http://nocnc.com 数控改造,数控维修资料网,与中国数控一同成长！ Thu, 01 Jul 2010 13:08:45 +0000 http://wordpress.org/?v=2.9.2 hourly 1 http://nocnc.com/?p=1175&cpage=1#comment-102 正确为数控机床选用刀具及编程 « 数控人博客-打造最专业的数控维修,数控改造网站 Thu, 01 Jul 2010 13:08:45 +0000 http://nocnc.com/?p=1175#comment-102 [...] 数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能，特别是DNC系统微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。 目前，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工. 因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点，能够正确选择刀刃具及切削用量。数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为：①整体式；②镶嵌式，采用焊接或机夹式联接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；③特殊型式，如复合式刀具、减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为 ：①高速钢刀具；②硬质合金刀具；③金刚石刀具；④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为：①车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；②钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；③镗削刀具；④铣削刀具等。 为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点：①刚性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及热变形小；②互换性好，便于快速换刀；③寿命高，切削性能稳定、可靠；④刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；⑤刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；⑥系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。数控加工刀具的选择 刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。 选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。 在进行自由曲面(模具)加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般采用顶端密距，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。 在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统，其刀柄有直柄（3种规格）和锥柄（4种规格）2种，共包括16种不同用途的刀柄。 在经济型数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：①尽量减少刀具数量；②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤；③粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；④先铣后钻 ；⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。加工过程中切削用量的确定 合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。具体要考虑以下几个因素：①切削深度t。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，t就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。②切削宽度L。一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控机床的加工过程中，一般L的取值范围为：L=（0.6～0.9）d。③切削速度v。提高v也是提高生产率的一个措施，但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v的增大，刀具耐用度急剧下降，故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时，v可采用 8m /min左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，v可选 200m /min以上。④主轴转速n(r/min)。主轴转速一般根据切削速度v来选定。计算公式为：v=∏nd/1000。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。⑤进给速度vF。vF应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。vF的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时，vF可选择得大些。在加工过程中，vF也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整，但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。 随着数控机床在生产实际中的广泛应用，量化生产线的形成，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中，要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此，编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平. [...] [...] 数控刀具的选择和切削用量的确定是数控加工工艺中的重要内容，它不仅影响数控机床的加工效率，而且直接影响加工质量。CAD/CAM技术的发展，使得在数控加工中直接利用CAD的设计数据成为可能，特别是DNC系统微机与数控机床的联接，使得设计、工艺规划及编程的整个过程全部在计算机上完成，一般不需要输出专门的工艺文件。 目前，许多CAD/CAM软件包都提供自动编程功能，这些软件一般是在编程界面中提示工艺规划的有关问题，如，刀具选择、加工路径规划、切削用量设定等，编程人员只要设置了有关的参数，就可以自动生成NC程序并传输至数控机床完成加工. 因此，数控加工中的刀具选择和切削用量确定是在人机交互状态下完成的，这与普通机床加工形成鲜明的对比，同时也要求编程人员必须掌握刀具选择和切削用量确定的基本原则，在编程时充分考虑数控加工的特点，能够正确选择刀刃具及切削用量。数控加工常用刀具的种类及特点 数控加工刀具必须适应数控机床高速、高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具、通用连接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐标准化和系列化。