模具制造業(yè)以及航天工業(yè)的零件加工可以用現(xiàn)代化的高速切削(HSC)技術得到最優(yōu)化的效果。如果想達到高速切削技術的經濟性目的，那么就要使
機床和數(shù)控系統(tǒng)能夠應對高于常規(guī)切削方式的運動速度。
'W~6-c9y U {9yfy 機床運動速度不但要非常快，加工形狀也必須準確，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動。為了應對加工時間、表面質量和幾何
精度間的矛盾，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)調整控制最終的
銑削結果。CNC系統(tǒng)的路徑控制能力是特定精度和表面質量條件下影響加工時間的決定性因素。
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>T^BD'z@' 圖1 自由形狀加工(雙曲面)
L@G~9{U> <VT|R~ 模具制造業(yè)高速切削(HSC)技術對機床數(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。在經典的電火花成形加工技術之后，高速切削技術直接加工高硬度材料越來越顯示出卓越的經濟性。HSC技術的突出優(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、高速進給和小的切削深度使切屑可以將大量熱量帶離工件。
V%FWZn^ HSC的要求和影響
"z{ rC} HSC加工進給速率大，對加工曲面工件輪廓的加速度要求更高。它能突出體現(xiàn)機床的機電性能。如果進給驅動加速度增加，必然會使機床的結構承受更大的加速力。此外，也容易造成機床的振動，影響表面質量。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)最佳表面加工質量的運動控制能力。數(shù)控系統(tǒng)必須為機床制造商和用戶提供最佳的路徑控制方法。
g'.(te | 機床制造商需要數(shù)控系統(tǒng)可以最佳地控制機床的特性。數(shù)控系統(tǒng)應為運動控制和進給驅動電機控制環(huán)提供參數(shù)，以及具有合理的結構。機床經常通過最終精加工零件測評其性能。必須執(zhí)行每一項加工任務確保高動態(tài)響應不會造成機床的振動。因此，數(shù)控系統(tǒng)必須與機床緊密配合以確保任何加工任務都具有高動態(tài)性能。
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U*20 CNC機床用戶要求數(shù)控系統(tǒng)在滿足工件精度的前提下能夠減小加工時間。達到要求精度不需要耗時的測試，首件加工就必須能達到要求。這些要求必須定義在NC程序中，以確保批量生產的要求。而且，為使模具的加工時間控制在可接受的范圍內，自由形狀表面經常采用往復路徑銑削。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
刀具路徑。否則，將損壞表面質量。
@ | (Tg 數(shù)據處理能力對工件表面質量的影響，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模型幾何形狀轉為刀具路徑;CAD(計算機輔助設計);CAM(計算機輔助制造);CNC(計算機數(shù)字控制);機電系統(tǒng)。
PD:lI]:s 優(yōu)化加工時間、表面質量和工件精度對CNC系統(tǒng)提出了以下的基本要求：有效監(jiān)測輪廓
公差;運動方向轉換后，準確的重復相鄰路徑;高動態(tài)運動不會導致振動。對 2D刀具運動，數(shù)據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。通過龍門銑床上的演示單元可以展示海德漢iTNC 530系統(tǒng)的運動控制特性。KGM是最終可實現(xiàn)輪廓精度的基礎檢查工具。
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l9{. ~]V 圖2 球頭銑刀TCP刀具路徑
@$ o^(my IvB)d}p 更快、精度更高和更準確的輪廓
?]58{O(?c 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。海德漢數(shù)控系統(tǒng)能夠自動平滑處理過渡形狀，同時保持刀具在工件表面上的連續(xù)運動。這個檢測輪廓偏差的系統(tǒng)內部功能，可以自動控制平滑處理過程。
