機(jī)床運(yùn)動速度不但要非城冢快召期，加工形狀也必須準(zhǔn)確糕但，數(shù)控系統(tǒng)必須在編程輪廓加工路徑上精確地控制加速和減速運(yùn)動。為了應(yīng)對加工時間愤凭、表面質(zhì)量和幾何精度間的矛盾窥窜，現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)必須為銑床和加工工藝提供最優(yōu)化的解決方案。而且最終用戶也可以通過簡單的參數(shù)調(diào)整控制最終的銑削結(jié)果原俘。CNC系統(tǒng)的路徑控制能力是特定精度和表面質(zhì)量條件下影響加工時間的決定性因素划烫。

　　模具制造業(yè)高速切削（HSC）技術(shù)對機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的要求為高硬度材料和合金工具鋼加工提供了許多全新選擇。在經(jīng)典的電火花成形加工技術(shù)之后竿刁，高速切削技術(shù)直接加工高硬度材料越來越顯示出卓越的經(jīng)濟(jì)性岸夯。HSC技術(shù)的突出優(yōu)勢之一是它在加工期間的溫度分布情況和熱量排除能力。高速切削们妥、高速進(jìn)給和小的切削深度使切屑可以將大量熱量帶離工件猜扮。

　　HSC的要求和影響

　　HSC加工進(jìn)給速率大勉吻，對加工曲面工件輪廓的加速度要求更高。它能突出體現(xiàn)機(jī)床的機(jī)電性能旅赢。如果進(jìn)給驅(qū)動加速度增加齿桃，必然會使機(jī)床的結(jié)構(gòu)承受更大的加速力。此外煮盼，也容易造成機(jī)床的振動短纵，影響表面質(zhì)量。這就要求數(shù)控系統(tǒng)在盡可能縮短加工時間和滿足精度要求條件下具有實現(xiàn)最佳表面加工質(zhì)量的運(yùn)動控制能力僵控。數(shù)控系統(tǒng)必須為機(jī)床制造商和用戶提供最佳的路徑控制方法香到。

　　機(jī)床制造商需要數(shù)控系統(tǒng)可以最佳地控制機(jī)床的特性。數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)為運(yùn)動控制和進(jìn)給驅(qū)動電機(jī)控制環(huán)提供參數(shù)报破，以及具有合理的結(jié)構(gòu)悠就。機(jī)床經(jīng)常通過最終精加工零件測評其性能。必須執(zhí)行每一項加工任務(wù)確保高動態(tài)響應(yīng)不會造成機(jī)床的振動烘梭。因此阴应，數(shù)控系統(tǒng)必須與機(jī)床緊密配合以確保任何加工任務(wù)都具有高動態(tài)性能。

　　CNC機(jī)床用戶要求數(shù)控系統(tǒng)在滿足工件精度的前提下能夠減小加工時間螺子。達(dá)到要求精度不需要耗時的測試姚沽，首件加工就必須能達(dá)到要求。這些要求必須定義在NC程序中偏笋，以確保批量生產(chǎn)的要求蟹助。而且，為使模具的加工時間控制在可接受的范圍內(nèi)莱艺，自由形狀表面經(jīng)常采用往復(fù)路徑銑削捉痰。這樣，數(shù)控系統(tǒng)還必須能生成從相反方向加工輪廓的可重復(fù)刀具路徑夹村。否則什异，將損壞表面質(zhì)量邦墅。

　　數(shù)據(jù)處理能力對工件表面質(zhì)量的影響袒兵，用金屬切削方法加工零件涉及大量中間步驟，通過這些步驟將CAD模型幾何形狀轉(zhuǎn)為刀具路徑倒堕；CAD（計算機(jī)輔助設(shè)計）灾测；CAM（計算機(jī)輔助制造）；CNC（計算機(jī)數(shù)字控制）垦巴；機(jī)電系統(tǒng)媳搪。

　　優(yōu)化加工時間、表面質(zhì)量和工件精度對CNC系統(tǒng)提出了以下的基本要求：有效監(jiān)測輪廓公差骤宣；運(yùn)動方向轉(zhuǎn)換后秦爆，準(zhǔn)確的重復(fù)相鄰路徑序愚；高動態(tài)運(yùn)動不會導(dǎo)致振動。對2D刀具運(yùn)動等限，數(shù)據(jù)處理鏈能力對工件精度的影響可以用海德漢公司的KGM182 2D編碼器檢測爸吮。通過龍門銑床上的演示單元可以展示海德漢iTNC 530系統(tǒng)的運(yùn)動控制特性。KGM是最終可實現(xiàn)輪廓精度的基礎(chǔ)檢查工具望门。 