数控刀具的分类有多种方法。根据刀具结构可分为：①整体式；②镶嵌式，采用焊接或机夹式联接，机夹式又可分为不转位和可转位两种；③特殊型式，如复合式刀具、减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为 ：①高速钢刀具；②硬质合金刀具；③金刚石刀具；④其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为：①车削刀具，分外圆、内孔、螺纹、切割刀具等多种；②钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；③镗削刀具；④铣削刀具等。 为了适应数控机床对刀具耐用、稳定、易调、可换等的要求，近几年机夹式可转位刀具得到广泛的应用，在数量上达到整个数控刀具的30%～40%，金属切除量占总数的80%～90%。 数控刀具与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点：①刚性好（尤其是粗加工刀具）、精度高、抗振及热变形小；②互换性好，便于快速换刀；③寿命高，切削性能稳定、可靠；④刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间；⑤刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除；⑥系列化、标准化，以利于编程和刀具管理。数控加工刀具的选择 刀具的选择是在数控编程的人机交互状态下进行的。应根据机床的加工能力、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其它相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便、刚性好、耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性。 选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。生产中，平面零件周边轮廓的加工，常采用立铣刀；铣削平面时，应选硬质合金刀片铣刀；加工凸台、凹槽时，选高速钢立铣刀；加工毛坯表面或粗加工孔时，可选取镶硬质合金刀片的玉米铣刀；对一些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常采用球头铣刀、环形铣刀、锥形铣刀和盘形铣刀。 在进行自由曲面(模具)加工时，由于球头刀具的端部切削速度为零，因此，为保证加工精度，切削行距一般采用顶端密距，故球头常用于曲面的精加工。而平头刀具在表面加工质量和切削效率方面都优于球头刀，因此，只要在保证不过切的前提下，无论是曲面的粗加工还是精加工，都应优先选择平头刀。另外，刀具的耐用度和精度与刀具价格关系极大，必须引起注意的是，在大多数情况下，选择好的刀具虽然增加了刀具成本，但由此带来的加工质量和加工效率的提高，则可以使整个加工成本大大降低。 在加工中心上，各种刀具分别装在刀库上，按程序规定随时进行选刀和换刀动作。因此必须采用标准刀柄，以便使钻、镗、扩、铣削等工序用的标准刀具迅速、准确地装到机床主轴或刀库上去。编程人员应了解机床上所用刀柄的结构尺寸、调整方法以及调整范围，以便在编程时确定刀具的径向和轴向尺寸。目前我国的加工中心采用TSG工具系统，其刀柄有直柄（3种规格）和锥柄（4种规格）2种，共包括16种不同用途的刀柄。 在经济型数控机床的加工过程中，由于刀具的刃磨、测量和更换多为人工手动进行，占用辅助时间较长，因此，必须合理安排刀具的排列顺序。一般应遵循以下原则：①尽量减少刀具数量；②一把刀具装夹后，应完成其所能进行的所有加工步骤；③粗精加工的刀具应分开使用，即使是相同尺寸规格的刀具；④先铣后钻 ；⑤先进行曲面精加工，后进行二维轮廓精加工；⑥在可能的情况下，应尽可能利用数控机床的自动换刀功能，以提高生产效率等。加工过程中切削用量的确定 合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。具体要考虑以下几个因素：①切削深度t。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，t就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。②切削宽度L。一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控机床的加工过程中，一般L的取值范围为：L=（0.6～0.9）d。③切削速度v。提高v也是提高生产率的一个措施，但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v的增大，刀具耐用度急剧下降，故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时，v可采用 8m /min左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，v可选 200m /min以上。④主轴转速n(r/min)。主轴转速一般根据切削速度v来选定。计算公式为：v=∏nd/1000。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调（倍率）开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。⑤进给速度vF。vF应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。vF的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时，vF可选择得大些。在加工过程中，vF也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整，但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。 随着数控机床在生产实际中的广泛应用，量化生产线的形成，数控编程已经成为数控加工中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中，要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此，编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平. 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]]> http://nocnc.com/?p=1066&cpage=1#comment-97 admin Sun, 20 Jun 2010 01:44:44 +0000 http://nocnc.com/?p=1066#comment-97 好的 好的

]]> http://nocnc.com/?p=1014&cpage=1#comment-95 数控加工HRC50以上淬火料时的刀具选择方法 « 数控人博客-打造最专业的数控维修,数控改造网站 Thu, 17 Jun 2010 05:48:18 +0000 http://nocnc.com/?p=1014#comment-95 [...] HRC50以上的粹火料由于硬度较高，一般的钨刚铣刀很难满足其加工要求，在CNC加工十几分钟后就出现了严重磨损甚至断刀现象。很多粹火后的模具要求较高及难度较大，所以使用一般钨刚铣刀精度达不到，那么加工粹火料刀具的选择应注意以下几点： [...] [...] HRC50以上的粹火料由于硬度较高，一般的钨刚铣刀很难满足其加工要求，在CNC加工十几分钟后就出现了严重磨损甚至断刀现象。很多粹火后的模具要求较高及难度较大，所以使用一般钨刚铣刀精度达不到，那么加工粹火料刀具的选择应注意以下几点： [...]

