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。
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，如五轴加工中心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。目前恩德CNC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。
（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。
（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，即刀对刀时间和总换刀时间，总换刀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
       恩德CNC加工中心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对刀库进行一次清理，刀库中无关的刀具越多，整理工作量也就越大，也就越容易出现人为的差错。所以用户一般应根据典型工件的工艺分析，算出需用刀具数量，进而确定刀库的容量。
2.刀柄和刀具的选择
      在主机和自动换刀装置确定后，要选择所需的刀柄和刀具（刃具）。数控机床所用刀柄系列基本都已标准化，尤其是加工中心所用刀柄。数控机床加工工件最终要靠的是切削刃具，但刃具和机床的连接、在自动交换刀具时提供给机械手的夹持部位等都要靠刀柄来解决，所以选择刀具实质上是包括刃具和刀柄的配置。刃具选择取决于加工工艺要求，刃具确定后还必须配置相应刀柄。
对一些总批量超过几千件、反复投产的工件加工来说，在工艺安排中可以考虑采用复合刀具，即利用数控机床主切削功率较大、机床刚度较好的特长，采用复合刀具进行多刀多刃的强力切削，可提高生产率和缩短生产节拍。但一把复合刀具价格要贵得多，而且变成专用工具，必须考虑工件有足够数量时才经济。
3.自动交换工作台
      自动交换工作台是在主机上配置的附件，配置的数量有2、4、6、10个等，除双交换工作台以外，主要用柔性制造单元配置。双交换工作台的配置可以大大节省复杂零件装卸定位夹紧的辅助时间，提高机床开动率，但增加该功能设备，投资至少要加10万元以上。多数量交换工作台用于柔性制造单元，适用于24小时少人或无人化管理，适应多品种工件交替投产加工，这里应注意增加质量检查措施，否则投资增长20%～50%是不经济的。

七、机床选择功能及附件的选择

      在选购数控机床时，除满足基本要求的功能及基本件外，还应充分考虑选择件选择功能及附件。选择原则是：全面配置，充分发挥主机的最大潜力，远近期效益综合考虑。对一些价格增加不多，但对使用带来很多方便的，应尽可能配置齐全。附件配套要保证机床到现场后能立即投入使用，切忌花几十万元甚至几百万购买的一台机床，到货后因缺乏一个几十元或几百元的附件而长期不能使用的情况的发生。
对数控系统选择功能应以实用为主，不一定选太多，尤其是纳入批量生产线中的设备，应越简单越好，对多品种、小批量生产方式的机床要加强编程功能的选择，如随机程序编制（后台编程）、运动图形显示、人机对话程序编制（GPS）、宏程序编程等，虽然可加快程序编制速度，但费用也要相应增加。另一种配置方案是简化配置数控系统程序编制的功能，单独另外配置自动编程机及与数控系统的通信接口，程序处理都事先在编程机上做完成任务，然后花几分钟时间，送入数控系统，这样做能进一步提高机床开动率。