高精高速加工技術應用

CNC系統將輸入的零件程序轉換成形狀軌跡、進給率等待加工的指令信息，不斷向各伺服軸發送位置指令。 為了獲得高速和高精度，CNC必鬚根據零件加工的形狀軌跡選擇最佳進給速度，並在允許精度範圍內以盡可能高的進給速度生成位置指令。 特別是在拐角處和小半徑處，CNC 應該能夠判斷加工速度變化多少會影響精度，在刀具到達這樣一個點之前，刀具的切線速度會自動減速。 對於模具加工，一般程序段很小，但程序很長，因此必須採用特殊的控制方法才能實現高精度和高速加工。 伺服系統需要精確、快速的驅動才能高速加工高精度機械零件。 為此，伺服系統必須具有快速響應和抑制干擾的能力。 同時，伺服系統不得產生振動，消除與機床的共振。

CNC對高精度高速加工的要求可歸納如下：

• (1) 可以高速處理塊。
• (2)可以快速準確地處理和控制信息流，最大限度地減少加工誤差。
• (3)能最大限度地減少機械衝擊，使機床運動平穩。
• (4)必須有足夠的容量，讓大容量的加工程序高速運行； 或具有通過網絡傳輸大量數據的能力。
• (5) 伺服電機、主軸電機和傳感器具有高分辨率和高速運行。
• (6) 因為是高速加工，所以可靠性和安全性非常重要。

高速高精度功能主要包括以下幾個方面：

• 1、進給率控制和加（減速）加工功能（包括拐角減速加工）：高速加工的誤差主要是控制系統加（減速）滯後和伺服系統滯後造成的。 因此，控制系統必須盡量減少這兩方面的誤差。 例如，前饋控制用於減少伺服滯後引起的誤差。 使用數字伺服技術改善伺服控制。 由於採用了數字伺服技術，可以提高伺服系統的速度增益和位置增益，從而減少伺服滯後引起的誤差。 減少加（減速）速度滯後引起的誤差。 在高速加工中，加速度（減速度）和進給速度是最重要的參數。 只有嚴格控制不同加工形狀的加速度（減速度）和進給速度，才能實現高速加工。 加工過程 實現。 較大的進給速度會在系統過渡過程中產生較大的誤差，例如拐角。 為了實現高速加工，必須控制進給速度。 另外，在插補前使用加（減速）也可以減少加（減速）滯後引起的誤差。
• 2. 前瞻控制。 如果在不同的加工形狀中預先計算進給速度和加減速，數控系統可以預先計算運動軌跡和運動速度； 即對要運行的程序進行預處理，根據上述控制進給率和加減速方法，預先計算出某些程序段的進給率和加減速，然後計算出運動的幾何軌跡，然後發送到多段緩衝區。 運行時，刀具以一定的速度移動 高速數控加工 在一定的速度下，但加工形狀的誤差仍然很小。 這就是“前向控制”的原理，有時也稱為“前向控制”和“前向控制”。
• 3、利用遠程緩存和DNC操作的高速分配，需要將程序從輸入端快速傳送到數控系統，加工由大量程序組成的零件。 CNC讀取程序後，計算程序數據，為各軸產生分配脈衝，送至伺服系統，使伺服電機運轉。 產生分配脈衝的時間（程序段加工時間）是影響 CNC 性能的重要因素。 對於程序段，高速 DNC 操作允許（使用遠程緩衝區）大大減少生成分配脈衝所需的時間。 該功能縮短了生成程序段的分配脈衝，從而確保由一系列小程序段組成的程序不會在程序段之間停止。 例如，在進行DNC 操作時，由一系列1mm 程序段（3 軸直線插補）組成的程序可以以60m/min 的速度工作，並且不會中斷指定的執行。 由於使用了遠程緩衝功能，實現了高速數據輸入，也保證了高速加工。
• 4. 提高系統分辨率。 例如，納米插值函數。 它使用具有高速RISC的處理器。 用於加工的納米插補可以使機器以最佳進給速度匹配加工性能。
• 5. 挺舉控制。 曲線運動時，加速度的變化可能引起機械振動。 加加速度的控制是自動檢測這種運動以降低速度並減少機械衝擊以降低表面粗糙度值。
• 6. NURBS 插值：在使用CAD 設計模具時，NURBS 被廣泛用於表達自由曲線。 與一般CNC相比，NURBS具有更高的傳輸速率和更短的程序。 同時，加工零件更接近CAD設計的幾何形狀。

對於高速、高精度加工功能，在選擇時，要看是根據加工速度還是加工精度來選擇該功能。 為了保證高速系統的加工誤差很小，系統需要一個誤差補償裝置。 這些補償包括：全行程線性補償和非線性彎曲補償、螺距補償、背隙補償、過象限補償、刀具偏置和熱膨脹、靜摩擦、動摩擦補償等。 具有豐富的網絡功能和軟件包，最好的系統適用於機床可構造。

• (1)集中管理。 一台計算機可控制多台機床，便於監控、運行和加工操作，便於數控程序的傳輸和管理。
• (2) 遠程支持和服務。 未來CNC處於高速狀態，因此對可靠性的要求非常高。 雙檢功能是保證數控系統安全運行的重要措施。

高精度、高速加工技術是傳統加工技術的發展，與傳統加工技術沒有本質區別。 數控加工. 對於高精度， 高速加工，機床的目標是高速加工高精度零件。 為了在精度的基礎上實現高速加工，主要有機械系統、CNC數控裝置和驅動裝置三個重要因素。 高速高精度加工要求機床具有高剛性和更輕的運動部件，尤其是進給和主軸部件。 二是CNC數控系統，是發出速度和位置指令的單元。 首先，要求指令能夠準確、快速地傳輸。 加工完成後，對各坐標軸發出位置指令。 伺服系統必須驅動刀具按指令準確移動。

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