你真的了解五軸加工嗎?看完你會恍然大悟!。
軸加工(5AxisMachining),顧名思義,數控機床加工的種模式。采用XYZABC中任意5個坐標的線性插補運動,軸加工所采用的機床通常稱為軸機床或軸加工中心。可是你真的了解軸加工嗎?幾年來,人們普遍認為軸數控加工技術是加工連續平滑復雜曲面的唯手段。 旦人們在設計制造復雜曲面遇到無法解決的難題,就會求助軸加工技術。但是。軸聯動數控是數控技術中難度最大應用范圍最廣的技術,它集計算機控制高性能伺服驅動和精密加工技術于體,應用于復雜曲面的高效精密自動化加工。國際上把軸聯動數控技術作為個國家生產設備自動化技術水平的標志。 由于其特殊的地位,特別是對于航空航天軍事工業的重要影響,以及技術上的復雜性,西方工業發達國家直把軸數控系統作為戰略物資實行出口許可證制度。大家早已認識到軸數控技術的優越性和重要性。但到目前為止,軸數控技術的應用仍然局限于少數資金雄厚的部門,并且仍然存在尚未解決的難題。 下面小編收集了些難點和阻力,看是否跟您的情況對應?這是每個傳統數控編程人員都深感頭疼的問題。軸機床只有直線坐標軸,而軸數控機床結構形式多樣;同段NC代碼可以在不同的軸數控機床上獲得同樣的加工效果,但某種軸機床的NC代碼卻不能適用于所有類型的軸機床。數控編程除了直線運動之外,還要協調旋轉運動的相關計算,如旋轉角度行程檢驗非線性誤差校核刀具旋轉運動計算等,處理的信息量很大,數控編程極其抽象。軸數控加工的操作和編程技能密切相關,如果用戶為機床增添了特殊功能,則編程和操作會更復雜。 只有反復實踐,編程及操作人員才能掌握必備的知識和技能。經驗豐富的編程操作人員的缺乏,是軸數控技術普及的大阻力。國內許多廠家從國外購買了軸數控機床,由于技術培訓和服務不到位,軸數控機床固有功能很難實現,機床利用率很低,很多場合還不如采用軸機床。軸機床的運動是個坐標軸運動的合成。 旋轉坐標的加入,不但加重了插補運算的負擔,而且旋轉坐標的微小誤差就會大幅度降低加工精度。因此,要求控制器有更高的運算精度。要提高機械加工效率,迫切要求淘汰傳統的“試切法”校驗方式。 在軸數控加工當中,NC程序的校驗工作也變得分重要,因為通常采用軸數控機床加工的工件價格分昂貴,而且碰撞是軸數控加工中的常見問題刀具切入工件;刀具以極高的速度碰撞到工件;刀具和機床夾具及其他加工范圍內的設備相碰撞;機床上的移動件和固定件或工件相碰撞。軸數控中,碰撞很難預測,校驗程序必須對機床運動學及控制系統進行綜合分析。如果CAM系統檢測到錯誤,可以立即對刀具軌跡進行處理;但如果在加工過程中發現NC程序錯誤,不能像在軸數控中那樣直接對刀具軌跡進行修改。 在軸機床上,機床操可以直接對刀具半徑等參數進行修改。而在軸加工中,情況就不那么簡單了,因為刀具尺寸和位置的變化對后續旋轉運動軌跡有直接影響。在軸聯動NC程序中,刀具長度補償功能仍然有效,而刀具半徑補償卻失效了。以圓柱銑刀進行接觸成形銑削時,需要對不同直徑的刀具編制不同的程序。 目前流行的CNC系統均無法完成刀具半徑補償,因為ISO文件中沒有提供足夠的數據對刀具位置進行重新計算。用戶在進行數控加工時需要頻繁換刀或調整刀具的確切尺寸,按照正常的處理程序,刀具軌跡應送回CAM系統重新進行計算。從而導致整個加工過程效率分低下。 針對這個問題,挪威研究人員正在開發種臨時解決方案,叫做LCOPS(LowCostOptimizedProductionStrategy,低耗最優生產策略)。刀具軌跡修正所需數據由CNC應用程序輸送到CAM系統,并將計算所得刀具軌跡直接送往控制器。LCOPS需要第方提供CAM軟件,能夠直接連接到CNC機床,其間傳送的是CAM系統文件而不是ISO代碼。對這個問題的最終解決方案,有賴于引入新代CNC控制系統,該系統能夠識別通用格式的工件模型文件(如STEP等)或CAD系統文件。 軸機床和軸機床不同之處在于它還有兩個旋轉坐標,刀具位置從工件坐標系向機床坐標系轉換,中間要經過幾次坐標變換。利用場上流行的后置處理器生成器,只需輸入機床的基本參數,就能夠產生軸數控機床的后置處理器。而針對軸數控機床,目前只有些經過改良的后置處理器。 軸數控機床的后置處理器還有待進步開發。軸聯動時,刀具的軌跡中不必考慮工件原點在機床工作臺的位置,后置處理器能夠自動處理工件坐標系和機床坐標系的關系。對于軸聯動,例如在XYZBC軸聯動的臥式銑床上加工時,工件在C轉臺上位置尺寸以及BC轉臺相互之間的位置尺寸,產生刀具軌跡時都必須加以考慮。 工人通常在裝夾工件時要耗費大量來處理這些位置關系。如果后置處理器能處理這些數據,工件的安裝和刀具軌跡的處理都會大大簡化;只需將工件裝夾在工作臺上,測量工件坐標系的位置和方向,將這些數據輸入到后置處理器,對刀具軌跡進行后置處理即可得到適當的NC程序。由于旋轉坐標的引入,軸數控機床的運動學比軸機床要復雜得多。和旋轉有關的第個問題是非線性誤差。 非線性誤差應歸屬于編程誤差,可以通過縮小步距加以控制。在前置計算階段,編程者無法得知非線性誤差的大小,只有通過后置處理器生成機床程序后,非線性誤差才有可能計算出來。刀具軌跡線性化可以解決這個問題。有些控制系統能夠在加工的同時對刀具軌跡進行線性化處理,但通常是數控精密機械加工在后置處理器中進行線性化處理。 旋轉軸引起的另個問題是奇異性。如果奇異點處在旋轉軸的極限位置處,則在奇異點附近若有很小振蕩都會導致旋轉軸的180°翻轉,這種情況相當危險。推薦閱讀精密金加工零件加工超精密加工機械加工機械零部件加工加工中心精密機械加工精密零件加工CNC加工cnc精密加工。
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