要加工出高質(zhì)量的模具园湘，必須有適于模具加工特性且具有高效率的數(shù)控機床辅蜡。

　　隨著中國模具工業(yè)的發(fā)展肆洽，模具加工所要求的加工精度易麻、表面質(zhì)量和加工效率也越來越高。要加工出高質(zhì)量的模具社咒，必須有適于模具加工特性且具有高效率的數(shù)控機床秽祷。而卓越的高速加工功能、五軸聯(lián)動加工功能和友好的人機界面是該類機床所追求的目標位俩。

　　機床要滿足高的性能要求矗寂，需要從下列各個方面入手：(1)機床機械設計：機械高剛性碳胳，運動部件低質(zhì)量；(2)進給設計：高的加速能力和大的速度控制范圍能力沫勿；(3)主軸系統(tǒng)設計：高軸速度挨约、低得不均勻性和好的速度穩(wěn)定性；(4)刀具：適于高速加工要求产雹；(5)數(shù)控系統(tǒng)和測量反饋等诫惭。

　　海德漢公司是一家擁有100多年歷史的專門生產(chǎn)高精密測量元件和數(shù)控系統(tǒng)的跨國集團公司。所生產(chǎn)的高性能數(shù)控系統(tǒng)和測量反饋元件在模具加工和高精密加工領域中得到了廣泛的應用蔓挖。

　　iTNC 530系統(tǒng)的硬件設計

　　硬件設計的好壞決定控制系統(tǒng)能否適合于高速夕土、高精以及高表面質(zhì)量加工。iTNC 530采用全新的微處理器結(jié)構(gòu)瘟判，具有非常強大的計算能力怨绣。iTNC 530控制系統(tǒng)具有可控制達12軸，控制器本身包含了主機單元(MC)和控制單元(CC)兩個部分拷获。

　　主機單元(MC)采用了奔騰III-800芯片篮撑、133MHz總線頻率，這是進行所有計算刀诬、屏幕顯示和數(shù)據(jù)通信的保證锯忱。iTNC530所有的實時任務均在自己開發(fā)的實時操作系統(tǒng)(HEROS)下完成，而且也可提供帶雙處理器的主計算機健吃，它既可以保證系統(tǒng)的實時計算和穩(wěn)定性能闰妓，同時又能滿足用戶對Windows應用程序的需求。同時主機單元中的存儲是通過容量達30G的硬盤實現(xiàn)的陕绢，這對復雜模具加工提供了充足的存儲空間过腰。主機單元帶有各類數(shù)據(jù)通信接口(Ethernet/RS232/RS422/USB等)，所配備的快速以太網(wǎng)通信接口能以100Mb/s的速率傳輸程序數(shù)據(jù)闯揪。

　　控制單元(CC)最新的設計中集成了控制系統(tǒng)的所有伺服控制回路(位置環(huán)/速度環(huán)/電流環(huán))橄看，所有的伺服計算都在DSP(數(shù)字信號處理器)中完成。從而測量元件的反饋均集成在控制單元上避某，包含位置反饋和速度反饋硅跌。其優(yōu)勢在于：保證伺服計算快速和實時要求，減小各伺服回路周期蚯垫，減少各個回路間的通信延遲闲涕，可在位置回路實現(xiàn)高增益，實現(xiàn)高速和高表面質(zhì)量加工咳碰，并可很好地控制直接驅(qū)動(直線電機和力矩電機)剖毯。

　　驅(qū)動配套：可以根據(jù)需要提供全套的iTNC 530數(shù)控系統(tǒng)，包括變頻器模塊教馆、電源模塊和伺服電機及主軸電機逊谋。同時擂达，數(shù)控系統(tǒng)還具有很好的開放性能，能夠連接第三方的變頻器或電機胶滋，組成全套數(shù)字系統(tǒng)板鬓。由于iTNC 530特殊的控制單元設計，所有的伺服運動控制均在控制單元中實現(xiàn)镀钓，其輸出為數(shù)字PWM信號穗熬，因而后續(xù)的變頻器主要為運算放大功能。

　　好的伺服控制和高速控制能力

　　針對復雜的曲面丁溅，如果要實現(xiàn)高速唤蔗、高精和高表面質(zhì)量加工，在具備好的硬件基礎上控制系統(tǒng)軟件也必須具有好的伺服性能及高速控制能力窟赏。以下幾點為高性能加工機床控制系統(tǒng)所需的一些特性：