]]> http://nocnc.com/?p=1041&cpage=1#comment-94 数控设备CNC液晶显示器的维修方法 « 数控人博客-打造最专业的数控维修,数控改造网站 Wed, 16 Jun 2010 01:51:51 +0000 http://nocnc.com/?p=1041#comment-94 [...] 维修CNC液晶显示器-在数控机床的使用过程中，如果液晶显示器（LCD）不能显示或显示不正常，将会使整个数控系统的调试和运行无法进行。 一、液晶显示器电路分析 液晶显示器主要由电源、高压逆变器、主板电路、液晶屏组成，方框图如下图所示。 1．直流电源 一般由CNC主机电源提供12V DC，供给液晶显示器主板以及12V/5V DC、5V/3.3V DC的DC/DC电路和高压逆变器。 2．高压逆变器 它将12V DC转换成交变的1600Vpp高压脉冲，用于“点亮”冷阴极荧光灯管，形成液晶显示器的背光源。 3．主板电路 主板电路包括12V/5V、5V/3.3V的DC/DC变换电路、微控制器、它PROM、即插即用数据存储器、面板按键和指示灯、与CNC主机的接口插件（CN200）、显示图形处理器。 4．液晶屏 液晶显示器的液晶屏是利用薄膜技术做成的硅电晶体电极和液晶电容，在面板水平方向和垂直方向成矩阵排列，各对应的行（记为G1…Gn）、列（记为S1 …Sn）交叉点即形成一个单元，每三个单元（组成彩色）即构成一个像素，像素数量n根据液晶的分辨率来决定。对于每个单元都以一个薄膜场效应晶体管(TFT)来控制该液晶单元的ON或OFF。 由显示驱动电路在G线（扫描电极线）上加选通脉冲电压，S线（信号电极线）上加信号脉冲电压，即形成有源矩阵行顺序扫描驱动方式。信号电极上的信号脉冲幅度被CNC主机送来的图像信号调制实现液晶的灰度。 二、液晶显示器维修要点 根据液晶电路图、波形图和集成电路引脚功能图，对各单元电路的工作原理进行分析，并实测出各重要点位的电压波形及数据，与该机型的正常数据对比来确定故障元器件。 1．外观检查 检查显示屏组件有无严重变形和破裂等物理损伤。nextpage 2．主板检查 检查主板上的指示器件指示是否正常，有无明显变形和烧焦变色的痕迹，有无松动脱落和虚焊，电解电容引脚出处有无漏液，元件的工作温度是否过热，插件和电缆接触是否良好等。 3．检测 测量主板上12V DC是否正常，如无电压，检测插头端相应点，是否接触不良或无12V DC输入电压或电压是否低，如正常，继续检查12V/5V、5V/3.3V DC/DC模块的输出。 4．判断 当测出各等级电压正常，进一步查故障是出于主板还是汹变器或液晶屏。检查逆变器是否工作正常，首先着重检查逆变器有无12V DC电压加入以及主板上控制逆变器ON/OFF电压是否正常，若两者电压正常，逆变器输出端应有1600Vpp脉冲高压输出。如无高压脉冲输出，则故障出在逆变器单元电路板，更换逆变器单元电路板即可。 当检测逆变器为完好而显示器仍然不能正常工作时，则要查主板电路，图1中CN200有无主机的R、G、B、Hs、Vs信号车入，若有这些信号正常输入，则可断定故障出在主板电路或液F屏及其附件上。 最后再查主板加到液晶屏数据线上控制其开或关的电压是否正常输出，若输出正常则可断定故障出在液晶屏上，此时只能更换了。 维修液晶屏时应特别注意： (1)液晶显示器能在0～50℃的环境温度下正常工作，1＜－10℃就无法工作，会出现严重“拖尾”等不正常显示。 (2)液晶屏在使用和维修时不能用手指按压液晶屏，更不能用尖锐物品在屏幕上比划，否则可能会损伤甚至损坏液晶屏。液晶模块损坏无法修理，只能报废。 (3)液晶屏液晶模块使用的冷阴极荧光灯管细长易碎，高压逆变器被损坏也将无法修理。 (4)高压逆变器的输出端为千伏以上的交流电，不得用手触摸逆变器模块及其输出端。使用万用表测试时，必须用750VAC以上挡位测试。 三、维修实例 1.SKC一2F数控车床 开机液晶显示屏不亮，主机运行正常，电源指示灯到主机信号时始终为绿色，其他功能指示与正常时相同。 