数控机床的选型下冷风扇

数控机床的选型（下）

数控机床的选型（下） 2011年12月10日 来源： 五、数控系统的选择

随着市场需求多样化，机床制造商往往提供同一种机床可配置多种数控的选择或数控系统中多种选择功能的选择。

机床制造商提供的机床配置的数控系统分为主流系统及可适应的系统，主流系统相对来说技术成熟性好一些，但对使用用户应另有要求，例如对名牌系统的质量追求、希望在国内有较好的售后技术条件、在用户单位使用的数控系统相对集中在几家等要求，以便使用掌握和维修配件准备，所以用户单位都愿意配置自己信得过或比较熟悉的数控系统。

在可供选择的系统中性能高低差别很大，直接影响到设备价格构成，因此不能片面追求高水平、新系统，而应以满足主机性能为主，对系统性能和价格等作一个综合分析，选用合适的系统。目前世界上比较著名的数控系统有日本的FANUC、德国的SINUMERIK、法国的NUM、意大利的FIDIA、西班牙的FAGO和美国的A-B等。各大机床制造厂商也有自己的一些系统，如MAZAK、OKUMA等。国内也有航天集团、机电集团、华中理工大学、辽宁蓝天、南京大方集团、北方凯奇等数控系统供应商，每家公司也都有一系列的各种规格的产品。

用户选择系统的基本原则是：性能价格比要高、购后的使用维护要方便、系统的市场寿命要长（不能选淘汰系统，否则使用几年后将找不到维修备件）等。

数控系统中除基本功能以外还有很多可供选择的功能。对配在机床上的系统，由于机床使用基本要求所需的数控系统选择功能已由制造商选配，用户可以根据自己的生产管理、测量要求、刀具管理、程序编制要求等，额外再选择一些功能列入订货单中，如DNC接口联网要求等。

六、自动换刀装备（ATC）、自动交换工作台（APC）和刀柄的选择配置

1.ATC的选择

在具备综合加工能力的一些数控机床上，如加工中心、车削中心和带交换冲头的数控冲床等，自动交换装置是这些设备的基本特征附件，它的工作质量直接关系到整机的质量，也是构成设备投资中的重要组成部分（经费占整机成本的10%～30%）。因此，在选择主机设备时必须得重视所配ATC自动换刀装置的工作质量和刀具储存量。目前加工中心自动换刀装置的配套较为规范，以下以加工中心的ATC装置为例来说明其选择原则。

现场经验表明，在加工中心的使用故障中有50%左右与ATC装置有关，但ATC又是提高设备加工效率的基本部件，因此建议用户应在满足使用要求的前提下，尽量选用结构简单和可靠性高的ATC，这样也可以相应地降低整机价格。

下面介绍与ATC装置相关的主要技术参数。

（1）刀柄型号

刀柄型号取决于机床主轴装刀柄孔的规格。现在绝大部分加工中心机床主轴孔都是采用ISO规定的7:24锥孔，常用的有40号、45号、50号等，个别的还有30号和35号。机床规格越小，刀柄规格也应选小的，但小规格刀柄对加工大尺寸孔和长孔很不利，所以对一台机床如果有大规格的刀柄可选择时，应该尽量选择大的，但刀库容量和换刀时间都要受到影响。近年来加工中心和数控铣床都向高速化方向发展，许多实验数据表明：当主轴转速超过10000r/min以上时，7:24锥孔由于离心力作用会有一定涨大，影响刀柄的定位精度。为此，一种观点是建议采用德国VDI推荐的短锥刀柄HSK系列，另外，在日本已有部分商品的锥面和端面同时接触的过定位锥面刀柄，但在定心精度和重复定位精度方面，HSK系列要好一些，目前在国内还很少有厂家生产。

对同一种锥面规格的刀柄有日本BT标准、美国CAT标准、德国VDI标准等，他们规定机械手爪夹持的尺寸不一样，刀柄的拉紧钉尺寸也不一样，所以选择时必须考虑齐全，对已经拥有一定数量数控机床的用户或即将采购一批数控机床的用户，应尽可能选择互相能通用的、单一标准的刀柄系列。

（2）换刀时间

换刀时间是指刀柄交换时间，即从主轴上换下用过的刀具、装上新的刀具的总时间。细分又有两种规定方式，即刀对刀时间（Tool to tool）和总换刀时间(Chip to chip)，总换刀时间包含了旧刀具加工完毕离开加工区域到刀具交换完毕主轴上装上新刀具进入新的加工前之间的时间。目前最快的纯换刀时间可达0.7s左右，总换刀时间在3～12s之间，立式机床换刀时间一般比卧式的短。换刀时间短意味着机床生产效率高。

（3）最大刀具重量

最大刀具重量是指在自动刀具交换情况下允许的最大刀具重量，锥度40号左右刀柄最大允许重量在7～8kg，50号刀柄在15kg，一些重型刀具可达25～30kg，但这时换刀速度要减慢。最大刀具直径和长度主要受刀库尺寸空间的限制。

（4）刀库容量

一些加工中心机床上配置的刀库容量往往有几种规格供选择，有十几把到40、60、100把等，一些柔性加工单元（FMC）配置中央刀库后刀具储存量可达近千把，刀库的容量只要能满足基本需要，一般不宜选得太大，因为容量大，刀库成本高，结构复杂，故障率也相应增加，刀具管理也较为复杂。在单台机床使用中，当更换一种新的工件时，操作者要根据新的工艺资料

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