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加工中心在复杂零件的几何形状上运行加工开瓶器

2020-12-25

加工中心在复杂零件的几何形状上运行加工

机床的控制系统可能会成为缩短加工周期,提高复杂3D模型、宇航零件或医疗器械元件光洁度的障碍。当处理器无法跟上程序运行速度时,驱动器会因急需信息而降低刀具的进给速度,从而延长加工周期,导致刀具不协调的运作。为了更换磨损和超负荷工作的刀具,除了增加刀具到刀具库的运行次数之外,还会影响主轴的有效使用率,增加钳工的工作量和精加工时间。GBI Cincinnati公司和MTI Technologies公司在这一问题上共同合作,推出了一系列称之为“革命性”的机床。据说这些机床将现代化控制技术的快速性和机床运动的精密性结合在一起,形成了真正的恒速加工体系。

采用进给率为222 ipm的速度编程并不能保证刀具的运行速度可以达到222 ipm的水平。事实上,其运行速度总是要低于目标进给率。造成这一结果的原因在于其控制系统对特定零件几何形状加工的刀具在空间中的定位能力,包括刀具的高度偏置、刀具半径的偏置、共同偏置和工件偏置等,要求提供一个复杂的运算法则,它必须能够生成刀具在工件上运行时经过路径的每一个点。该控制系统也必须能够计算近似值和躲避运动,以及具有加速和减速功能。

目前使用的大部分控制系统都可追溯到这一体系的发展根源,也就是说它已经有32~42年的历史了,当时存在的其中一个瓶颈问题就是RS-232连接的下载速度问题。这种类型的控制系统,其程序段阅读速度可达到5222个/s程序段。而对于许多零件的加工程序来说,这一速度已经足够,但对复杂的零件而言,其所要求的速度要比该速度高得多。当MTI公司的Carlo Miceli先生开始研发自己的控制系统时,他对PC机语言逻辑和有效的信息处理采用了一个全新的方法。其产品是一个以现代化PC机硬件为基础的数控系统,配有一个新的刀具路径运算法,其阅读速度达到5222个/s程序段以上。GBI Cincinnati公司称,其结果已经达到了“恒速”加工要求,其生产速度快,进给率也非常稳定。

当速度不稳定的时候,就会产生一些问题。当刀具通过零件加工运行时,其不均衡的运动会使刀具上的切削槽产生不同的负荷,从而影响加工精度和表面光洁度。如果刀具的运行速度不够快而不能维持刀具的最小切削负荷,刀具与工件之间就会发生摩擦而不是切削,那么其刀具的不稳定运动将会缩短刀具的使用寿命。这样的运行方式也会造成刀刃的少量断裂缺口,使刀具发热、变钝。然而,采用恒速加工,刀具通过工件的平均加工速度将会更加均匀,加工精度更高,不但可缩短加工时间,同时又能延长刀具的使用寿命。

在“革命化”系列加工中心中,MTI公司的控制系统不会产生与高速加工有关的过量应力,允许流体刀具在复杂零件的几何形状上运行加工。

在程序执行过程中,采用高速程序段处理的结果是,控制系统的随机误差可得到稳定的监控和调节,使刀具能够匀速地运行,并达到一个完美的表面完整性。该系统采用82多个高速缓冲器来监控刀具的运行,如果超过了随机误差,就可立即对刀具的运动进行调节。

即使在加工非常复杂的形状时,据说控制系统的快速性,驱动装置的微调和刀具路径的处理可达到快速和精确的程序执行目的。

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