根据液晶显示原理，黑屏说明液晶控制电极与公共电极之间，已经被加上了显示驱动电压和控制电压，看不见图像是因为缺少背光源，检查的重点应放在背光源单元电路。 打开显示控制箱，开机从屏蔽罩缝隙处未见荧光管亮，检测显示器主板关键点电压及各输出电压均正常，检测液晶屏交流驱动信号正常，检测高压逆变器输入电压为12.29V DC正常，但用交流1000V挡检测高压逆变器输出端时无高压，可见，故障点在逆变器电路板上。 检测逆变器振荡电路时，发现振荡线圈（升压变压器初级）时断时通。拆下升压线圈检查引脚，发现变压器引出脚上被焊锡包住造成接触不良，经处理后接通电源开机，显示正常。 产生故障原因是高压逆变器振荡线圈引脚接触不良，电路不起振，从而升压变压器次级无高压输出，造成荧光灯管不能工作，进而无背光源，表现为显示屏黑屏。 2. WPE800/80一7型12×8m电液数控折弯机 开机液晶显示器即显白屏。屏幕无任何字符和图像显示，因而不能进行下一步的操作。该故障在机床启动中，时有发生，不定期出现。 开机时，系统无报警，说明NC自检、引导正常，初步判断CNC主机正常。液晶屏幕显示白屏，说明至少高压逆变器有脉冲高压输出，故障点也不在背光源单元电路。 根据“给液晶加电则背光光线被阻断，液晶屏幕呈现的是黑屏；不加电则光线射出，液晶屏幕呈现的是白屏”，故障现象与此相吻合，即液晶电极上未加上电压。此时液晶晶体前后扭转了900，正好与前后偏振片方向相符，液晶呈透光状态，背光源穿过透明状态的液晶屏显现的就是纯粹的白屏。从图1看出，背光源逆变器输入的12V DC电源是由外部即CNC主机单独提供，调整亮度和对比度的控制电压则由显示器主板提供，背光源电路正常发光说明主机提供的12V DC电源正常。液晶屏无任何字符和图像显示且无明暗对比，应是液晶显示组件未收到由显示器主板单元电路提供的显示驱动信号、显示控制信号和亮度对比度控制信号。 至此，重点应检查显示器主板单元电路及其相关接插件和电缆线。打开液晶显示器机壳，用万用表检查，排除接触不良以及电缆故障可能性。开机，故障依旧，发现主板上5V DC电源指示发光管不亮，各元器件无温升。检测发现12～5V DC的直流电压变换模块无5V DC输出，造成主板单元电路不工作。仔细检修12V/5V DC/DC模块后，故障排除。 本例故障产生的原因是元件接触不良，且操纵控制箱为刚性悬臂结构，容易受机床工作振动影响。 3.CJK6263一A数控车床 液晶显示器无显示，黑屏。此故障出现前一段时间已发现显示器亮度下降，显示暗淡，图像白底时（背光）色偏发黄。 开机，电源指示灯亮，CNC系统主机的工作状态是正常的，应该把故障确定在显示器上。 在多次开机时发现，显示屏虽然不亮，但从不同角度观察，幕上隐约有动态图像、字符和操作界面。由此可见CNC主机电路和液晶显示器的驱动电路是正常的。接着检查背光源部分，已知前一段故障现象，与背光源的冷阴极荧光管老化所造成的显示亮度不足现象相似。至此，可确定故障范围，应检查高压逆变器单元电路板和冷阴极荧光管本身。 检查各部件连接电缆正确。开机，检测电路各点电位正常，电路起振并有高频交流电压输出。用高压表作定量检测，也可用跳火法或感应法作定性检测。升压变压器有高于1600Vpp的脉冲高压输出，高压逆变器单元电路工作正常。检查冷阴极荧光管输入插头处有高压，可见冷阴极荧光管已经失效。拆开液晶屏检查发现，原装的冷阴极荧光管两端已严重发黑，报废。更换新的冷阴极荧光管后开机显示正常，故障排除。 更换冷阴极荧光管时要注意：(1)因液晶液晶屏为精密部件，在更换过程中应特别仔细，谨防液晶玻璃破碎；(2)工作环境要无尘；(3)分解过程应作标记或记录；(4)冷阴极荧光管拆装时要轻拿轻放，焊接引线时动作迅速，以免使玻璃过热破裂报废；(5)焊接冷阴极荧光管引线前，在两端的1/3处要加套透明橡胶防振支撑圈；(6)荧光管引线接头处理及装配时要注意绝缘，以免造成高压跳火。 4:更换新显示器也是不错的选择，因为早期的显显示器，零配件难于采购。 转载注明出处：数控人博客 www.nocnc.com 本文连接地址：http://nocnc.com/?p=1073 [...] [...] 