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數(shù)控作業(yè)體系進(jìn)境走向

作者:天乙數(shù)控機(jī)床時(shí)間:2021-12-29999次瀏覽

信息摘要:

高精加工從精密加工到超精密加工再到特高精度加工,是世界各國(guó)致力發(fā)展的方向。其精度從微米級(jí)到亞微米級(jí),乃至納米級(jí)(<10nm),其應(yīng)用范圍日趨廣泛。超精密加工主要包括超精密切削(車、銑)、超精密磨削、超精密研磨拋光以及超精密特種加工(三束加工及微細(xì)電火花加工、微細(xì)電解加工和各種復(fù)合加工等)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技

高精加工從精密加工到超精密加工再到特高精度加工,是世界各國(guó)致力發(fā)展的方向。其精度從微米級(jí)到亞微米級(jí),乃至納米級(jí)(<10nm),其應(yīng)用范圍日趨廣泛。超精密加工主要包括超精密切削(車、銑)、超精密磨削、超精密研磨拋光以及超精密特種加工(三束加工及微細(xì)電火花加工、微細(xì)電解加工和各種復(fù)合加工等)。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,對(duì)超精密加工技術(shù)不斷提出了新的要求。新材料及新零件的出現(xiàn),更高精度要求的提出等都需要超精密加工工藝,發(fā)展新型超精密加工機(jī)床,完善現(xiàn)代超精密加工技術(shù),以適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展。


  精密化是為了適應(yīng)高新技術(shù)發(fā)展的需要,也是為了提高普通機(jī)電產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和可靠性,減少其裝配時(shí)的工作量從而提高裝配效率的需要。隨著高新技術(shù)的發(fā)展和對(duì)機(jī)電產(chǎn)品性能與質(zhì)量要求的提高,機(jī)床用戶對(duì)機(jī)床加工精度的要求也越來(lái)越高。為了滿足用戶的需要,近10多年來(lái),普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由±10μm提高到±5μm,精密級(jí)加工中心的加工精度則從±3 ̄5μm,提高到±1 ̄1.5μm.


  復(fù)雜曲面加工進(jìn)入90年代以來(lái),復(fù)雜型面在生產(chǎn)中幾乎全部以高速切削的方式進(jìn)行加工。目的是為了提高生產(chǎn)效率,降低產(chǎn)品的成本,同時(shí)提高工件的形狀精度和降低表面粗糙度。為了滿足高速切削的需要,機(jī)床的主軸幾乎無(wú)一例外地采用電主軸。主軸轉(zhuǎn)速根據(jù)所用刀具直徑的不同進(jìn)行無(wú)級(jí)變速,轉(zhuǎn)速范圍從每分鐘幾千轉(zhuǎn)至幾萬(wàn)轉(zhuǎn)。滑臺(tái)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在高速切削時(shí)也不同于常規(guī)加工中心,常用的系統(tǒng)有高速絲杠螺母副驅(qū)動(dòng)和直線電機(jī)驅(qū)動(dòng),*大的進(jìn)給速度可以達(dá)到100m/min以上。


  在加工復(fù)雜型面時(shí),機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)也必須滿足一些特殊要求。比如,復(fù)雜型面的數(shù)控加工程序一般在CAD/CAM軟件上生成,一個(gè)型面的程序往往需數(shù)兆字節(jié)(Byte)的儲(chǔ)存空間,需要大容量存儲(chǔ)器進(jìn)行存儲(chǔ)。所以數(shù)控系統(tǒng)必須有與其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的功能,以便直接從CAD/CAM上接收數(shù)控程序。


  此外,數(shù)控系統(tǒng)還必須采用先進(jìn)的控制技術(shù),要求有前瞻(LookAhead)功能。也就是說(shuō),在機(jī)床加工某一軌跡前,數(shù)據(jù)系統(tǒng)對(duì)要加工的曲面進(jìn)行預(yù)先分析,根據(jù)曲面各點(diǎn)的曲率以及各相鄰點(diǎn)的銜接關(guān)系,適當(dāng)調(diào)整機(jī)床的進(jìn)給速度,以便在保證工件精度的前提下達(dá)到*高的生產(chǎn)率。為了減少加工過(guò)程中的動(dòng)態(tài)誤差,新型的數(shù)據(jù)系統(tǒng)伺服誤差的校正不再采用以往的串聯(lián)式比例微分積分(PID)調(diào)節(jié)器,而是采用按位置和速度等狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)臓顟B(tài)調(diào)節(jié)器,采用這種調(diào)節(jié)器可以徹底消除驅(qū)動(dòng)滯后誤差,補(bǔ)償由于間隙或摩擦引起的非線性誤差,甚至可以抵消機(jī)床的某些振動(dòng),從而達(dá)到提高工件形狀精度和降低表面粗糙度的要求。


  復(fù)雜曲面加工涉及并聯(lián)機(jī)床結(jié)構(gòu)、數(shù)字伺服系統(tǒng)開發(fā)、CAD/CAM應(yīng)用、并聯(lián)結(jié)構(gòu)加工誤差與精度分析、機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定及機(jī)床剛度的提高等技術(shù)。需要解決機(jī)床總體布局并聯(lián)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、七軸聯(lián)動(dòng)并聯(lián)機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)、并聯(lián)加工中心精度保障等關(guān)鍵技術(shù)。


  將曲面加工中的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡產(chǎn)生功能集成到CNC中,也是曲面加工的發(fā)展趨勢(shì)2.即由CNC直接根據(jù)曲面幾何定義與工藝參數(shù)實(shí)時(shí)地自動(dòng)完成連續(xù)刀具軌跡插補(bǔ),并由此控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)。其曲面塊加工指令相當(dāng)于一個(gè)完整工步,其控制復(fù)雜度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)目前CNC上僅對(duì)直線、圓弧處理。


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