(xiàn)多次切削的自動(dòng)循環(huán)。
高速加工能力：螺紋的高速加工能力主要體現(xiàn)在螺紋的進(jìn)給速度。螺紋進(jìn)給速度=主軸轉(zhuǎn)速×導(dǎo)程。螺紋進(jìn)給速度應(yīng)達(dá)到2m/min以上。
大導(dǎo)程加工能力：國(guó)內(nèi)許多系統(tǒng)在說(shuō)明書里對(duì)此提供一個(gè)公式為n≤(1200/T)-80式中n——主軸轉(zhuǎn)速，r/minT——導(dǎo)程，mm
對(duì)于大導(dǎo)程T=12mm，這種系統(tǒng)只能在主軸轉(zhuǎn)速小于20r/min的條件下加工，很難滿足用戶要求。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)可以做到在加工12mm導(dǎo)程的螺紋時(shí)，主軸轉(zhuǎn)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(shí)具有良好的密封性。系統(tǒng)不具有等螺距退尾功能則無(wú)法保證。速度銜接技術(shù)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行時(shí)需要升降

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