维修CNC液晶显示器-在数控机床的使用过程中，如果液晶显示器（LCD）不能显示或显示不正常，将会使整个数控系统的调试和运行无法进行。 一、液晶显示器电路分析 液晶显示器主要由电源、高压逆变器、主板电路、液晶屏组成，方框图如下图所示。 1．直流电源 一般由CNC主机电源提供12V DC，供给液晶显示器主板以及12V/5V DC、5V/3.3V DC的DC/DC电路和高压逆变器。 2．高压逆变器 它将12V DC转换成交变的1600Vpp高压脉冲，用于“点亮”冷阴极荧光灯管，形成液晶显示器的背光源。 3．主板电路 主板电路包括12V/5V、5V/3.3V的DC/DC变换电路、微控制器、它PROM、即插即用数据存储器、面板按键和指示灯、与CNC主机的接口插件（CN200）、显示图形处理器。 4．液晶屏 液晶显示器的液晶屏是利用薄膜技术做成的硅电晶体电极和液晶电容，在面板水平方向和垂直方向成矩阵排列，各对应的行（记为G1…Gn）、列（记为S1 …Sn）交叉点即形成一个单元，每三个单元（组成彩色）即构成一个像素，像素数量n根据液晶的分辨率来决定。对于每个单元都以一个薄膜场效应晶体管(TFT)来控制该液晶单元的ON或OFF。 由显示驱动电路在G线（扫描电极线）上加选通脉冲电压，S线（信号电极线）上加信号脉冲电压，即形成有源矩阵行顺序扫描驱动方式。信号电极上的信号脉冲幅度被CNC主机送来的图像信号调制实现液晶的灰度。 二、液晶显示器维修要点 根据液晶电路图、波形图和集成电路引脚功能图，对各单元电路的工作原理进行分析，并实测出各重要点位的电压波形及数据，与该机型的正常数据对比来确定故障元器件。 1．外观检查 检查显示屏组件有无严重变形和破裂等物理损伤。nextpage 2．主板检查 检查主板上的指示器件指示是否正常，有无明显变形和烧焦变色的痕迹，有无松动脱落和虚焊，电解电容引脚出处有无漏液，元件的工作温度是否过热，插件和电缆接触是否良好等。 3．检测 测量主板上12V DC是否正常，如无电压，检测插头端相应点，是否接触不良或无12V DC输入电压或电压是否低，如正常，继续检查12V/5V、5V/3.3V DC/DC模块的输出。 4．判断 当测出各等级电压正常，进一步查故障是出于主板还是汹变器或液晶屏。检查逆变器是否工作正常，首先着重检查逆变器有无12V DC电压加入以及主板上控制逆变器ON/OFF电压是否正常，若两者电压正常，逆变器输出端应有1600Vpp脉冲高压输出。如无高压脉冲输出，则故障出在逆变器单元电路板，更换逆变器单元电路板即可。 当检测逆变器为完好而显示器仍然不能正常工作时，则要查主板电路，图1中CN200有无主机的R、G、B、Hs、Vs信号车入，若有这些信号正常输入，则可断定故障出在主板电路或液F屏及其附件上。 最后再查主板加到液晶屏数据线上控制其开或关的电压是否正常输出，若输出正常则可断定故障出在液晶屏上，此时只能更换了。 维修液晶屏时应特别注意： (1)液晶显示器能在0～50℃的环境温度下正常工作，1＜－10℃就无法工作，会出现严重“拖尾”等不正常显示。 (2)液晶屏在使用和维修时不能用手指按压液晶屏，更不能用尖锐物品在屏幕上比划，否则可能会损伤甚至损坏液晶屏。液晶模块损坏无法修理，只能报废。 (3)液晶屏液晶模块使用的冷阴极荧光灯管细长易碎，高压逆变器被损坏也将无法修理。 (4)高压逆变器的输出端为千伏以上的交流电，不得用手触摸逆变器模块及其输出端。使用万用表测试时，必须用750VAC以上挡位测试。 三、维修实例 1.SKC一2F数控车床 开机液晶显示屏不亮，主机运行正常，电源指示灯到主机信号时始终为绿色，其他功能指示与正常时相同。 根据液晶显示原理，黑屏说明液晶控制电极与公共电极之间，已经被加上了显示驱动电压和控制电压，看不见图像是因为缺少背光源，检查的重点应放在背光源单元电路。 打开显示控制箱，开机从屏蔽罩缝隙处未见荧光管亮，检测显示器主板关键点电压及各输出电压均正常，检测液晶屏交流驱动信号正常，检测高压逆变器输入电压为12.29V DC正常，但用交流1000V挡检测高压逆变器输出端时无高压，可见，故障点在逆变器电路板上。 