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锯床技术

[哪台数控锯床好] CNC控制器的特点

日期:2019-06-22 11:53:58
1.曲面的非均匀有理B样条(NURBS)插值该技术使用曲线插值而不是一系列短直线来拟合曲线。这项技术的应用已经变得非常普遍。目前模具行业中使用的许多CAM软件都提供了以NURBS插值格式生成零件程序的选项。同时,强大的CNC还提供五轴插补和相关功能。这些特性改善了表面精加工的质量,改善了电机操作的平稳性,提高了切削速度,并使零件加工程序更小。 2.较小的指令单元大多数CNC系统以不小于1微米的单位将运动和定位指令传送到机床主轴。在充分利用CPU处理能力来提高这一优势后,一些CNC系统可以达到1纳米(0.000001mm)的最小指令单位。在命令单元减少1000次后,可以获得更高的加工精度,并且电机可以更平稳地运行。电机的平稳运行允许一些机器以更高的加速度运行而不会使床振动。 3.钟形曲线加速/减速也称为S曲线加速/减速或蠕变控制。该方法允许机器实现比使用线性加速方法更好的加速度。与其他加速方法相比,它还包括线性模式和指数模式,钟形曲线法可以获得较小的定位误差。 4.用于轨迹监测的待处理技术已被广泛使用。该技术具有许多性能差异,这与低端控制系统的工作模式和高端控制系统的工作模式有所区别。通常,CNC通过加工路径监控来预处理程序,以确保更好的加速/减速控制。取决于零件程序的最小加工时间和加速/减速的时间常数,根据不同CNC的性能,监控待处理轨迹所需的块数从2变化到数百。通常,为了满足处理要求,需要至少十五个待处理轨迹监视块。 5.数字伺服控制数字伺服系统发展如此迅速,以至于大多数机床制造商都选择该系统作为机床的伺服控制系统。通过该系统,CNC可以更加及时地控制伺服系统,CNC可以更准确地控制机床。 数字伺服系统的作用如下: 1)增加电流环的采样速度,改善电流环控制,降低电机温升。这样,不仅可以延长电动机的寿命,而且可以减少传递到滚珠丝杠的热量,从而提高导螺杆的精度。此外,更快的采样速度还可以增加速度环的增益,这有助于提高机器的整体性能。 2)由于许多新的CNC使用高速序列连接到伺服回路,因此CNC可以获得有关电机运行的更多信息并通过通信链路进行驱动。这提高了机器的维护性能。 3)连续位置反馈允许高速进给的高精度加工。 CNC运行速度的快速使位置反馈率成为制约机床运行速度的瓶颈。在传统的反馈模式中,反馈速度受信号类型的限制,因为CNC的外部编码器的采样速度和电子设备的变化。通过串行反馈,这个问题将得到很好的解决。即使机器以非常高的速度运行,也可实现精确的反馈精度。 6.直线电机近年来,直线电机的性能和普及程度有了显着提高,因此许多加工中心都采用了这种设备。迄今为止,Fanuc已经安装了至少1,000台直线电机。 GE Fanuc的一些先进技术可在机床上实现直线电机,最大输出功率为15,500 N,最大加速度为30 g。其他先进技术的应用减小了机床的尺寸,减轻了重量,大大提高了冷却效率。与旋转电机相比,所有这些技术进步使线性电机更具优势:更高的加速/减速率;定位控制更精确,刚度更高;可靠性更高;内部动态移动。 CNC控制器功能 1,多协调,多系统控制 例如,FANUC最新的高端控制器11S30i-MODEL A系统,最大控制系统数量为10个系统(通道),最大轴数和最大主轴配置数为40轴,其中轴为进给轴为32轴,主轴为8轴,最大同时控制轴数为24轴/系统。最大PMC系统是3个系统。最大I/O点为4096点/4096点,PMC基本命令速度为25ns。最大可预测块:1000个段。这是世界上装备最齐全的数控系统。由于其多轴和多系统配置,它特别适用于大型自动机床,复合机床,多头机床等。 2,高精度,高速加工功能 这是CNC系统最重要的功能。由于这一功能,制造技术(MT)得到了很大的发展。数控机床由计算机控制,以确保加工零件的高精度可重复性。然而,为了获得某种功能,输入到控制器的信号必须经历一系列处理,这不可避免地需要失真和延迟。因此,在高速加工中,必须采取一定措施来减少变形和延迟,以保持高加工精度。高精度,高速加工,除了机械设计和制造,以确保可以实现的目标,数控系统的要求主要是高加工速度和高控制精度。前馈控制用于补偿由于伺服滞后引起的误差并提高加工精度。