A aplicação da tecnologia de usinagem de alta precisão e alta velocidade

O sistema CNC converte o programa de peças de entrada em trajetória de forma, taxa de alimentação e outras informações de comando a serem processadas e envia continuamente o comando de posição para cada servo eixo. Para obter alta velocidade e alta precisão, o CNC deve selecionar a melhor taxa de avanço de acordo com a trajetória da forma da usinagem da peça e gerar o comando de posição na maior taxa de avanço possível dentro da precisão permitida. Especialmente em cantos e raios pequenos, o CNC deve ser capaz de determinar quantas mudanças na velocidade de usinagem afetarão a precisão, e antes que a ferramenta alcance tal ponto, a velocidade tangente da ferramenta é desacelerada automaticamente. Para usinagem de molde, o segmento do programa geral é muito pequeno, mas o programa é muito longo, portanto, métodos de controle especiais devem ser usados ​​para obter usinagem de alta precisão e alta velocidade. O servo sistema requer acionamento preciso e rápido para processar peças mecânicas de alta precisão em alta velocidade. Por esta razão, o servo sistema deve ter a capacidade de responder rapidamente e suprimir distúrbios. Ao mesmo tempo, o servo sistema não deve gerar vibração e eliminar a ressonância com a máquina-ferramenta.

Os requisitos do CNC para usinagem de alta precisão e alta velocidade podem ser resumidos da seguinte forma:

• (1) Pode processar blocos em alta velocidade.
• (2) O fluxo de informações pode ser processado e controlado de forma rápida e precisa para minimizar o erro de usinagem.
• (3) Pode minimizar o impacto mecânico e fazer com que a máquina-ferramenta se mova suavemente.
• (4) Deve ter capacidade suficiente para permitir que programas de usinagem de grande capacidade funcionem em alta velocidade; ou têm a capacidade de transmitir grandes quantidades de dados pela rede.
• (5) Servo motores, motores de fuso e sensores com alta resolução e operação em alta velocidade.
• (6) Por ser processado em alta velocidade, a confiabilidade e a segurança são muito importantes.

As funções de alta velocidade e alta precisão incluem principalmente os seguintes aspectos:

• 1. Funções de usinagem de controle de avanço e aceleração (desaceleração) (incluindo usinagem de desaceleração de canto): O erro na usinagem de alta velocidade é causado principalmente pelo atraso da aceleração (desaceleração) do sistema de controle e o atraso do servo sistema. Portanto, o sistema de controle deve tentar reduzir os erros nesses dois aspectos. Por exemplo, o controle feedforward é usado para reduzir erros causados ​​pelo servo lag. Use tecnologia de servo digital para melhorar o controle do servo. Devido ao uso da servo tecnologia digital, o ganho de velocidade e o ganho de posição do servo sistema podem ser melhorados, reduzindo assim o erro causado pelo servo lag. Reduza o erro causado pelo atraso da velocidade de aceleração (desaceleração). Na usinagem de alta velocidade, a aceleração (desaceleração) e a taxa de avanço são os parâmetros mais importantes. Somente controlando estritamente a aceleração (desaceleração) e a taxa de avanço em diferentes formas de usinagem pode a alta velocidade Processo de usinagem ser realizado. Uma grande taxa de alimentação produzirá grandes erros durante a transição do sistema, como cantos. Para obter uma usinagem de alta velocidade, a taxa de avanço deve ser controlada. Além disso, usar a aceleração (desaceleração) antes da interpolação também pode reduzir o erro causado pelo atraso da aceleração (desaceleração).
• 2. Controle de antecipação. Se o avanço e a aceleração e desaceleração são pré-calculados em diferentes formas de usinagem, o sistema CNC pode pré-calcular a trajetória do movimento e a velocidade do movimento; isto é, pré-processe o programa a ser executado, de acordo com os métodos de avanço e aceleração e desaceleração de controle mencionados acima, pré-calcule a velocidade de avanço e aceleração e desaceleração de alguns segmentos do programa e, em seguida, calcule o movimento. A trajetória geométrica é então enviado para o buffer de vários segmentos. Quando em execução, a ferramenta se move em um usinagem cnc de alta velocidade a uma certa velocidade, mas o erro da forma de usinagem ainda é pequeno. Este é o princípio de "controle direto", às vezes chamado de "controle direto" e "controle direto".
• 3. Usando a distribuição em alta velocidade do buffer remoto e a operação DNC, é necessário transferir rapidamente o programa do terminal de entrada para o sistema CNC para usinar peças compostas por um grande número de programas. Depois que o CNC lê um programa, ele calcula os dados do programa, gera um pulso de distribuição para cada eixo e o envia ao servo sistema para fazer o servo motor funcionar. O tempo para gerar o pulso alocado (o tempo para a usinagem do segmento do programa) é um fator importante no desempenho do CNC. Para um segmento de programa, a operação DNC de alta velocidade permite (usando buffers remotos) que o tempo necessário para gerar o pulso de distribuição seja bastante reduzido. Esta função encurta o pulso de distribuição para a geração de um bloco, garantindo que o programa composto por uma série de pequenos blocos não pare entre os blocos. Por exemplo, ao realizar a operação DNC, um programa composto por uma série de blocos de 1 mm (interpolação linear de 3 eixos) pode trabalhar a uma velocidade de 60 m / min, e a execução atribuída não será interrompida. Devido ao uso da função de buffer remoto, a entrada de dados em alta velocidade é realizada, o que também garante a usinagem em alta velocidade.
• 4. Melhore a resolução do sistema. Por exemplo, função de nanointerpolação. Ele usa um processador com RISC de alta velocidade. A interpolação em nanômetros para usinagem pode fazer com que a máquina corresponda ao desempenho de usinagem com a melhor taxa de avanço.
• 5. O controle do empurrão. Quando a curva está se movendo, a mudança de aceleração pode causar vibração mecânica. O controle de jerk é detectar automaticamente tal movimento para reduzir a velocidade e reduzir o choque mecânico para reduzir o valor de rugosidade da superfície.
• 6. Interpolação NURBS: Ao usar CAD para projetar moldes, NURBS é amplamente utilizado para expressar curvas livres. Comparado com o CNC geral, o NURBS tem uma taxa de transmissão mais alta e um programa mais curto. Ao mesmo tempo, as peças usinadas estão mais próximas da geometria do projeto CAD.

