宋健

【摘要】計算機數(shù)控（Computerized numerical control，簡稱CNC）系統(tǒng)是用計算機控制加工功能，實現(xiàn)數(shù)值控制的系統(tǒng)。由于使用了計算機，系統(tǒng)具有了軟件功能，又用PLC代替了傳統(tǒng)的機床電器邏輯控制裝置，使系統(tǒng)更小巧，其靈活性、通用性、可靠性更好，易于實現(xiàn)復雜的數(shù)控功能，使用、維護也方便，并具有與上位機連接及進行遠程通信功能。未來機床的發(fā)展趨勢的大方向是不會改變，即將向著高速、高精、復合、智能、綠色的方向發(fā)展。

【關鍵字】數(shù)控系統(tǒng)；主流系統(tǒng)；認識體會

當前，西門子（SIEMENS）與發(fā)那科（FANUC）都是很好的數(shù)控系統(tǒng)，占據(jù)了大多數(shù)的數(shù)控系統(tǒng)市場，都為中國的數(shù)控機床業(yè)的發(fā)展做出了貢獻。兩相比較，西門子（SIEMENS）對環(huán)境要求比較高，發(fā)那科（FANUC）能更好的用于工業(yè)環(huán)境。另一方面，從易用性的角度出來，西門子（SIEMENS）的數(shù)控系統(tǒng)一般功能較多，西門子840D是20世紀90年代后期的全數(shù)字化高度開放式數(shù)控系統(tǒng)，它的人機界面更易操作，更易掌握，軟件內(nèi)容更加豐富，具有高度模塊化及規(guī)范化的結構。840D的計算機化、驅(qū)動的模塊化和驅(qū)動接口的數(shù)字化，這三化代表著當今數(shù)控的發(fā)展方向。應用于眾多數(shù)控加工領域，能實現(xiàn)鉆、車、銑、磨等數(shù)控功能。其采用32位微處理器，實現(xiàn)CNC控制，可完成CNC連續(xù)軌跡控制以及內(nèi)部集成式PLC控制。最多可控制31個軸（最多31個主軸）。其插補功能有樣條插補、三階多項式插補、控制值互聯(lián)和曲線表插補，這些功能為加工各類曲線曲面類零件提供了便利條件。840D系統(tǒng)提供有標準的PC軟件、硬盤、奔騰處理器，用戶可在Window98/2000下開發(fā)自定義的界面。此外，2個通用接口RS-232可使主機與外設進行通信，用戶還可通過磁盤驅(qū)動器接口和打印機并行接口完成程序存儲、讀入及打印工作。通過RS-232接口可方便地使840D與西門子編程器或普通的個人電腦連接起來，進行加工程序、PLC程序、加工參數(shù)等各種信息的雙向通訊。它的硬件結構更加簡單、緊湊、模塊化，軟件內(nèi)容更加豐富，功能更強大，其軟件系統(tǒng)開放式系統(tǒng)理念的一個重要特點是，可以在數(shù)控核心部分，使用標準的開發(fā)工具對用戶指定的系統(tǒng)循環(huán)和功能宏進行調(diào)整，代表并引領著當今數(shù)控技術的發(fā)展方向。因此， SEIMENS數(shù)控系統(tǒng)最突出的優(yōu)勢在于功能非常豐富和強大，它是一個全數(shù)字化、高度開放的系統(tǒng)，因此，設備制造商可以比較容易地在進行二次開滿足不同的應用需求。

發(fā)那科（FANUC）數(shù)控系統(tǒng)也很典型，其系統(tǒng)穩(wěn)定易用，操作界面友好，實用性很強，發(fā)那科更加容易上手， 應用非常廣泛。常見的FANUC O系列，系統(tǒng)各系列總體結構非常的類似，具有基本統(tǒng)一的操作界面。FANUC系統(tǒng)可以在較為寬泛的環(huán)境中使用，對于電壓、溫度等外界條件的要求不是特別高，因此適應性很強。FANUC系統(tǒng)具有主軸控制回路為位置閉環(huán)控制，主軸電機的旋轉(zhuǎn)與攻絲軸（Z軸）進給完全同步，從而實現(xiàn)高速高精度攻絲。復合加工循環(huán)可用簡單指令生成一系列的切削路徑。比如定義了工件的最終輪廓，可以自動生成多次粗車的刀具路徑，簡化了車床編程。適用于切削圓柱上的槽，能夠按照圓柱表面的展開圖進行編程?？芍苯又付ㄖT如直線的傾角、倒角值、轉(zhuǎn)角半徑值等尺寸，這些尺寸在零件圖上指定，這樣能簡化部件加工程序的編程。可對絲杠螺距誤差等機械系統(tǒng)中的誤差進行補償，補償數(shù)據(jù)以參數(shù)的形式存儲在CNC的存儲器中。CNC內(nèi)裝PMC編程功能，PMC對機床和外部設備進行程序控制。機床隨機存儲模塊可在CNC上直接改變PMC程序和宏執(zhí)行器程序。由于使用的是閃存芯片，故無需專用的RAM寫入器或PMC的調(diào)試RAM。