适当控制进给速度和使用适当的加速和减速曲线可以减少由加速和减速滞后引起的误差。 “前瞻性”控制在程序执行之前计算,处理和多级运动数据,从而控制工具高速移动而几乎没有错误。对于机床平稳运行的高精度轮廓控制,指令形式的实时识别可以实现速度,加速度和加加速度的最佳控制,从而使加工始终处于最佳状态。为了防止干扰,开发了数字滤波器技术以消除机械共振并改善伺服系统的位置增益。高精度进给和主轴伺服系统对于高速,高精度和高效率至关重要。目前,业绩主要从以下几个方面提高。减小电机和驱动控制单元的尺寸,提高编码器的分辨率;线性移动轴可由线性伺服电机驱动;减少机械传动链,提高刚度,提高精度。当主轴电机使用同步电机时,它非常适用于齿轮机系统。齿轮机有时需要非常低的主轴速度,但精度要高。例如,FANUC伺服电机设计尺寸小,使用高增益控制。伺服电机是一种无齿槽电机,带有1.6xlo'脉冲/旋转分辨率的编码器。 伺服控制采用交流数字伺服控制,电流检测精度高。利用相应的硬件,可以产生所谓的“纳米控制”,即当系统检测分辨率为1个脊m时,插值分辨率可以达到1 nm;最大限度地减少CNC内部的计算误差,内部计算单位为纳米或更小,大大提高了加工质量。为了控制直线电机,数字滤波器的设计旨在避免直接驱动机构的多点共振特性。结合这些功能,可以根据说明准确地执行机床的运动。对于具有自由曲面的模具的加工,块之间出现条纹。为了解决这个问题,FANUC开发了“纳米平滑”功能,舍入CNC命令的公差,以“纳米”单位评估原始曲线,并执行NURBS插值。这些性能满足机器“高速高精度”和“低速高精度”的要求。 3,轴加工和复杂加工功能 由于合理的5轴加工工艺,它可以充分利用刀具的最佳几何形状进行3D表面加工切削,从而提高效率,提高复杂形状的高速和高精度加工的光洁度。因此,它被越来越广泛地使用。用于5轴加工的机床主要包括刀具旋转模式,工作台旋转模式以及两者的混合。因此,5轴加工功能必须满足各种配置的要求。根据5轴加工的特点,它们适用于具有不同机械配置的5轴加工机床,如TCP(刀具中心控制)和刀具半径补偿。 4,CNC复杂功能 为了提高生产率,CNC多任务机的开发和制造已成为数控机床的发展趋势。复合加工机是可以在同一台机器上执行各种加工的机器,例如在一台机器上进行加工,铣削,锤击等。例如,将圆柱体打开圆柱形表面,锤子L,还需要铣削圆柱形表面上的凹槽。这些加工操作都需要在同一台CNC机床上进行。这将大大提高生产力。因此,对于CNC机床,必须增加可用于复合加工功能的控制系统。例如,铣床需要添加螺旋锥功能,螺旋功能,3D圆弧功能,刀具中心点控制等。此外,刀具补偿功能还需要有车加工和铣削。除此之外,这种机器通常需要高速加工。为了通过PC或CNC系统本身集中监控和管理多台机器,系统需要通过网络进行通信。为了传输程序,监视处理状态。此外,网络功能还可以传输维护数据,远程控制,操作和诊断系统;并传输CAD/CAM数据。 CNC具有现场通讯网络功能,可在CNC和I/O控制之间在CNC和伺服之间传输控制,监控和诊断数据。目前主要使用以太网和现场总线。随着技术的发展,无线技术的应用也随之出现。无线技术可以使信息几乎到达任何地方。 6,高可靠性和安全性功能 CNC系统与数控机床一起在底层车间工作,暴露在温度,湿度,振动,油雾,灰尘和连续运行等恶劣环境中;因此,除可靠性设计外,可靠性要求特别高。除制造工艺和其他措施外,现代数控系统的可靠性主要采取以下措施:1使用光纤减少电缆连接。例如,FANUC的CNC系统通过光纤连接CNC和伺服放大器,从CNC到多个串行高速。伺服放大器提供大量数据。 2纠错码(ECC:EnorCorrecting CODe)用于传输数据。当软件高速处理大量数据时,微处理器,存储器和LSI的处理速度也大大提高。由于安装在CNC印刷电路板上的这些高速电子元件执行高速读取,写入和数据传输,因此由IC驱动的信号波形变为滞后。在这种条件下,不使用模拟电路处理方法。数字信号无法正确传送。此外,最新电子元件的低压电源降低了电路的工作范围,并具有低噪声抗扰度。为此,CNC电路将使用更先进的纠错码传递数据。 ECC是一种领先的高可靠性技术,通过向数据添加ECC以提供各种不同类型的数据,使系统更加可靠。 2采用双重检查安全措施(Dual Check Sa tank y)措施。 “仔细检查安全性”符合欧洲安全标准(EN954-1)。