這里所說的數(shù)控機(jī)床主要指標(biāo)以數(shù)控切削機(jī)床為主,其他類型機(jī)床因與具體工藝關(guān)系密切在此不作說明。數(shù)控切削機(jī)床主要指標(biāo)有精度指標(biāo)、運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)和功能指標(biāo)。
1)精度指標(biāo)
精度指標(biāo)包括定位精度和重復(fù)定位精度、分辨率和脈沖當(dāng)量。
(1)定位精度是指機(jī)床各軸在數(shù)控系統(tǒng)控制下的移動(dòng)部件在確定的終點(diǎn)所達(dá)到的實(shí)際位置精度,移動(dòng)部件實(shí)際位置與理想位置之間的誤差等,它直接影響零件加工的位置精度。
(2)重復(fù)定位精度是反映軸運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的基本指標(biāo),是指在同一數(shù)控機(jī)床上,應(yīng)用相同程序代碼到達(dá)某同一位置所得到連續(xù)結(jié)果的一致程度。一般情況下,重復(fù)定位精度是呈正態(tài)分布的偶然誤差,它主要受伺服系統(tǒng)特征、進(jìn)給系統(tǒng)的間隙與剛性及摩擦特征等因素的影響。
(3)分辨率是指位移和速度兩個(gè)相鄰的分散細(xì)節(jié)之間可以分辨的最小間隔。脈沖當(dāng)量是指數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的一個(gè)進(jìn)給脈沖使機(jī)械運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的相應(yīng)位移量,一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的這個(gè)位移即為脈沖當(dāng)量,共數(shù)值大小決定機(jī)床的加工精度和表面質(zhì)量。
2)運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)
運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)包括主軸系統(tǒng)、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、坐標(biāo)行程的技術(shù)指標(biāo)等。
(1)主軸系統(tǒng)的指標(biāo)主要有主軸轉(zhuǎn)速、扭矩與功率。目前機(jī)械主軸的轉(zhuǎn)速一般在8000r/min以下,扭矩較大;高速主軸轉(zhuǎn)速在10000r/min以上,但扭矩要低于機(jī)械主軸。
(2)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直接控制著機(jī)床的進(jìn)給速度。進(jìn)給速度是影響零件加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及刀具壽命的主要因素,它受數(shù)控裝置的運(yùn)算速度、機(jī)床動(dòng)態(tài)特性以及工藝系統(tǒng)剛性等因素的影響。
(3)數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)(直線軸、旋轉(zhuǎn)軸)行程的大小構(gòu)成機(jī)床的空間加工范圍和曲面加工能達(dá)到的狀態(tài),是直接體現(xiàn)機(jī)床加工能力的指標(biāo)參數(shù)。
(4)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的位移速度和定位精度兩個(gè)技術(shù)指標(biāo)又是相互制約的,位移速度要求越高,定位精度就越難提高。
3)功能指標(biāo)
功能指標(biāo)主要包括可控軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)軸數(shù)、插補(bǔ)功能、刀具參數(shù)補(bǔ)償功能、監(jiān)測功能等。
(1)可控軸數(shù)是指數(shù)控裝置能夠控制的坐標(biāo)數(shù);聯(lián)動(dòng)軸數(shù)是指數(shù)控裝置控制的坐標(biāo)軸同時(shí)到達(dá)空間某一點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù),表示數(shù)控裝置可同時(shí)控制按一定規(guī)律完成一定軌跡插補(bǔ)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制能力。聯(lián)動(dòng)軸數(shù)越多,說明數(shù)控機(jī)床可以加工越復(fù)雜的空間線型或型面,編程難度也越大。
(2)插補(bǔ)是數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)各種運(yùn)動(dòng)軌跡的基礎(chǔ),一般是以一個(gè)脈沖當(dāng)量為插補(bǔ)單位,根據(jù)給定的信息,在理想輪廓(或軌跡上)的已知兩點(diǎn)之間確定一組中產(chǎn)是點(diǎn)的過程,或者說是將已知數(shù)據(jù)密化的過程。插補(bǔ)方式主要有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、螺旋插補(bǔ)、樣條插補(bǔ)、NURBS插補(bǔ)等。
(3)刀具參數(shù)補(bǔ)償是指數(shù)控裝置進(jìn)行刀具偏置計(jì)算的能力。具有刀具補(bǔ)償功能的數(shù)控機(jī)床,在數(shù)控編程時(shí)只要給出零件輪廓上的數(shù)據(jù)點(diǎn)(基點(diǎn)或節(jié)點(diǎn))坐標(biāo)、給出刀具補(bǔ)償指令數(shù)據(jù)即可,不必關(guān)心刀具的具體尺寸和數(shù)度。刀具補(bǔ)償功能有刀具半徑補(bǔ)償、刀具長度補(bǔ)償,有些五軸聯(lián)動(dòng)控制的機(jī)床具有空間刀具軸向長度補(bǔ)償能力(RTCP功能),使多坐標(biāo)程序編制更為便捷。
(4)監(jiān)測功能主要是指基于傳感器對(duì)機(jī)床運(yùn)行狀態(tài)的信息采集和控制,如主軸溫度、高速銑床的主軸不平衡、瞬時(shí)功率等,實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件保護(hù)、參數(shù)調(diào)整等。