Para funções de usinagem de alta velocidade e alta precisão, ao selecionar, depende se a função é selecionada com base na velocidade de usinagem ou na precisão da usinagem. Para garantir que o erro de usinagem do sistema de alta velocidade seja pequeno, o sistema precisa de um dispositivo de compensação de erro. Essas compensações incluem: compensação linear de curso completo e compensação de dobra não linear, compensação de passo, compensação de folga, compensação de quadrante, deslocamento de ferramenta e expansão térmica, atrito estático, compensação de atrito dinâmico, etc. Com abundantes funções de rede e pacotes de software, o melhor sistema adequado para máquinas-ferramentas podem ser construídas.

• (1) Gerenciamento centralizado. Um computador pode ser usado para controlar várias máquinas-ferramentas, o que é conveniente para monitorar, executar e operar operações de usinagem e para transmissão e gerenciamento de programas NC.
• (2) Suporte e serviço remoto. No futuro, o CNC está em um estado de alta velocidade, portanto, os requisitos de confiabilidade são muito altos. A função de dupla inspeção é uma medida importante para garantir a operação segura do sistema CNC.

A tecnologia de usinagem de alta precisão e alta velocidade é o desenvolvimento da tecnologia de usinagem tradicional, não tem nenhuma diferença essencial com a tradicional usinagem CNC. Para alta precisão, usinagem de alta velocidade, o objetivo das máquinas-ferramenta é processar peças de alta precisão em alta velocidade. Para alcançar a usinagem de alta velocidade com base na precisão, existem três fatores importantes: sistema mecânico, dispositivo de controle numérico CNC e dispositivo de acionamento. A usinagem de alta velocidade e alta precisão requer que a máquina-ferramenta tenha alta rigidez e peças móveis mais leves, especialmente as peças de alimentação e fuso. O segundo é o sistema de controle numérico CNC, que é a unidade que emite comandos de velocidade e posição. Em primeiro lugar, é necessário que as instruções possam ser transmitidas com precisão e rapidez. Após a usinagem, uma instrução de posição é emitida para cada eixo de coordenadas. O servo sistema deve conduzir a ferramenta para se mover com precisão de acordo com as instruções.

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