控制機(jī)床接觸金屬的方式通常留給CAM系統(tǒng)輸出，此類輸出已經(jīng)通過一個(gè)后處理器翻譯為G代碼(經(jīng)常存在缺陷)旋讹。這種方式對(duì)于生產(chǎn)既定規(guī)格的零件可能是足夠的，但并不一定能實(shí)現(xiàn)最大效率轿衔，特別是對(duì)于精密的五軸機(jī)床而言沉迹。

CAM軟件通常為各類機(jī)床的柔性和適應(yīng)性而設(shè)計(jì)，但是數(shù)控系統(tǒng)為特定機(jī)床的軸驅(qū)動(dòng)器害驹、標(biāo)尺和機(jī)械元件提供了一個(gè)直接界面鞭呕。數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床間更為密切的聯(lián)系有助于實(shí)現(xiàn)某些更好的微調(diào)，甚至可以實(shí)時(shí)進(jìn)行這種調(diào)正宛官，這樣可避免額外編程需要或增強(qiáng)事先編程的刀具軌跡策略葫松。

簡(jiǎn)言之，工廠對(duì)數(shù)控系統(tǒng)如何提高金屬切削率和降低芯軸和刀具應(yīng)變的認(rèn)識(shí)越清楚底洗，就越能充分利用機(jī)床的潛力腋么。海德漢公司數(shù)控系統(tǒng)TNC系列業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理Gisbert Ledvon舉例說明了海德漢數(shù)控系統(tǒng)的功能性，如果使用得當(dāng)枷恕，可以提高金屬切削率并降低芯軸和刀具應(yīng)變佩嘀。

在生產(chǎn)區(qū)域中易祖，具備充分技能的工作人員可以使用數(shù)控系統(tǒng)同機(jī)床建立的更緊密的聯(lián)系遵艰，實(shí)現(xiàn)后處理CAM輸出無法實(shí)現(xiàn)的效率和質(zhì)量提升

圖1 在生產(chǎn)區(qū)域中，具備充分技能的工作人員可以使用數(shù)控系統(tǒng)同機(jī)床建立的更緊密的聯(lián)系悍写，實(shí)現(xiàn)后處理CAM輸出無法實(shí)現(xiàn)的效率和質(zhì)量提升

主動(dòng)顫振控制(ACC)

在粗車加工時(shí)电摔，這種功能利用機(jī)床進(jìn)給驅(qū)動(dòng)器提供的信號(hào)檢測(cè)顫振，顫振是一種自我擴(kuò)大的振動(dòng)暴艘，工件共振頻率于芯軸和刀具不同時(shí)會(huì)發(fā)生顫振稀崔。ACC可以操縱驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生一種減震效應(yīng)。這樣可以降低刀具和機(jī)床負(fù)荷柬沾，有助于使用更激進(jìn)的參數(shù)泉剔、改善刀具壽命、工件表面更光潔并提高材料切除率。

但是在這一背景下假却，這一過程無法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化钧失。用戶必須主動(dòng)適用ACC并規(guī)定其運(yùn)行的頻率范圍。該數(shù)值必須低于刀具的嚙合頻率夏跷，同時(shí)不得超過100?Hz哼转。此外，不同的刀具形狀應(yīng)設(shè)置不同的參數(shù)槽华。在這之前壹蔓，機(jī)床制造商應(yīng)當(dāng)針對(duì)該單元的具體諧波結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行配置，假如制造商將ACC作為一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)或選裝的數(shù)控系統(tǒng)功能猫态。Ledvon稱ACC最適合于精確佣蓉、復(fù)雜的工件，特別是那些需進(jìn)行專門的精加工但加工量較少的要求表面平滑的工件懂鸵。

圖2 即使待切削的物料量無法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)偏螺，“自適應(yīng)進(jìn)給控制”也可以根據(jù)切削條件進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整

自適應(yīng)進(jìn)給控制(AFC)

“如名稱所示，AFC依據(jù)實(shí)時(shí)切削條件改進(jìn)進(jìn)給率匆光，該功能能夠持續(xù)監(jiān)控芯軸功率套像，當(dāng)功率超過特定點(diǎn)時(shí)(如表明刀具磨損)降低甚至停止進(jìn)給率，當(dāng)功率下降時(shí)(表明物料不足或切削條件更容易)提高進(jìn)給率终息。AFC比ACC更為常見夺巩，并同樣需要注意。在這種情況下艺滑，用戶必須設(shè)定最低和最高芯軸功率右木，通過示教(teach-in)切削確定最高芯軸功率√蹋”Ledvon先生說道塌卜。

當(dāng)然，還有其他一些不需要示教切削的進(jìn)給率優(yōu)化方式玻冗。盡管如此启脉，當(dāng)加工不可預(yù)見時(shí)，直接通過數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行加工可以提供顯著優(yōu)勢(shì)逐枢。Ledvon以一種鑄件為例進(jìn)行了說明综澄，這種鑄件可以反應(yīng)出零件計(jì)劃中未得到反映的物料水平變動(dòng)。在加工這種鑄件時(shí)遍跌，根據(jù)芯軸負(fù)荷調(diào)整進(jìn)給神卢，產(chǎn)生的節(jié)約收益超過了任何預(yù)加工優(yōu)化方式。修復(fù)注塑模具(即采用原零件程序的一部分從特定腔體區(qū)域切削焊接——修復(fù)物料)是當(dāng)待加工的物料量可能并不清楚的前提下進(jìn)行應(yīng)用的另一個(gè)例子哑立√话“如果在最后一分鐘對(duì)零件進(jìn)行變動(dòng)脾鸠，或零件夾持位置略微變化，又或者并未完全按原計(jì)劃對(duì)刀具進(jìn)行完美地齒和舆床，AFC可以提供幫助挟阻。”他說峭弟，通過增材制造生產(chǎn)的零件可能無法精確地匹配模具附鸽。

