经济型数控系统的特点及应用
经济型数控系统的特点及应用
摘要:文章阐述了经济型数控系统的特点:品种多样、适应性强、废品损失小、可靠性较高、价格低廉、操作简单、维修方便、售后服务有保障等,最后分析了其应用前景和存在的必要性。
关键词:经济型; 数控系统;
Economic characteristics of CNC system and application
Abstract: The article discusses the economic characteristics of CNC system: species diversity, adaptability, scrap loss, high reliability, low cost, simple operation, easy maintenance, security and other after-sales service, and finally an analysis of the prospects for its application and there is the need.
Keywords: economy; CNC system;
引言
随着科学技术的发展，机械产品的形状和结构不断改进，对零件加工质量的要求也越来越高。随着社会对产品多样化需求的增强，产品的品种增多，产品更新换代加快，其结构越来越合理，性能、精度和效率日趋提高，因此对加工机械产品的生产设备提出了三高（高性能、高精度和高自动化）的要求。零件的加工要求,使得传统的加工设备和手段难以适应。而数控加工技术能够有效地解决复杂、精密、小批量、多变零件的加工问题,从而得到了迅速发展和广泛应用,使制造技术发生了巨大的变化。现在,工业发达国家都是以数控机床为基础,向柔性加工自动化的方向( FMC,FMS)发展,并以对生产过程实行整个系统优化的计算机集成制造系统(C IMS)作为发展目标。国内的数控系统分为三种,即经济型、普及型和高档型。这是根据我国当前市场需求的实际情况,按技术应用不同领域和复杂程度进行的阶段性划分。经济型数控系统是在我国特有的技术经济条件下,根据我国的国情发展起来的并已形成一定经济规模的高技术产业。经济型数控系统通常采用单片机( 8位、16位或32 位)作控制器,驱动电机采用步进电机,多数采用开环控制,它具有经济实用、结构简单、操作方便、价格低廉的特点。[1]随着PC机价格的不断下降、硬件配置的更加灵活、软件资源的日益丰富,经济型数控系统正逐步向PC化方向发展。由于经济型数控系统具有较高的性能价格比,因而被广泛地应用于机床产品的升级换代和普通机床的技术改造上。近年来,我国在经济型数控系统的研究、开发和生产上投入了大量的人力和财力,在经历了几个五年计划之后,已经取得了可喜的成果。经济型数控机床在我国的机床市场已经占有较大的比重,成为我国制造业不可或缺的一部分。[1]
1 经济型数控系统的特点：
(1) 品种多样
经济型数控系统最早应用于普通车床的数控化改造,现已扩展到车床、铣床、钻床、镗床、磨床、齿轮机床、拉床、刨床、冲床、螺纹磨床、气割机和各种专机以及各种辅助装置等,行业的分布也从传统的机床行业为主向其它行业发展,比如汽车、航天航空、兵器工业以及一些检测设备等。同时一些非传统用户如印刷、包装、医疗、缝纫、化工等行业对经济型数控系统的需求也在增加。针对于不同的行业,经济型数控系统有它自己不同的功能。[2]
(2) 适应性强
目前高档型数控系统和普及型数控系统的功能虽然越来越齐全,但因价格较贵,且在某些具体应用的场合,这些系统的功能得不到充分应用。所以,为了降低价格,追求实用性,便出现了适应不同加工要求,功能简化的经济型数控系统。经型数控系统可以满足一般的精度要求,用于加工形状简单的直线、斜线、圆弧以及带有螺纹的零件。它主要适用于多品种 中小批量的自动化生产，对产品的适应性强，在普通机床上加工的产品大都
可以在经济型数控机床上加工。加工不同零件，只需改变加工工序，并且能很快适应和达到批量生产。
(3) 废品损失小。
数控装置有较高的加工精度，加工出的产品尺寸一致性好、合格率高。如包缝机壳体车内槽，质量要求高，
手工加工时废品和返修品率高达70%，用经济型数控车床加工几乎没有废品。
(4) 可靠性较高
在工业环境中,经济型数控系统由于采用了一定的硬件抗干扰和软件抗干扰措施,因此,对于电网的电压波动、射频干扰均具有一定的抵抗能力;在有油污、粉尘的环境中能够比较可靠地地工作,防尘、防溅能力较强。目前,诸如烧功率管的系统性故障与5年前相比明显低,MTBF一般可达5000～10000小时。
(5) 价格低廉
