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五轴加工中心叶轮加工精度控制2大要点

时间:2017-07-19 17:25来源:山东海特数控机床
        五轴加工中心一般适用于加工复杂、加工精度高的零件,所以对精度控制要求极其严格,叶轮作为五轴加工中心典型案例,对加工精度控制2大要点介绍。
五轴加工中心加工叶轮图
  (1)插补前加速度控制功能和速度前馈通道控制。
         五轴加工中心其特点是叶轮轮廓加工精度高。在高速高精度的曲面加工中,插补前加速度控制功能是非常重要的,且在插补前加速度控制功能方式下,各进给轴速度环可采用较高的速度增益,系统控制精度大为提高;尤其是对B、C轴(A和C摆轴)这是所希望的。
  插补前加速度控制功能和速度前馈通道控制可同时使用,要注意的三点是,其一插补后的加速度不可太高;其二程序段之间的转换速度不能过快;其三加工叶轮曲率变化不大。在向前看控制方式(Look-ahead controlmode)中插补前加速度控制功能主要的作用是减少振动,因向前看功能优选因素是轮廓加工精度和加工时间。有的CNC系统设有专用的向前看功能中插补前加速度参数,如FANUC 等。还须考虑到,最小程序段的执行时间,有足够的预处理后续程序时间,以保证程序段转换的速度连续性。
  (2)加工程序控制类型的选择。
        随着五轴控制功能的出现, 五轴联动( 主要指五轴插补)超出了进给轴插补的含意。C和B轴(或A轴),可根据机床的类型设定成机床的刀具定向轴(RTCP),C轴轴线至B轴轴线和刀具轴轴线至B轴轴线的几何尺寸均作为动态补偿出现插补运算周期中,因此减小了C和B轴旋转时C轴轴线和B轴轴线、刀具轴轴线和B轴轴线不相交或不正交而导致的机械误差,提高了五轴联动加工工件的轮廓精度,这是过去的五轴加工中心所做不到的。
  例如: G1G91X1.605Y-0.727Z - 0.671B1.100C -1.362F10000一段加工程序。
  未定义RTCP五轴控制,CNC插补运算器对X、Y、Z、C和B轴同时分配进给量、加速度和速度,X、Y和Z的编程轨迹非加工轨迹,C和B轴旋转直接改变刀尖位置。工作坐标按C轴轴线和B轴轴线、刀具轴轴线和B轴轴线相交定义,不存在轴线的几何尺寸动态补偿,机械误差被带入加工中。
  定义RTCP五轴控制后,C和B轴旋转和加工轨迹解耦,X、Y和Z的编程轨迹既是加工轨迹,C和B轴旋转仅改变刀具轴的方向。轴线的几何尺寸动态补偿后,工作坐标被得以矫正,消除了机械误差。
  在五轴加工中心高速加工下,获得高叶轮轮廓精度,根据其特点选定控制功能,若采用插补前加速度控制功能或轮廓精度控制功能,要从上述三要素对加工进行评价。以加工件的形状和精度选用轮廓控制功能,并有必要进行系统优化。加工模具件和结构件特点不同,选用轮廓控制功能有所不同。叶轮轮廓精度越高所涉及因素越多,如插补器循环时间、位置环采样时间、位置环增益、位置环动态匹配和速度环积分增益参数都要予以考虑和调整,以实现五轴加工中心的高、精运行。

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