3D刀具的校正

球頭刀具、外圓角刀具或類似刀具的有效切削半徑同樣說明了CAM程序可能無法準(zhǔn)確地滿足生產(chǎn)區(qū)的實(shí)際條件要求瞒瘸。因?yàn)槟p坷备、刀具同工件夾角、實(shí)際尺寸和供應(yīng)商目錄規(guī)范之間的公差等原因情臭，校正并不能總是基于正確的數(shù)值省撑。通過一個(gè)內(nèi)置激光器測(cè)量刀具邊緣/半徑的特定點(diǎn)，該數(shù)控系統(tǒng)可以幫助用戶獲得更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)俯在【癸“這些數(shù)據(jù)將提高接合質(zhì)量和表面平滑度□卫郑”Ledvon說道肥败。

總體設(shè)置

Ledvon列舉了兩點(diǎn)通過對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的總體設(shè)置進(jìn)行調(diào)整可能實(shí)現(xiàn)的改進(jìn)，首先用戶可以隨著加工實(shí)時(shí)調(diào)整刀具角度泊宴。還是以注塑模具維修為例屑淌，他說，僅僅將刀具傾斜幾度往往就能提高零件不同形狀或部分之間接合的平滑度钱图。盡管這需要操作員具有充分的技能和知識(shí)荞狠，但是AFC和3D刀具校正這類功能有助于保證穩(wěn)定性。

其次撩怀，總體設(shè)置調(diào)整讓用戶能夠?qū)⑾嗤牡毒哕壽E用于按不同配置布置的相同零件告锅。“一般而言双竣，當(dāng)將某些東西從X+改變?yōu)閄-時(shí)守迫，程序可能會(huì)采用不同方式看待這些東西，可以在零件上看到這一點(diǎn)汞潦〉钚簦”Ledvon解釋道盲趟。他以汽車后視鏡為例進(jìn)行了說明演徘，后視鏡分左右，但是一般必須看起來完全一樣眼虱。并非這兩種零件生成不同程序喻奥，而是可以用相同的刀具軌跡從一個(gè)零件鏡像出另一個(gè)零件，只需要為新定位進(jìn)行所需調(diào)整。他還稱撞蚕，這一功能可以優(yōu)化大型零件的加工润梯，這類零件可能需要在作業(yè)區(qū)內(nèi)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，方便芯軸進(jìn)入甥厦。

負(fù)荷自適應(yīng)控制(LAC)

零件并非總是能夠完美地以五軸機(jī)床工作臺(tái)為中心纺铭，甚至最具對(duì)稱性的設(shè)置也會(huì)隨著材料切除而不再那么對(duì)稱。無論失衡的原因是什么刀疙，都可能出現(xiàn)顫動(dòng)舶赔，除非失衡得到動(dòng)態(tài)抵消。這也是設(shè)計(jì)LAC的目的谦秧，它可以進(jìn)行簡(jiǎn)短的運(yùn)行后確定設(shè)定的質(zhì)量和慣性竟纳。加工參數(shù)相應(yīng)地得到補(bǔ)償。這類運(yùn)行可以在CAM程序內(nèi)啟動(dòng)或者由操作人員根據(jù)需要啟動(dòng)疚鲤。

上述文字中并未包含所有方面锥累，例如數(shù)控系統(tǒng)動(dòng)態(tài)運(yùn)行可以顯著降低軸校正所需時(shí)間。另一項(xiàng)功能“視覺設(shè)置控制”利用攝像頭將設(shè)定同理想化參照進(jìn)行比較溢扳，自動(dòng)突出任何差異炸笋，這些差異可能包括夾具缺失或工件定位錯(cuò)誤，以及手動(dòng)工具以外落入作業(yè)區(qū)祠乔。某些控制甚至可以通過鎖定芯軸和旋轉(zhuǎn)工件在五軸加工中心上實(shí)現(xiàn)車削作業(yè)倒你。在德國舉行的歐洲機(jī)床展上，海德漢發(fā)布了新的State Monitor功能锡疗，為各類規(guī)模的工廠提供了一種可用方式鼓宿，通過一種TNC模型控制功能從工廠的每臺(tái)機(jī)床上采集分析數(shù)據(jù)(Ledvon策劃中未來的目標(biāo)是擴(kuò)大互操作性)。

無論哪家數(shù)控系統(tǒng)制造商囊嘲，在效率和質(zhì)量改善功能方面情键，其產(chǎn)品都可能非常廣泛。實(shí)際上锯帚，某些這類功能對(duì)既定用戶可能并非必須的钢墩。盡管如此，Ledvon認(rèn)為楞播，在這樣一個(gè)人才不足且決策日益同生產(chǎn)區(qū)脫離的時(shí)代用押，推廣數(shù)控系統(tǒng)變得尤為重要。對(duì)于文中介紹的五軸應(yīng)用而言尤其如此靶剑，他說：“我們希望當(dāng)客戶購買了一套昂貴的五軸機(jī)床后蜻拨，他們不會(huì)錯(cuò)過所有的額外價(jià)值∽”

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