　　更快形娇、精度更高和更準(zhǔn)確的輪廓

　　有效地控制輪廓公差自由形狀表面的NC程序通常用CAM系統(tǒng)生成，它由大量簡單線段組成筹误。海德漢數(shù)控系統(tǒng)能夠自動平滑處理過渡形狀桐早，同時保持刀具在工件表面上的連續(xù)運(yùn)動。這個檢測輪廓偏差的系統(tǒng)內(nèi)部功能坷顽，可以自動控制平滑處理過程箕但。

　　在自由形狀表面上，CAD幾何形狀模型的偏差包括定義的輪廓公差值和CAM系統(tǒng)定義的弦高差估骡。對工件的最終影響取決于機(jī)床整體特性和進(jìn)給軸的加速調(diào)整值和加速度蜒且。

　　iTNC 530的路徑控制功能可以平滑處理加速并滿足輪廓公差要求，甚至是在輪廓加工速度劇烈變化時暮霍。如果可以定義更大的公差尤喂，就可以顯著縮短加工時間。在本例中串篓，將輪廓加工公差從0.01mm放寬到0.02mm辽奥，加工時間縮短12%。

　　最優(yōu)化運(yùn)動控制的效果绩寂。用往復(fù)運(yùn)動加工自由形狀表面（編程進(jìn)給速率為10m/min茶括，精銑余量為0.1mm）。用iTNC 530系統(tǒng)的加工結(jié)果如圖4b所示佃戈，相鄰路徑重復(fù)性好诅福。

　　HSC銑削技術(shù)要求的進(jìn)給速率是對機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的巨大挑戰(zhàn)。只有達(dá)到更高的輪廓加工平均速度才能縮短加工時間拖叙。但是氓润，如果有小半徑路徑，就必須大大降低運(yùn)動速度薯鳍，以保證路徑偏差在允許的公差帶內(nèi)咖气。此外，加速和減速運(yùn)動還能造成機(jī)床結(jié)構(gòu)振動挖滤，損害工件表面質(zhì)量崩溪。

　　提速和加速度的平滑運(yùn)動控制是海德漢數(shù)控系統(tǒng)的突出特點(diǎn)。它能非常有效地抑制機(jī)床振動。根據(jù)需要伶唯，數(shù)控系統(tǒng)還可以自動降低編程進(jìn)給速率使振動的危險性降到最低觉既。有效預(yù)防機(jī)床振動使零件程序以更高的運(yùn)動速度執(zhí)行，因此能顯著縮短加工時間乳幸。

　　　海德漢公司的iTNC 530系統(tǒng)的運(yùn)動控制功能能有效避免嚴(yán)重振動奋救。表面質(zhì)量再一次清楚地顯示出海德漢公司數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動控制功能的非凡作用。沿圖示圓弧運(yùn)動需要在每一點(diǎn)處改變軸的加速度反惕，造成機(jī)床振動赶马。iTNC 530通過平滑處理提速獲得了高質(zhì)量表面，沒有振動影響马怎。

　　HSC銑削技術(shù)對模具制造業(yè)和航天工業(yè)的加工工藝具有決定性的影響既屋。HSC銑削技術(shù)要求的進(jìn)給速率對機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)是巨大挑戰(zhàn)。加工時間惰渐、輪廓表面精度和表面質(zhì)量是相互矛盾的因素闰幽，海德漢公司的iTNC 530數(shù)控系統(tǒng)可以確保滿足優(yōu)選的加工要求。因此可以防止機(jī)床振動校社，滿足高精度要求屯贺，同時縮短加工時間。

　　此外欠怕，iTNC 530的相鄰銑削路徑重復(fù)性高摸进，確保用戶實現(xiàn)高質(zhì)量工件表面加工，用往復(fù)多刀銑削工藝縮短加工時間潘所。iTNC 530奠定了數(shù)控挽晌、驅(qū)動和機(jī)床結(jié)構(gòu)相互配合的全新標(biāo)準(zhǔn)。使用戶的批量零件生產(chǎn)從首件就能達(dá)到高質(zhì)量加工效果怠褐。

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