检测逆变器振荡电路时，发现振荡线圈（升压变压器初级）时断时通。拆下升压线圈检查引脚，发现变压器引出脚上被焊锡包住造成接触不良，经处理后接通电源开机，显示正常。 产生故障原因是高压逆变器振荡线圈引脚接触不良，电路不起振，从而升压变压器次级无高压输出，造成荧光灯管不能工作，进而无背光源，表现为显示屏黑屏。 2. WPE800/80一7型12×8m电液数控折弯机 开机液晶显示器即显白屏。屏幕无任何字符和图像显示，因而不能进行下一步的操作。该故障在机床启动中，时有发生，不定期出现。 开机时，系统无报警，说明NC自检、引导正常，初步判断CNC主机正常。液晶屏幕显示白屏，说明至少高压逆变器有脉冲高压输出，故障点也不在背光源单元电路。 根据“给液晶加电则背光光线被阻断，液晶屏幕呈现的是黑屏；不加电则光线射出，液晶屏幕呈现的是白屏”，故障现象与此相吻合，即液晶电极上未加上电压。此时液晶晶体前后扭转了900，正好与前后偏振片方向相符，液晶呈透光状态，背光源穿过透明状态的液晶屏显现的就是纯粹的白屏。从图1看出，背光源逆变器输入的12V DC电源是由外部即CNC主机单独提供，调整亮度和对比度的控制电压则由显示器主板提供，背光源电路正常发光说明主机提供的12V DC电源正常。液晶屏无任何字符和图像显示且无明暗对比，应是液晶显示组件未收到由显示器主板单元电路提供的显示驱动信号、显示控制信号和亮度对比度控制信号。 至此，重点应检查显示器主板单元电路及其相关接插件和电缆线。打开液晶显示器机壳，用万用表检查，排除接触不良以及电缆故障可能性。开机，故障依旧，发现主板上5V DC电源指示发光管不亮，各元器件无温升。检测发现12～5V DC的直流电压变换模块无5V DC输出，造成主板单元电路不工作。仔细检修12V/5V DC/DC模块后，故障排除。 本例故障产生的原因是元件接触不良，且操纵控制箱为刚性悬臂结构，容易受机床工作振动影响。 3.CJK6263一A数控车床 液晶显示器无显示，黑屏。此故障出现前一段时间已发现显示器亮度下降，显示暗淡，图像白底时（背光）色偏发黄。 开机，电源指示灯亮，CNC系统主机的工作状态是正常的，应该把故障确定在显示器上。 在多次开机时发现，显示屏虽然不亮，但从不同角度观察，幕上隐约有动态图像、字符和操作界面。由此可见CNC主机电路和液晶显示器的驱动电路是正常的。接着检查背光源部分，已知前一段故障现象，与背光源的冷阴极荧光管老化所造成的显示亮度不足现象相似。至此，可确定故障范围，应检查高压逆变器单元电路板和冷阴极荧光管本身。 检查各部件连接电缆正确。开机，检测电路各点电位正常，电路起振并有高频交流电压输出。用高压表作定量检测，也可用跳火法或感应法作定性检测。升压变压器有高于1600Vpp的脉冲高压输出，高压逆变器单元电路工作正常。检查冷阴极荧光管输入插头处有高压，可见冷阴极荧光管已经失效。拆开液晶屏检查发现，原装的冷阴极荧光管两端已严重发黑，报废。更换新的冷阴极荧光管后开机显示正常，故障排除。 更换冷阴极荧光管时要注意：(1)因液晶液晶屏为精密部件，在更换过程中应特别仔细，谨防液晶玻璃破碎；(2)工作环境要无尘；(3)分解过程应作标记或记录；(4)冷阴极荧光管拆装时要轻拿轻放，焊接引线时动作迅速，以免使玻璃过热破裂报废；(5)焊接冷阴极荧光管引线前，在两端的1/3处要加套透明橡胶防振支撑圈；(6)荧光管引线接头处理及装配时要注意绝缘，以免造成高压跳火。 4:更换新显示器也是不错的选择，因为早期的显显示器，零配件难于采购。 转载注明出处：数控人博客 http://www.nocnc.com 本文连接地址：http://nocnc.com/?p=1073 [...]

]]> http://nocnc.com/?p=780&cpage=1#comment-93 CNC控制器介绍 « 数控人博客-打造最专业的数控维修,数控改造网站 Wed, 16 Jun 2010 01:48:06 +0000 http://nocnc.com/?p=780#comment-93 [...] 五轴加工 [...] [...] 五轴加工 [...]

