避免控制上的线段近似
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目前的机床控制方式在用于加工微细形状时存在极限。也就是说,由于一般是通过对刀具轨跡进行短小分割,以线段近似法来编辑NC程序的,因此提高加工精度时,数据量就会增大,使CAM处理耗费大量时间。而且,数控装置对NC程序进行解读时也需要时间。

图1 普通控制方式与DirectMotion的不同DirectMotion直接通过三维模块来计算轴动作指令,不经由NC程序即发出指令。(鼠标悬浮窗口放大,单击查看放大全图)

图2 0.5mm见方凹槽切削中的加减速控制由沙迪克的DirectMotion获得的数据。工件相当于SK D11(HRC60),刀具为cBN烧结体,直径为100µm。主轴转速为12万转每分钟,加工深度为0.2mm,加工时间为每凹槽2分钟,凹槽为100个。即使在1080mm/分钟高速进给下,与目标值之间的偏差也可控制在1µm范围内。(鼠标悬浮窗口放大,单击查看放大全图)
目前的机床控制方式在用于加工微细形状时存在极限。也就是说,由于一般是通过对刀具轨跡进行短小分割,以线段近似法来编辑NC程序的,因此提高加工精度时,数据量就会增大,使CAM处理耗费大量时间。而且,数控装置对NC程序进行解读时也需要时间。
尤其是在超微细精密加工中,NC程序会分割为数量更多的微小线段,在效率方面存在诸多问题。不仅如此,精度也存在问题,比如,在原本想要切割出光滑的自由曲面形状时,刀具的轨跡却往往出现微妙的锯齿形。因此,沙迪克(Sodick)开发出了不经由NC程序,而是直接向动作控制器输出轴移动指令的直接控制系统“DirectMotion”,并配备在了AZ150等加工中心上(图1)。DirectMotion可使刀具的加减速变得流畅,而且还能减少加减速的发生频率。
DirectMotion可在控制装置中内置CAM功能,因此只需输入CAD数据即可进行最佳切削。另外,DirectMotion还可在内置有与控制装置一样的系统的PC上运行,因此能够利用轴移动指令对机床的动作进行模拟。也就是说,可通过再现利用MC进行切削的情形来掌握实际切削时间和进给速度。而且还可通过颜色来显示包括加减速在内的进给速度,根据需要对刀具、刀具轨跡及切削条件进行修正。
DirectMotion控制系统在切削0.5mm见方的凹槽形状时,即使将进给速度提高至非常高的1080mm/分钟,拐角部位上的、与CAD数据之间的偏差也只有约1µm左右。并且,进给速度为360mm/分钟的话,则几乎没有尺寸偏差(图2)。而原来的控制方法即使原本指示的进给速度很高,但实际上一般也只能最多提高到300~400mm/分钟左右。
本文作者:松冈技术研究所法人代表 松冈甫篁
原载:技术在线
上载于:2010-11-9 22:28:43

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