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高速高精加工的数控编程原理及方法




  一.传统的数控编程解决了中低速加工中的刀位轨迹生成问题,但是高速加工却对数控编程从原理与方法上提出了更高的要求。为此.必须在研究高速加工工艺机理的基础上,研究适用于高速高精加工的数控编程原理及方法。在这方面,高速加工工艺机理、高速加工工艺参数知识库、基于高速加工非线性运动误差补偿的刀位轨迹规划、加工程序平滑过渡、高速加工中进给速度优化、基于STEP标准、面向加工特征的高级NC代码语言等都是需要研究的内容。数控钻维修

   二.高精度化技术提高数控机床" target=_blank>数控机床的加工精度,一般可通过减少数控系统的误差和采用机床误差补偿技术来实现。在减少CNC系统控制误差方面,通常采取提高数控系统的分辨率,提高位置检测精度的方法。然而在高速、高精加工的情况下,在线动态测量和补偿存在着高精度与大量程几何量之间的矛盾,是传统检测方法难以完成的。因此,需要研究新的测量和补偿机理,即进行高精度、大量程几何量的在线动态检测原理研究,以及控制误差的在线和实时检测、预报和补偿方法等研究,在位置伺服系统中采用前馈控制与非线性控制等方法。为解决在高速、高精加工中的小步长与大行程之间的矛盾,需要研究新的高速驱动原理及机构。在机床误差补偿技术方面,除采用齿隙补偿、丝杠螺距误差补偿和刀具补偿等技术外,近年来对设备热变形误差补偿和空间误差综合补偿技术的研究已成为世界范围的研究课题。

  三.智能化技术模糊数学、神经网络、数据库、知识库、以范例和模型为基础的决策系统、专家系统等理论与技术的发展及其在制造业中的成功运用,为数控设备智能化水平的提高建立了可靠的技术基础。智能化正成为数控设备研究及发展的热点,
目前采取的主要技术措施包括:
   1)自适应控制技术提高加工效率是制造加工技术发展永恒追求的目标。现在的数控机床对加工过程的控制还是开环控制,即它们只能忠实地执行人们预先为它编好的加工程序,而对加工过程中工况的变化,缺乏相应的识别能力和足够的自律控制能力。因此,零件的加工质量和加工效率强烈地依赖于工艺人员的经验和知识。此外,加工状况复杂多变,工艺人员为了确保安全往往选择较保守的加工参数,使加工效率和质量的提高受到限制。同时,加工状况(如刀具状况、加工中的振动等)将直接影响设备加工的效率、质量和安全,这种情况在铣削加工大型零件(如加工大型水轮机叶片)时更是如此。因此,加工过程的自适应控制技术,对提高大型零件加工的效率,保障加工设备安全可靠运行是十分重要的。 加工过程的自适应控制技术是指数控装备能检测对自己有影响的信息,并自动连续调整系统的有关参数,达到改进系统运行状态的目的。如通过监控切削过程中的刀具磨损、破损、切屑形态、切削力及零件的加工质量等,向数控系统反馈信息,通过将过程控制、过程监控、过程优化结合在一起,实现自适应调节,以提高加工精度和降低工件表面粗糙度,并保证加工设备安全。有资料表明,应用该技术在铣削加工时其效率可以提高30%左右。

   2)专家系统技术将专家的经验和切削加工的一般规律与特殊规律存人计算机中,以加工工艺参数数据库为支撑,建立具有人工智能的专家系统,提供经过优化的切削参数,使加工系统始终处于最优和最经济的工作状态,从而达到提高编程效率和降低对操作人员的技术要求,大大缩短生产准备时间的目的。

   3)故障自诊断技术故障诊断专家系统是诊断装置发展的最新动向,它为数控设备提供了一个包括二次监测、故障诊断、安全保障和经济策略等方面在内的智能诊断及维护决策信息集成系统。 数控钻维修

   4)智能化交流伺服驱动技术目前已开始研究能自动识别负载,并自动调整参数的智能化伺服系统,包括智能主轴交流驱动装置和智能化进给伺服装置,使驱动系统获得最佳运行参数。

  (1)网络环境下的数控装备的集成技术研究网络环境下的数控装备网络互连技术(包括装备间的互连技术和装备内部的互连技术),网络环境下的数字化制造装备分布式协同处理技术和异构设备网络集成技术等。

  (2)远程操作、监控与远程诊断技术研究实时监测数据的特征提取、识别和融合,诊断知识的组织以及推理算法,实时可靠的通信协议及数据的共享标准等;网络环境下数控装备运行状态的智能检测、监控和诊断技术;数控装备的网络全局调度技术、远程设计编程技术及远程操作技术等。

  (3)网络管理技术的研究在网络制造环境下,网络除了用于传输加工程序、实现网络操作和控制和远程诊断外,更为重要的是进一步提高机床的生产率。为此需要研究网络管理技术,即网络生产管理系统,网络CAD" target=_blank>CAD/CAM系统,面向网络化制造环境的数控装备的网络安全机制与防范技术等。
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