超高速數控機床控制系統的發展(二)

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tags: 控制系統    時間:2014-03-11 12:29:49
超高速數控機床控制系統的發展(二)簡介
      3.精簡指令集的CNC控制系統   為了在超高速加工複雜零件時獲得高精度,許多CNC系統採用了精簡指令集系統,簡稱RISC。它可以計算系統參數產生的……
超高速數控機床控制系統的發展(二)正文
    


3.精簡指令集的CNC控制系統


為了在超高速加工複雜零件時獲得高精度,許多CNC系統採用了精簡指令集系統,簡稱RISC。它可以計算系統參數產生的預期誤差,並根據實際需要進行修正,從而使實際軌跡精確地跟蹤編程軌跡,消除跟蹤誤差。RISC還具有控制加、減速,優化執行程序等功能。這種系統(以FANUC16,西門子840為代表)均已採用32位CPU,有些已採用64位CPU,並帶有小型資料庫,兼有CAM功能,具有MAP3.0通訊能力;採用C語言編程,具有工具監控功能。


在直線電動機尚未普通投入市場的前提下,為了提高系統運行的可靠性,提高產品質量和加工效率,目前較先進NC系統均帶有下述功能:


故障診斷的人工智慧(AI)功能。在系統中存儲了機械故障原因信息及如何消除這些故障的知識庫,具有推理系統,利用知識庫找出產生機械故障的原因;


隨著CNC內存的擴大而裝有小型工藝資料庫,可以進行一些刀具、材料、切削參數等工藝參數選擇控制;


具有很強的圖形功能,可顯示加工零件圖形、走刀軌跡、加工過程動態模擬功能,具有形象、直觀、高效的優點,便於提高效率,使高速加工過程中盡量少出現各種誤差;


實現加工高速化的另一個途徑是儘可能提供較強的插補功能。在直線、圓弧插補基礎上,應用樣條、漸開線、極坐標、圓柱、指數函數和三角函數等特殊曲線插補。


CNC的高速化,不僅體現在高速加工上,而且還表現在非加工時間的縮短上。為此開發了一種高速專用PLC,主要體現在提高基本指令的執行速度。


配置了一種自動測量機功能,對加工零件進行自動檢測,採用刀具長度測量功能並配有五軸刀具補償功能,可進行刀具校正;


自動重新運轉功能在NC加工中一旦刀具破損,則要重新開始加工,所以,必須有刀具退出、返回、加工的重新開始以及在退出舊刀具裝上新刀具后,返回中斷點開始新的加工功能;


雙邊同步技術在龍門移動型高速數控銑床中,當龍門間有效行程大於2m時,必須採用雙邊同步系統。主軸功率在20kW以上的較重型的機床,雙邊同步隨動系統採用主從式交叉反饋原理,一般控制最大雙邊間跟隨誤差小於0.01mm。


新一代的控制器CNC(Next Generation Controller)是一個實時加工控制器和工作站控制器。它具有知識庫、過程輸入/輸出、運動控制、實時控制、工作站控制和通信功能。在這種控制器中可將刀具參數優化,即在選擇合理刀具材料和結構情況下,自動確定刀具切削速度、切削深度、強化切削用量,並提高刀具耐用度,對提高切削效率十分有用。


4.其它輔助控制技術


高速加工中還會遇到其它一系列問題,它們主要是:機床加工中的非線性、多點熱源溫升引起的快速變形,刀具和工件的故障檢測及安全控制,高速冷卻和快速排屑,整體加工中的可靠性及為了提高效率而必須與之相配的科學化管理技術等。

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