艾伯特·愛因斯坦說過：“做任何事情都應該盡量簡單，但不可簡化。”針對機床領域员漩，人們或許可以說：一個工件的加工應該盡可能快，但不可過快晤泌。

　　對于高速加工機床所設定的目標而言逝淹，必須在生產(chǎn)效率、精度和質(zhì)量之間達到一種均可接受的妥協(xié)桶唐。在這方面栅葡，CNC就起到重要的作用。NUM數(shù)控系統(tǒng)不僅具有平滑而緊湊的CNC程序尤泽，同時還擁有很多其他功能欣簇，可對設備實現(xiàn)最優(yōu)化調(diào)節(jié)：如為加工段做準備的Look ahead功能；自動識別待加工工件外形功能坯约；限制振動的速度控制(累進加速坡度)功能熊咽；無拖動間距條件下進行輪廓跟蹤的功能。

　　如果已經(jīng)具備了一臺驅(qū)動系統(tǒng)與電機匹配得很好闹丐，軸的運行強勁而穩(wěn)定横殴，同時其他所有部件也都設計優(yōu)良的機床，那還有必要應用CNC的這些參數(shù)嗎妇智？

　　一臺機床就如同一輛汽車滥玷。人們可以購買世界上最好的汽車氏身，但是巍棱，車輛的行駛速度和乘坐舒適度首先要取決于司機的素質(zhì)、道路的狀況和交通的情況爱亡。在CNC與汽車控制系統(tǒng)之間當然還有其他一些可類比的東西穴你，接下來就通過對NUM數(shù)控系統(tǒng)的各種HSC功能的描述來加以闡明。

　　為加工做準備

　　如果一輛跑車或一臺機床只是在直行的時候需要快的速度泊铸，那么事情就會變得簡單多了乓收。速度方面的問題往往在于需要在道路上或在待加工輪廓上保持速度。賽車手需要事先對道路中的彎道有所了解者侄，他要知道何時需要換檔和何時存在彎道而需要減速愧棋。如果他到達了彎道時才開始減速的話，那就已經(jīng)太遲而會被甩出跑道了亮哑。描述待加工工件的ISO程序可為CNC提供道路曲線的情況說明罗和，以實現(xiàn)加工前所需的模擬。在開始加工工件之前核狰，CNC必須能夠重新識別和記憶工件功哮，比如它究竟是一種外形柔和的直線型長件，還是一種帶有銳角的短件。與賽車手所不同的是援奢，CNC無法在好幾天之前就記住道路曲線的程序兼犯。它必須隨著加工進展的同時，執(zhí)行準備工作步驟集漾。因此切黔，它把一部分計算工作消耗在了對加工段的分析上，并確定出在何種動態(tài)條件下來執(zhí)行程序段具篇。

　　CNC可自動對編好的進給量所需的加工段數(shù)量做出分析绕娘，沒有調(diào)節(jié)參數(shù)可用。當然栽连，如果CNC操作者能夠了解這種計算背后的物理關系就更好了险领。動能轉(zhuǎn)換等于力所作的功。若起始速度為零秒紧，在恒加速推移下绢陌，則跑完的路程(L)、達到的速度(V)和加速度(γ)之間的關系為：

　　L=V2/2γ

　　這個公式適用于所有的機床熔恢。汽車司機往往會熟悉這樣一種關系：為了能夠加速脐湾，人們需要一條空暢的跑道，同時也務必知道叙淌，制動行程長短與速度的平方成正比隶秒。對于CNC來說，這意味著它必須計算出足夠的加工長度摆咽，以便達到和保持所編定的進給速度媒敲。

　　設定在加速度為5m/s2時，為了達到60m/min的進給量种功，需要的長度為100mm透鹊。對于形狀復雜的工件，經(jīng)常需要以3D的方式和依據(jù)小的線性加工段的先后順序進行編程共吞。精度要求越高召期，則接受編程的加工段就越小。例如铡急，要對半徑為10mm编漆、精度為1μm的圓進行描述，那么就需要用到200多個均小于0.3mm的片段径露。針對快速加工的場合跌蛔，CNC就必須具備在每一秒鐘里準備出大量加工段的能力。從這個意義上說赞辩，NUM數(shù)控系統(tǒng)具有很強的能力雌芽。它能自動與計算需求相匹配授艰，并在每一個掃描周期內(nèi)準備并執(zhí)行多個加工段。