其原理是在CNC中嵌入多个处理器,以冗余监控伺服电机和主轴电机以及安全相关的I/O信号,并使用紧急停止和相关的I/0电路来安全地运行和停止系统。打开CNC控制器 当数控机床出现时,制造商希望打开数控系统的黑匣子,部分或完全取代机床设计师和操作员的大脑。它具有一定的智能性,可以提供特殊的加工技术,管理经验和操作技能。进入NC系统,它还有图形交互,诊断和其他功能。这需要具有友好的人机界面和用户开发平台的商用CNC系统。 NC控制器必须是透明的,以便机床制造商和最终用户可以自由地实现他们的想法。因此,生产出开放式结构CNC系统。 IEEE“开放系统技术委员会”将“开放式架构”定义为:“开放系统实施的应用程序可以在多个制造商的不同平台上运行;并且可以与其他系统的应用程序互操作,并提供与用户的交互。(1EEElo03 .0)“以下性能指标也可用于评估控制器的开放性。例如,应用模块是AM:1可移植性:在维护应用模块(AM)的功能下,它可以应用于不同的2可扩展性:不同的AM可以在一个平台上运行而不会发生冲突.3互操作性:AM在一起工作时协同工作,可以根据定义交换数据.4可扩展性:根据用户的需求,AM的功能,性能和硬件规模可以缩放。 开放式架构控制器(oAC)使控制器供应商,机床制造商和最终用户能够从灵活和灵活的生产中获益。其主要目标是在标准化环境中使用开放式界面,以便于操作,降低成本和灵活性。这种系统功能被广泛接受。该软件可以重复使用,用户可以将其控制器设计为给定的配置。 由于对实时性和可靠性的严格要求,控制系统的开放式架构是一个高度复杂的系统。其特点是基于PC,相互链接的关键结构是系统组件和接口,系统组件由软件模块和硬件模块组成。在开放系统中,各种组件和接口还可以实现制造过程中增加智能的优点。对于控制的复杂性,这些系统的硬件和软件是基本工具。受控接口可分为两组:内部和外部接口。 1外部接口:这些接口连接系统和监控单元以及子单元和用户。它们可以分为编程接口和通信接口。 NC和PI'C编程接口使用国家或国际标准,如RS-274,DIN66025或IEC61133-1。通信接口也受标准的强烈影响。 SERCOS,P rib us或Device Net等现场总线系统用作驱动器和I/O的接口。 I,AN(局域网)网络主要基于以太网和TCP/IP之间的接口以及监控系统。 2内部接口:用于组件之间的交互和数据交换,构成控制系统的核心。在这方面,重要的表现是支持实时组织。为了获得可重构性和白色适应的控制,控制系统的内部结构基于平台的概念。由于在软件组件中不知道专用硬件的细节,因此主要目标是创建在软件组件之间灵活的可定义通信方法。应用程序编程接口(APl)保证了这些需求。控制系统的全部功能分为几个包,模块化软件组件通过定义的API进行交互。 根据1999年美国机器人产业论坛,美国机器人的总装机容量是机器人本身价值的3-5倍,也就是说,如果有数十亿美元的机器人市场,则相当于增加值为20至40亿美元。其中25%是由于软件集成,然后考虑如果您使用开放式架构控制器通过标准化开发和应用将其减少50%;然后在使用开放式控制器后,每年的潜在价值可以节省2.5亿美元到5亿美元。 目前,开放式数控系统结构主要有三种形式:1基于PC的数控系统,以PC为平台开发数控系统的各种功能,通过伺服卡传输数据,控制坐标的运动轴马达。这种类型的系统有时被称为软NC,这种系统易于在所有方向上打开。 2PC Embedded:该系统的基本结构为:CNC 10 PC主板,将CNC板插入传统PC机。 CNC主要基于坐标轴运动进行实时控制,或CNC作为数控功能运行。 PC板作为用户的人机界面平台。 3PC Ten CNC:目前,主流数控系统制造商认为数控系统最重要的性能是可靠性。像PC这样的崩溃现象是不允许的。系统功能仍然是追求高精度和高速处理。此外,这些制造商长期以来生产了大量的数控系统;架构的变化将对其原始系统的维护服务和可靠性产生负面影响。因此,开放式结构不是主要产品,原始结构的数控系统仍然是批量生产的。为了增加开放性,主流数控系统制造商经常在不改变原始系统基本结构的情况下添加PC板。提供键盘使用户可以连接PC和CNC,大大提高了人机界面的功能。如FANUC 150i/160i/180i/210j系统。一些制造商还将该设备称为融合系统。由于其可靠的操作和开放的界面,它越来越受到机床制造商的欢迎。
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