]]> http://nocnc.com/?p=1056&cpage=1#comment-92 CNC控制器介绍 « 数控人博客-打造最专业的数控维修,数控改造网站 Wed, 16 Jun 2010 01:47:50 +0000 http://nocnc.com/?p=1056#comment-92 [...] CNC控制器介绍-CNC技术的发展相当迅速，这大大提高了模具加工的生产率，其中运算速度更快捷的CPU是CNC技术发展的核心。CPU的改进不仅仅是运算速度的提高，而且速度本身也涉及到了其它方面CNC技术的改进。正因为近几年CNC技术 发生了如此大的变化，才值得我们对当前CNC技术在模具制造业的应用情况作一个综述。 程序块处理时间及其它由于CPU处理速度的提高，以及CNC制造商将高速度CPU应用到高度集成化的CNC系统中， CNC的性能有了显著的改善。反应更快、更灵敏的系统实现的不仅仅是更高的程序处理速度。事实上，一个能够以相当高的速度处理零件加工程序的系统在运行过程中也有可能象一个低速处理系统，因为即使是功能完备的CNC系统也存在着一些潜在的问题，这些问题有可能成为限制加工速度的瓶颈。 目前大多数模具厂都意识到高速加工需要的不仅仅是较短的加工程序处理时间。在很多方面，这种情况和赛车的驾驶很相似。速度最快的赛车就一定能赢得比赛吗？即使是一个偶尔才观看车赛的观众都知道除速度以外，还有许多因素影响着比赛的结果。 首先，车手对于赛道的了解程度很重要：他必须知道何处有急转弯，以便能恰如其分地减速，从而安全高效地通过弯道。在采用高进给速度加工模具的过程中，CNC中的待加工轨迹监控技术可预先获取锐曲线出现的信息，这一功能起着同样的作用。 同样的，车手对其他车手动作以及不可确定因素的反应灵敏程度与CNC中的伺服反馈的次数类似。CNC中伺服反馈主要包括位置反馈、速度反馈和电流反馈。 当车手驾车绕赛道行驶时，动作的连贯性，能否熟练地刹车、加速等对车手的临场表现有着非常重要的影响。同样地，CNC系统的钟形加速/减速和待加工轨迹监控功能利用缓慢加速/减速来代替突然变速，以保证机床的平稳加速。 除此以外，赛车和CNC系统还有其它相似的地方。赛车发动机的功率类似于CNC的驱动装置和电机，赛车的重量可以和机床中运动构件的重量相提并论，赛车的刚度和强度则类似于机床的强度和刚度。CNC修正特定路径误差的能力与车手具备的将赛车控制在车道内的能力极其相似。 另一个与目前CNC相似的情况是，那些速度不是最快的赛车往往需要技术全面的车手。过去只有高档的CNC才能在高速切削的同时保证较高的加工精度。如今，中、低档的CNC所具备的功能也有可能令人满意地完成工作。虽然高档CNC具备目前所能获得的最佳性能，但也存在着这种可能，即你所使用的低档CNC具有与同类产品中高档CNC一样的加工特性。过去，限制模具加工最高进给速度的因素是CNC，今天则是机床的机械结构。在机床已处于性能极限的情况下，更好的CNC也不会使性能再提高。 CNC系统的内在特性 以下是目前模具加工过程中的一些基本的CNC特性： 1. 曲线曲面的非均匀有理B样条(NURBS)插补 该项技术采用沿曲线插补的方式，而不是采用一系列短直线来拟合曲线。这一技术的应用已经相当普遍。许多模具行业目前使用的CAM软件都提供了一个选项，即生成NURBS插补格式的零件程序。同时，功能强大的CNC还提供了五轴插补功能以及与此相关的特性。这些性能提高了表面精加工的质量，改善了电机运行的平稳度，提高了切削速度，并使零件加工程序更小。 2. 更小的指令单位 大多数的CNC系统向机床主轴传递运动和定位指令的单位不小于1微米。在充分利用CPU处理能力提高这一优势后，一些CNC系统的最小指令单位甚至可达到1纳米(0.000001mm)。在指令单位缩小1000倍后，可获得更高的加工精度，可使电机运行得更平稳。电机运行的平稳使得一些机床能够在床身振动不加大的前提下，以更高的加速度运行。 3. 钟形曲线加速/减速 也称作为S曲线加速/减速，或爬行控制。与使用直线加速方式相比，这种方式可使机床获得更好的加速效果。与其它加速方式相比，也包括直线方式和指数方式，采用钟形曲线方式可获得更小的定位误差。 4. 待加工轨迹监控 这一技术已被广泛使用，该技术具有众多性能差异，使其在低档控制系统中的工作方式与高档控制系统中的工作方式得以区别开来。总的来讲， CNC就是通过加工轨迹监控来实现对程序的预处理，以此来确保能获得更优异的加速/减速控制。根据不同的CNC的性能，待加工轨迹监控所需的程序块数量从两个到上百个不等，这主要取决于零件程序的最短加工时间和加速/减速的时间常数。一般而言，要想满足加工要求，至少需要十五个待加工轨迹监控程序块。 5. 