國內(nèi)中高端用戶大多采用的即是SEIMENS、FANIC等這些國際知名公司的數(shù)控系統(tǒng)，尤其是在制造業(yè)這樣的生產(chǎn)線上，這些品牌的數(shù)控系統(tǒng)占據(jù)著中高端的主流市場，主流數(shù)控系統(tǒng)以SEIMENS 840D和820D數(shù)控系統(tǒng)為代表，我所在的公司于2006年全面啟動新廠搬遷建設，一期、二期購置了多臺當今主流數(shù)控系統(tǒng)的進口數(shù)控設備，設備非常先進，目前共有數(shù)控機床幾十臺，其中有大約1/3的數(shù)控機床是歐洲一些國家的廠商生產(chǎn)的，所配備的數(shù)控系統(tǒng)大部分是當今主流的SEIMENS 840D系統(tǒng)，占整個車間數(shù)控系統(tǒng)的70%以上，還有部分是FANIC數(shù)控系統(tǒng)，從2008年投產(chǎn)使用到現(xiàn)在，單從數(shù)控系統(tǒng)來看，我認為：SEIMENS 840D系統(tǒng)技術先進、功能較強、程序比較完善；發(fā)那科數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性發(fā)揮得特別好，而且NC程序也比較容易理解。SEIMENS 840D數(shù)控系統(tǒng)顯著的技術優(yōu)勢在于計算機化，驅(qū)動的模塊化，控制與驅(qū)動接口的數(shù)字化，這也代表著當今數(shù)控技術的發(fā)展方向。它的硬件結構更加簡單、緊湊、模塊化；軟件內(nèi)容更加豐富，功能更強大。SEIMENS 840D可用于完成CNC連續(xù)軌跡控制以及內(nèi)部集成式PLC控制，其典型特征是德國NILES公司的N40、N50車銑復合加工中心，其數(shù)控系統(tǒng)具有大量的控制功能，如鉆削、車削、銑削、磨削以及特殊控制，這些功能在使用中不會有任何相互影響。

當然，相對來說，西門子數(shù)控系統(tǒng)價格較高，在我廠的實際生產(chǎn)運行中穩(wěn)定性不夠好，特別是系統(tǒng)報警故障、電源模塊和伺服驅(qū)動模塊容易燒壞等出現(xiàn)的故障，對我們的生產(chǎn)尤其是維修工作影響較大，有時要花費大量費用用于請外國專家修理和更換部件，費用比較工時比較大。一年少則一次多則大約會發(fā)生多次此類情況。能盡量將所有技術資料進行漢化，這樣更有利于其技術和產(chǎn)品的推廣。

在這幾年的大批量生產(chǎn)工作中，數(shù)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性發(fā)揮得特別好是日本的FANIC系統(tǒng)的數(shù)控設備，而且其使用的年數(shù)比這些新購置的設備早，NC程序也比較容易理解，價格也較便宜。FANIC數(shù)控系統(tǒng)的特點是性能穩(wěn)定，操作界面友好，系統(tǒng)在設計中大量采用模塊化結構，各個控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于維修、更換。其數(shù)控系統(tǒng)具有很強的抵抗惡劣環(huán)境影響的能力，其工作環(huán)境可以在較為寬泛的環(huán)境中使用，對于電壓、溫度等外界條件的要求不是特別高，對自身的系統(tǒng)采用了比較好的保護電路，因此可以說適應性很強，很潑辣。

在實際生產(chǎn)中，生產(chǎn)單位工作現(xiàn)場的數(shù)控機床、數(shù)控系統(tǒng)的維修和調(diào)整問題還是比較頻繁的，這些問題帶來的維修費用和停產(chǎn)損失一直是生產(chǎn)單位十分頭痛和無法承受的損失，生產(chǎn)單位也迫切希望供應商、代理商能積極地幫助解決這些問題，特別是加強技術和應用方面的培訓，包括操作、編程、調(diào)整和維修等。另外，用戶對備件儲備、快速響應服務等也提出了一些期望。相信數(shù)控系統(tǒng)將來也會進一步降低成本價格，提高集成性、可靠性和操作的舒適性，體積更加密集型、系統(tǒng)柔性和開放性及拓寬功能會更加全面，最終將大大提高數(shù)控機床生產(chǎn)能力的效率。

【參考文獻】

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[責任編輯：劉帥]