　　對輪廓面難點的自動識別

　　如同賽車手一樣世落，CNC也知道如何處理各種不同的輪廓面淮腾。它識別角和彎道，在出現(xiàn)連續(xù)性的彎道時屉佳，也知道曲率變化谷朝。如果是一件多形式組合或是非均勻曲線曲面的加工段，CNC即會在待加工件的整個長度上對輪廓面作出分析武花。

　　CNC在整個加工行程中依據(jù)所設定的精度目標圆凰，調(diào)整其進給速度。根據(jù)預加工和精加工階段的實際需要体箕，人們還可以任意更改目標精度值专钉。也就是說，在生產(chǎn)效率和精度之間的配合累铅，完全可由操作者自己掌握跃须。

　　在加速或更改方向時，設備總存在著一個從零加速到某個速度的點禽岭。當達到目標速度后诉抱，設備則由加速狀態(tài)轉(zhuǎn)換到恒速狀態(tài)。這種加速變更會造成一種振動并減弱設備的生產(chǎn)能力艘励。為了盡可能把振動減小聂闺，就必須應用CNC振動限定功能。NUM數(shù)控系統(tǒng)可以以拋物線的方式調(diào)節(jié)加速度的梯度唆痪，即通過加速的方式實現(xiàn)對沖擊的限定(可控的抑制)咨捕。如果與汽車作比較的話，這就好像是通過緩慢操控油門和腳剎的辦法來控制參數(shù)戒款，使乘車人不會感到瞬間變速而不舒適一樣尊慷。為了能夠更方便地調(diào)節(jié)步階式加速执寺，NUM公司決定采用臨時性參數(shù)：加速時間和沖擊控制時間区孩。研究結果表明，當加速時間等同于設備主導柔性模式周期時洞惕，振動就得到極大衰減刑嚷。

　　輪廓跟蹤實現(xiàn)高輪廓精度

　　在工作準備階段，可以確保按照Look-ahead所確定的速度對工件進行加工竟坛。由于CNC事先都已經(jīng)顧及到了各種物理限定因素闽巩，因此沒有必要再另外使用過濾器。通過“高輪廓精度”功能担汤，可以彌補由驅(qū)動引起的動態(tài)誤差涎跨，從而達到極微小的輪廓瑕疵洼冻。

　　針對較高表面質(zhì)量的ISO程序平整

　　NUM-Coss是一種平整和壓縮的軟件，它可以改進ISO程序隅很，提高加工工件的質(zhì)量撞牢。CNC結果程序便是CAD/CAM工藝的成果：通過CAD的3D模型設計，通過CAM系統(tǒng)的刀具行程計算叔营，通過后處理程序生成ISO功能塊并與設備相匹配屋彪。遺憾的是，在每一個步驟中與原始模型產(chǎn)生的幾何偏差都很小绒尊。特別是在制定加工策略時畜挥，輪廓的質(zhì)量會受到CAM程序的影響，例如涉及CAD模型表面變動的點云斑婴谱。這是設備遇到問題或需要二次加工的最常見原因蟹但。

　　CAM程序確定的刀具行程要受到離散參數(shù)的制約。若選擇的離散參數(shù)較差决太，則CNC就會出現(xiàn)問題并影響到加工狀態(tài)鹤梯。通過采用NUM-Coss來制定ISO程序，則不僅可獲得較短和較平滑的程序排貌，同時也可實現(xiàn)較快的加工速度和較好的表面質(zhì)量犬洽。

　　如果操作者沒有任何技能和訣竅，就算使用再好的數(shù)控系統(tǒng)也無濟于事投谅。因此在加工時纪萎，需要在速度和精度之間找到一個好的平衡點。NUM數(shù)控系統(tǒng)的HSC功能可以同時改善這兩種參數(shù)蘑劲。但是虹限，在眾多的因素中，只能針對某一個方面對HSC進行優(yōu)化似魄，這時操作者就需要發(fā)揮主要的作用彭薪。操作者應該把握好CNC中的HSC參數(shù)，以便他在各個不同的加工階段作姐，能夠把參數(shù)相應地調(diào)整到最好夜矗。在對各工件加工質(zhì)量的評判和使設備及控制系統(tǒng)達到最佳運行狀態(tài)上，操作者的工作經(jīng)驗是無可替代的让虐。

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