经济型数控系统一个最明显的优势就是它的经济性———价格低廉。经济型数控系统的成本通常不超过主机成本的1 /3,具有可观的经济性,其价格大约是同等配置带伺服电机系统的1 /4,甚至更低,它特别适合于普通机床的数控化改造,易于在生产一线大面积推广。经济型数控系统在今后的发展中只有继续保持价格方面的优势,才能不断扩大其市场的占有额。
(6) 操作简单
经济型数控系统之所以在我国具有强大的生命力,能够生存并迅速发展,除了价格方面的优势外,另一个突出的特点就是其使用方面的“简易”性,与中、高档数控系统相比,它具有操作简单、方便易学的特点,适合目前我国企业的员工水平,容易掌握和使用,不需要花大力气进行培训,用户乐意接受。
(7) 维修方便
数控系统在使用过程中出现故障是不可避免的,问题的关键在于,一旦发生故障,怎样在最短的时间内予以排除,尽可能不影响生产。中、高档的数控系统因为系统环节比较多、结构比较复杂,出现问题后,使用单位的维修人员不能准确判断,常常要依赖系统的生产厂家来解决问题。这样,既影响了生产,又增加了使用单位的维修费用。并且一些进口的数控系统,即使你能判断出问题的所在,但你没有可替换的备件或元件,最后也只得求助系统的制造商或代理商,花去的费用相当可观。而经济型数控系统因为系统环节少、结构简单,发生故障后,维修人员很容易查出问题,只要更换备件或个别器件即可排除故障,修理耗时短、费用低,企业自己能够掌握。
(8) 售后服务有保障
目前, 比较大的经济型数控系统生产厂家, 在全国范围内都建立有售后服务网, 并在主要工业城市设有售后点利用这些网点一方面可以进行设备的维修, 一方面可以对用户进行使用培训, 解决了用户的后顾之忧, 巩固了自己的销售市场。
2 经济型数控系统的应用
一个国家的工业水平,不仅体现在产品水平上,更重要的是要看制造水平,代表制造技术发展方向的数控机床与普通机床相比,可以完成许多普通机床无法完成的任务,稳定产品的质量,提高生产效率。工业化国家数控机床的发展已经进入稳定、实用和普遍推广的阶段,机床的数控化率已经成为衡量一个国家机床水平的重要指标。数控机床的发展,是国家机械工业的基础,是机床产品的发展趋势。所以,我们应该设计、生产一些适合本国国情的数控机床。同时我们也应该充分认识到我国现有机床320多万台, 居世界第三位。这些机床的结构一般阵旧, 操作部分复杂, 大多为单机单刀手工操作, 测量系统简陋, 控制系统非常落后, 效率低、质量差的问题十分突出, 把这些性能落后、生产率低的旧机床全部闲置或淘汰, 用新型的机床去取代, 是不现实的。[3]而数控机床价格昂贵, 有的数控机床价格达几百万元之多。我国是一个发展中国家, 财力薄弱, 资金短缺, 不可能花费大量资金添置全新的数控机床, 把普通旧机床改装成数控机床就显得更加突出。因此, 针对生产中的薄弱环节、在效率低、质量差的场合对旧设备进行改造, 任务十分艰巨而且迫切。对机床进行微机数控化改装,即得到经济型数控机床。它具有以下优点改装工作量小, 周期短, 投资少一般一台普通机床改装成简易数控机床只需一万多元投资见效快, 对原有机床功能基本不变, 加工质量稳定, 生产效率提高一倍, 所以经济效益十分显著。[3]
今后,我国经济型数控系统的发展,应采取通用性与专用性并重、普及型与提高性并重的方针,并注重系统的开放性。服务对象应以新机床配套为主,老机床改造为辅,并逐步向车床以外的其它机床类产品以及机床行业以外的机电一体化产品拓展。对于主机部分,应向多功能、易操作、高可靠性方面发展,进一步提高系统的性能价格比。对于驱动电源部分,应向混合式步进电机驱动、可变多级细分驱动、大功率驱动方面发展,进一步提高驱动系统的平滑、稳定和高可靠性。[4]
经济型数控系统开发的重点是: 高可靠性、易使用、多功能,并适合我国的工业现场环境。其中,提高可靠性是经济型数控系统开发、生产最关键的问题。
3 结束语
由于以上的一系列优点，经济型数控系统被大量的小企业看好。发展经济型数控符合目前我国的实际情况, 我们应该边发展边探索。针对经济型数控存在的问题, 首先要加强管理, 提高生产工艺水平, 有效地组织起数控系统规模化生产, 建立起数控系统质量监督体系及质量保证体系。在重视中、高档数控系统开发、生产的同时, 花大力气组织好经济型数控系统的生产。我相信经济型数控系统是能为我国国民经济的发展发挥其巨大威力的。
[参考文献]
[ 1 ] 周凯. PC数控原理、系统及应用[M ]. 北京:机械工业出版社, 2006.
[ 2 ] 吴祖育,秦鹏飞. 数控机床[M ]. 上海:上海科学技术出版社, 2000.
[ 3] 孙淑婷,杨旺利. 经济型数控机床发展探讨[ J ]. 科技情报开发与经济, 1997: 20 - 22.
[ 4] 李郝林. 机床数控技术[M ]. 北京:机械工业出版社, 2004.
