高速加工中心是高速加工中心的重要組成部分,它在很大程度上決定著機(jī)床加工的速度、精度和表面質(zhì)量。因此,對(duì)于加工模具自由曲面的高速機(jī)床,數(shù)控系統(tǒng)的性能具有特別重要的意義。
加工高精度自由曲面時(shí),由微段直線和圓弧構(gòu)成的刀具軌跡造成龐大的零件程序,這些數(shù)據(jù)流需要由機(jī)床控制系統(tǒng)來(lái)儲(chǔ)存和處理,因此,程序段處理時(shí)間的長(zhǎng)短是決定CNC控制系統(tǒng)工作效率的重要指標(biāo)。目前,高檔CNC控制系統(tǒng)的程序段處理時(shí)間一般可達(dá)0.5ms,而個(gè)別數(shù)控系統(tǒng)的程序段處理時(shí)間已縮短到0.2~0.4ms。
應(yīng)用于模具高速加工的現(xiàn)代CNC數(shù)控系統(tǒng),除了具有為確保高速進(jìn)給速度所必要的很短程序處理時(shí)間外,還應(yīng)具有Nurbs和樣條插補(bǔ)功能,并能以納米的分辨率進(jìn)行工作,以便在高速加工的情況下獲得高的加工精度和表面質(zhì)量。
目前,高檔的數(shù)控系統(tǒng)也都能與不同廠家的CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行連接,數(shù)據(jù)從CAD/CAM系統(tǒng)經(jīng)以太網(wǎng)以很高的速度傳送到控制系統(tǒng)上。CAD/CAM集成到控制系統(tǒng)上,在很大程度上能使模具復(fù)雜輪廓的加工獲得良好的效果,并對(duì)縮短調(diào)整時(shí)間和編程時(shí)間做出十分重要的貢獻(xiàn)。
近十年來(lái),驅(qū)動(dòng)技術(shù)和控制系統(tǒng)的長(zhǎng)足進(jìn)步,推動(dòng)了加工中心結(jié)構(gòu)的不斷創(chuàng)新和性能的不斷提高。電主軸、直線電機(jī)、轉(zhuǎn)矩電機(jī)和快速數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)提高加工中心的高速、高動(dòng)態(tài)和高加工精度起了決定性的作用。而在模具加工機(jī)床的多種結(jié)構(gòu)創(chuàng)新中,轉(zhuǎn)矩電機(jī)起到了特別重要的作用。
它不僅應(yīng)用于回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)和擺動(dòng)驅(qū)動(dòng),而且還應(yīng)用于叉形主軸頭的擺動(dòng)或主軸頭的擺動(dòng)和回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng),由此構(gòu)成各種不同類型的五軸加工中心。而回轉(zhuǎn)和擺動(dòng)主軸頭的應(yīng)用,又為發(fā)展加工大型模具的五軸龍門(mén)式高速精密銑床提供了技術(shù)支持。
今后,進(jìn)一步提高主軸轉(zhuǎn)速、動(dòng)態(tài)性能和行程速度仍是高速加工中心的發(fā)展重點(diǎn),這不僅仍要依賴于驅(qū)動(dòng)技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,還要有賴于機(jī)床構(gòu)件輕量化的發(fā)展和并聯(lián)機(jī)床的開(kāi)發(fā)。可以預(yù)料,在今后5年中,高速加工中心或高速銑床的軸加速度有望達(dá)到3~4g,坐標(biāo)軸的快速行程速度達(dá)到100~140m/min。


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