數(shù)控系統(tǒng)加減速控制功能對汽車模具加工精度的影響很大。保證機(jī)床運動平穩(wěn)的前提下,實現(xiàn)以過渡過程時間最短為目標(biāo)的最優(yōu)加減速控制規(guī)律能使機(jī)床更好地滿足高精度加工要求,特別是在高速加工中,加減速功能顯得尤為重要。 n$fYgZKn
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隨著中國汽車工業(yè)的發(fā)展,汽車模具加工所要求的加工精度、表面質(zhì)量和加工效率越來越高。要加工出高質(zhì)量的模具,必須有適于模具加工特性的高效數(shù)控機(jī)床。當(dāng)然,先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)是保證汽車模具復(fù)雜曲面高速加工質(zhì)量和效率的關(guān)鍵因素,其中,加減速控制是數(shù)控系統(tǒng)插補器的重要組成部分。 xu _:
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加減速控制功能的重要作用 w{1DwCLKq
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數(shù)控系統(tǒng)加減速控制功能是指數(shù)控系統(tǒng)有程序預(yù)讀功能——能“預(yù)測”加工方向的未來變化并調(diào)整運動速度使之符合編程表面要求;在被加工表面形狀(曲率)發(fā)生變化時及時采取改變進(jìn)給速度等措施以避免過切;當(dāng)?shù)毒咔腥牍ぜ䲡r,數(shù)控系統(tǒng)可以根據(jù)需要自動降低進(jìn)給速率……因此,數(shù)控系統(tǒng)加減速控制功能可使工程師在編程進(jìn)給速率時只需用最高加工速度, 數(shù)控系統(tǒng)能自動根據(jù)工件輪廓調(diào)整實際速度,可大大節(jié)省加工時間,同時,內(nèi)置的過濾器能顯著抑制各機(jī)床的固有頻率,能夠更好地保證所需的表面精度,除此之外,有些數(shù)控系統(tǒng)還可以實現(xiàn)各種誤差補償,包括線性和非線性軸誤差、反向間隙、圓周運動的方向尖角、熱膨脹及粘滯摩擦等。 O%.c%)4Xo
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最優(yōu)的加減速控制規(guī)律能使機(jī)床更好地滿足高精度加工要求,特別是在高速加工中,加減速控制功能就顯得尤為重要——在CNC裝置中,為了保證機(jī)床在起動或停止時不產(chǎn)生沖擊、失步、超程或振蕩,必須對進(jìn)給電機(jī)的脈沖頻率或電壓進(jìn)行加減速控制,即在機(jī)床加速起動時保證加在伺服電機(jī)上的脈沖頻率或電壓逐漸增加,而當(dāng)機(jī)床減速停止時保證加在伺服電機(jī)上的脈沖頻率或電壓逐漸減小。 ~al4`:rRx1
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加減速控制功能與加工精度 &cEQ6('H
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由于汽車模具的曲面形狀復(fù)雜、曲率變化較大,在加工過程中,數(shù)控系統(tǒng)的加減速控制功能是影響模具質(zhì)量的重要因素之一,因此,編程人員除了按模具輪廓編制NC程序外,還必須了解所用數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)是否具有加減速控制功能。 8MH ZWi
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對于沒有加減速控制功能的數(shù)控系統(tǒng)(如FANUC 0M),在NC程序處理時,對于輪廓的拐角處,加工速度要根據(jù)曲面的曲率變化而有所變化,這樣不至于在拐角處產(chǎn)生過切和欠切。 Tq7cZe"6
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對于有加減速控制功能的數(shù)控機(jī)床,在加工模具時一定要打開這個功能(有的數(shù)控機(jī)床用指令打開,有的用設(shè)置機(jī)床參數(shù)打開),否則加減速控制功能無效。 }&Gt&Hm>K
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下面筆者以加工車頂模具為例來說明數(shù)控系統(tǒng)加減速功能對模具加工精度的影響。 )!:}R}q
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出現(xiàn)這種過切的原因有兩種: D)ZGTq`(
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第一,在OKUNMA機(jī)床上加工模具,機(jī)床控制系統(tǒng)是OSP-U100M,該控制系統(tǒng)具有加減速控制功能,但打開機(jī)床的加減速控制功能需要設(shè)置EXECUTION MODE和MACHINING MODE兩個參數(shù),由于操作人員沒有打開加減速功能,導(dǎo)致在加工過程中出現(xiàn)過切。 Yz?4eSa/
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第二,在控制系統(tǒng)為FANUC 0M的數(shù)控機(jī)床上加工模具,出現(xiàn)圖1所示的過切原因是由于FANUC 0M系統(tǒng)本身沒有加減速控制功能,NC程序的編制也沒有考慮在曲面的曲率變化處改變加工速度,加工過程中機(jī)床以程序中給定的恒定進(jìn)給速度進(jìn)行加工,當(dāng)加工曲面的曲率發(fā)生變化時,機(jī)床加工速度不能跟隨加工輪廓的變化而變化。 nS8oSs_
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編制NC程序需要考慮的因素 Ov$_Phm:
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現(xiàn)在高速銑數(shù)控機(jī)床一般都配有具有加減速控制功能的數(shù)控系統(tǒng),所以在高速銑數(shù)控機(jī)床上編制汽車模具加工程序時,可以不考慮曲率變化時的速度變化,而只需要考慮適合高速切削的加工走刀方式、專門的CAD/CAM編程策略、優(yōu)化的高速加工參數(shù)。這種機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)可預(yù)先閱讀和檢查多個程序段,如DMG某機(jī)床有多達(dá)500個程序段,iTNC 530具有1024段(可通過機(jī)床參數(shù)設(shè)置)預(yù)讀功能,Simens系統(tǒng)可達(dá)1000~2000個程序段,當(dāng)汽車模具輪廓的曲率發(fā)生變化時,機(jī)床加工速度能跟隨加工輪廓的變化而變化。 38Q>x
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數(shù)控加工的目標(biāo)是實現(xiàn)高精度、高效率的加工,一方面要求數(shù)控機(jī)床反應(yīng)快,各座標(biāo)運動部件能在極短的時間內(nèi)達(dá)到給定的速度,并能在高速運行中快速準(zhǔn)確地停止在預(yù)定位置,縮短準(zhǔn)備時間,另一方面要求加工過程運動平穩(wěn),沖擊小,因此,保證在機(jī)床運動平穩(wěn)的前提下,實現(xiàn)以過渡過程時間最短為目標(biāo)的最優(yōu)加減速控制規(guī)律能使機(jī)床更好地滿足高精度加工要求。