　　在強大硬件的支持下妓柜，iTNC 530采用了全數(shù)字化驅(qū)動技術。其位置控制器棕健、速度控制器和電流控制器全部實現(xiàn)數(shù)字控制寸纠。數(shù)字電機控制技術能獲得非常高的進給速率。iTNC 530在同時插補多達5軸時秕肚，還能使轉(zhuǎn)速高達40000 r/min的數(shù)控主軸達到要求的切削速度帮课。

　　先進的前饋伺服技術越來越多地將程序段處理放在后臺執(zhí)行。即使如此袭吗，對有些加工任務八泡，快速處理程序段仍是獲得理想加工效果的最佳方法，例如進行高精度輪廓加工苏昨。

　　iTNC 530具有理想的程序段處理速度性能锚揍，實現(xiàn)短的程序段處理時間(0.5ms)和短的各控制回路周期(位置環(huán)周期為100ms)以及各類插補(直線/圓弧/螺旋線/樣條)。

　　iTNC 530還具有1024段(可通過機床參數(shù)設置)預讀功能赘湾》姥“預讀”功能能預測方向的未來變化，來調(diào)整運動速度使之符合編程表面要求律逼。當?shù)毒咔腥牍ぜr按辱，iTNC 530可以根據(jù)需要自動降低進給速率，因此在編程進給速率時只需用最高加工速度蛹头，iTNC 530能自動根據(jù)工件輪廓調(diào)整實際速度顿肺，節(jié)省加工時間。內(nèi)置的過濾器能顯著抑制各機床的固有頻率掘而，同時保證所需的表面精度。同時于购，iTNC 530可實現(xiàn)各種誤差補償袍睡，包括線性和非線性軸誤差知染、反向間隙、圓周運動的方向尖角斑胜、熱膨脹及粘滯摩擦控淡。

　　高速切削代表著快速和高效地銑輪廓。數(shù)控系統(tǒng)必須能快速傳輸大量數(shù)據(jù)止潘，允許高效編輯長程序并使加工出的工件具有理想輪廓掺炭，這都是iTNC 530所具備的優(yōu)點。除了NC程序外凭戴，最終用戶也可以通過固定循環(huán)指定輪廓加工的精度涧狮。只需用循環(huán)向數(shù)控系統(tǒng)輸入最大允許的與理想輪廓的偏差。iTNC 530將自動按所要求的偏差調(diào)整加工而且它能保證不損壞輪廓逆酣。

　　要機床具備良好的加減速功能刹越，必須要保持合理的加加速。如果加加速過大(突變)殖锹，可在短時間內(nèi)實現(xiàn)加速靡循，但同時會造成機床的振動，從而使所加工的表面出現(xiàn)條紋席磕，降低了表面加工質(zhì)量铣滥；如果加加速過小，可以實現(xiàn)高的表面質(zhì)量照窥，但很難實現(xiàn)快加速功能肃萍。因此，如何保證高速和高表面質(zhì)量非常重要茁臀。iTNC 530系統(tǒng)采用限制加加速值并利用過濾器對加加速度進行了光滑處理來實現(xiàn)上述功能揩池。通過該功能的使用既可以減少加工中由于加加速突變而產(chǎn)生的機床振動而實現(xiàn)高表面質(zhì)量加工，同時又能達到機床良好的加減速性能堆因。

　　在控制系統(tǒng)執(zhí)行完插補功能以后泪桥，產(chǎn)生名義位置值提供給后續(xù)的位置回路。大家知道久窟，實現(xiàn)高速秩冈、高精和高表面質(zhì)量要求與很多因素相關，尤其是機床本身的動態(tài)性能斥扛。iTNC 530系統(tǒng)提供了不同類型的內(nèi)置的名義位置過濾器入问，比如單過濾器(Standard filter)、雙過濾器(Expanded filter)和高速過濾器(HSC filter)稀颁。系統(tǒng)可根據(jù)用戶的不同需求和機床本身的動態(tài)性能確定采用哪種過濾器芬失，它可通過設置不同的參數(shù)完成。當然，為盡可能地充分發(fā)揮機床本身的動態(tài)性能棱烂，海德漢公司提供了一系列的調(diào)試工具租漂，可以方便各機床制造商進行調(diào)試。

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