多軸運(yùn)行、高速加工和高精加工，復(fù)合型機(jī)床的特征是多方面的。但在其背后都有高效能的CNC在確保其可靠的運(yùn)行。
復(fù)合型設(shè)備需要可靠、精確和快速的控制。對(duì)于五軸加工中心和車(chē)銑或集其他技術(shù)工藝于一身的復(fù)合型機(jī)床來(lái)說(shuō)，亦是如此。在多個(gè)工位上以固定節(jié)奏執(zhí)行各種不同加工任務(wù)的多路徑加工設(shè)備（如多軸機(jī)床和傳送設(shè)備）需要非常高效的CNC。
并非只有可控通道和軸的數(shù)量決定了控制系統(tǒng)的效率，還有所使用的軟件是否運(yùn)行快速、可靠，而且是否為廠家和用戶(hù)提供****的服務(wù)支持也屬于基本的前提條件。這一點(diǎn)對(duì)于諸如車(chē)銑機(jī)床等設(shè)備來(lái)說(shuō)非常重要。即使各加工工藝分開(kāi)進(jìn)行，即車(chē)、銑加工分別在擁有各自通道的不同工位上進(jìn)行，也可以共同使用軸和刀具。其前提是各個(gè)通道可以相互交換信息，并達(dá)到同步的傳遞和加工。這種多通道的應(yīng)用有一個(gè)瓶頸，就是在主軸旋轉(zhuǎn)速度同步的情況下設(shè)備傳遞的復(fù)雜性。
五軸加工需要輔助功能
針對(duì)五軸加工，可以對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)有設(shè)備及其控制系統(tǒng)潛能的軟件功能進(jìn)行充分的利用（圖1），還有增強(qiáng)刀具的長(zhǎng)度、方向和半徑的補(bǔ)償能力（TCP、TPC和TRC），如刀具對(duì)加工材料的切入點(diǎn)（計(jì)算）補(bǔ)償問(wèn)題。如果是特殊刀具（如梯形銑刀），則需要輸入特別的但通常在CAM軟件里具備的校正數(shù)值。在對(duì)刀具進(jìn)行測(cè)量之后，這些數(shù)值即可****保存在Fanuc GE的CNC里，通過(guò)按鍵即可調(diào)用。這樣不僅可以簡(jiǎn)化NC編程，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)瞬間更換刀具，而無(wú)需更改NC程序。
圖1 在這臺(tái)設(shè)備上，必須對(duì)86個(gè)軸和33個(gè)高速主軸進(jìn)行控制
數(shù)學(xué)解析是高精度的前提
為了滿(mǎn)足對(duì)高精度的要求，設(shè)備制造廠家研發(fā)了各種技術(shù)方案，其特點(diǎn)表現(xiàn)在剛性****的結(jié)構(gòu)和精確的驅(qū)動(dòng)技術(shù)上。CNC也具有重要的影響，這是因?yàn)樗枰刂凭_的運(yùn)行（圖2）。Fanuc GE公司的30/31/32i系列CNC可以提供1μm~1nm控制步距的數(shù)學(xué)精度。
圖2 為了在采用五軸銑削時(shí)能夠充分利用可增強(qiáng)現(xiàn)
有設(shè)備及其控制系統(tǒng)潛能的軟件功能，在控制系統(tǒng)里
集入了諸如刀具長(zhǎng)度、方向和半徑補(bǔ)償?shù)戎匾墓δ?/STRONG>
這種數(shù)學(xué)解析是高精度的前提條件。同時(shí)，機(jī)械部件也極其重要。例如絲桿應(yīng)達(dá)到盡可能小的間隙。某種程度上的機(jī)械誤差可以通過(guò)CNC補(bǔ)償功能得以改善或補(bǔ)償，例如采用后坐力加速補(bǔ)償功能，這種功能通過(guò)“Servo Guide Mate”軟件幾乎可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)和瞬時(shí)的調(diào)節(jié)。針對(duì)更高的精度，還有主軸斜率補(bǔ)償和直線補(bǔ)償功能可供使用。
CNC應(yīng)當(dāng)能夠有助于提高切削作業(yè)的生產(chǎn)效率。針對(duì)精度上的要求，控制系統(tǒng)上的NC程序可以在1~10級(jí)范圍內(nèi)優(yōu)化到****的精度或****的速度，當(dāng)然這是單獨(dú)針對(duì)各個(gè)程序和加工流程而進(jìn)行。因此在粗加工時(shí)，加工速度的重要性高于一切；而在精磨時(shí)，高精度的設(shè)定是至關(guān)重要的。
如果一個(gè)工件在某一工位加工后被取走，如用于測(cè)量，而后需要再返回到設(shè)備上繼續(xù)接受加工的話(huà)，則需要考慮工件位置補(bǔ)償（Workpiece Setting Error Compensation）問(wèn)題。與原始夾持的狀態(tài)相比，較小的尺寸偏差在所難免。這項(xiàng)功能可以把測(cè)量結(jié)果視為后續(xù)加工流程的矯正系數(shù)。
圖3 針對(duì)車(chē)、銑綜合加工的控制，CNC的功效起到很重要的作用
干擾性檢測(cè)避免碰撞
“3D干擾檢測(cè)”功能有助于避免碰撞的發(fā)生。這是因?yàn)槿绻麢C(jī)床主軸在復(fù)雜的軌道上極快速運(yùn)行的話(huà)，它總存在著一個(gè)安全風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題，至少操作人員需要特別小心。通過(guò)這種內(nèi)置的碰撞控制功能，設(shè)備制造廠家和設(shè)備操作者可借助于幾何外形對(duì)所有碰撞危險(xiǎn)區(qū)域（如刀具、工件、工作臺(tái)和夾持裝置）進(jìn)行定義�？刂葡到y(tǒng)在計(jì)算軸的運(yùn)行軌道時(shí)，會(huì)把這些空間信息與當(dāng)時(shí)采用的刀具數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)考慮， 即使在運(yùn)用五軸程序的情況下，也會(huì)避免可能發(fā)生的碰撞事件。
碰撞監(jiān)視也適用于控制
在加工過(guò)程中，碰撞監(jiān)視功能一直發(fā)揮著作用。操作者也可以在加工之前的干運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)行檢測(cè)。在銑削過(guò)程中若設(shè)備因及時(shí)發(fā)現(xiàn)的干涉危險(xiǎn)而發(fā)生停機(jī)，則設(shè)備操作者可在監(jiān)視功能仍然有效時(shí)使相關(guān)的軸退回。這樣，即使他因疏忽而按錯(cuò)按鍵的話(huà)，也可以避免碰撞事件的發(fā)生。30/31/32i系列CNC可以為復(fù)合加工提供一個(gè)良好的基礎(chǔ)，并滿(mǎn)足多軸和多通道加工的要求�？刂葡到y(tǒng)具備高速運(yùn)行的處理器和內(nèi)部的高速總線。由此可以實(shí)現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)處理和很多軟件功能。 |