数字伺服控制 数字伺服系统的发展如此迅速，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。使用该系统后，CNC能够更及时地控制伺服系统，而且CNC对机床的控制也变得更精确。 数字伺服系统的作用如下： 1) 将提高电流环路的采样速度，再加上电流环控制的改善，从而降低电机温升。这样，不仅可以延长电机的寿命，还可以减少传递到滚珠丝杠的热量，从而提高丝杠的精度。除此之外，采样速度的加快还可以提高速度回路的增益，这些都有助于提高机床的整体性能。 2) 由于许多新的CNC使用高速序列与伺服回路相连，因此通过通讯链路，CNC可获得更多的电机和驱动装置的工作信息。这可提高机床的维护性能。 3) 连续的位置反馈允许在高速进给的情况下进行高精度的加工。CNC运算速度的加快使得位置反馈的速率成为制约机床运行速度的瓶颈。在传统的反馈方式中，随着CNC和电子设备的外部编码器的采样速度的变化，反馈速度受到信号类型的制约。采用串行反馈，这一问题将得到很好的解决。即使机床以很高速度运行，也可达到精密的反馈精度。 6. 直线电机 近几年来，直线电机的工作性能和欢迎度有了显著的提高，所以很多加工中心采用了这一装置。至今，Fanuc公司至少已经安装了1000台直线电机。GE Fanuc的一些先进技术使得机床上的直线电机的最大输出力为15,500N，最大加速度为30g。另一些先进技术的应用使机床的尺寸得以减小，重量得以减轻，冷却效率大为提高。所有这些技术上的进步使直线电机在与旋转电机相比时，优势更强：更高的加/减速率；更准确的定位控制，更高的刚度；更高的可靠性；内部的动态制动。 外部附加特性：开放式CNC系统 采用开放式 CNC系统的机床发展非常迅速。目前可供选择的通讯系统的通讯速度都较高，因而出现多种类型的开放式CNC结构。绝大多数的开放式系统将标准的PC机的开放性与传统CNC的功能相结合。这样最大的好处在于：即使机床的硬件已经过时，开放式的CNC仍然允许其性能随现有技术和加工要求改变。借助于其它软件，还可以向开放式CNC中添加其它功能。这些性能可以是与模具加工密切相关的，也可以是与模具加工关系不大的。通常情况下，模具车间使用的开放式CNC系统具有以下这些常用的功能选择： 价格低廉的网络通讯； 以太网； 自适应控制功能； 可供连接条形码阅读器、刀具序列号阅读器和/或托盘序列号系统的接口； 保存和编辑大量零件程序的功能； 存储程序控制信息的采集； 文件处理功能； CAD/CAM技术的集成和车间规划； 通用的操作界面。 最后一点极为重要。因为模具加工对操作简单的CNC 的需求越来越大。在这个概念中，最重要就是不同的CNC具有相同的操作界面。就一般情况而言，不同机床的操作人员必须分开培训，因为不同类型的机床，以及不同制造商生产的机床使用的CNC界面都不相同。开放式CNC系统为整个车间使用同一个CNC控制界面创造了机会。 现在，机床的所有者即使不懂C语言，也可以为CNC操作设计自己的界面了。此外，开放式系统的控制器允许根据个人的需要，设定不同的机器运转方式。这样操作者、编程人员和维修者可按自己的要求进行设置。在使用时，屏幕上只出现他们需要的特定信息。采用这样的方式可减少不必要的页面显示，有助于简化CNC操作。 五轴加工 在制造复杂模具的过程中，五轴加工的应用变得越来越广。使用五轴加工，可以减少加工一个零件所需的工装或/和机床的数量，加工过程所需的设备数量将被减至最低，与此同时也降低了总的加工时间。 CNC的功能越来越强，这使得CNC制造商能够提供更多的五轴特性。 从前只有高档CNC才具备的功能，如今也被用在中档产品上。对于那些从未使用过五轴加工技术的厂家而言，这些特性的应用使得五轴加工变得更简单。将目前的CNC技术用于五轴加工，使得五轴加工具备以下优势： 减少专用工具的需求； 允许在完成零件程序后再设定刀具的偏置； 支持通用程序的设计，这样经过后处理的程序可以在不同机床之间互换使用； 提高精加工的质量； 可用于不同结构的机床，这样就不必在程序中说明是主轴还是工件在绕中心点转动。因为这将由CNC 的参数来解决。 我们可以用球形铣刀的补偿的例子来说明为何五轴特别适用于模具加工。在零件和刀具绕中枢轴旋转时，为了准确地补偿球形铣刀的偏置，CNC必须能够在X、Y、Z三个方向动态地调整刀具的补偿量。保证刀具切触点的连续，有利于提高精加工的质量。 此外，五轴CNC的用途还表现在：与绕主轴旋转刀具相关的特性，与绕主轴旋转零件相关的特性，以及允许操作者采用手动方式改变刀具矢量的特性。 当采用刀具的中轴线作为回转轴线时，原来Z轴方向的刀具长度偏置将被分成X、Y、Z三个方向的分量。另外，原来X、Y轴方向的工具直径偏置也被分为X、Y、Z轴三个方向的分量。 由于在切削工程中，刀具可以沿旋转轴方向做进给运动，所有这些偏置必须动态更新，以便说明连续变化的刀具的方位。 CNC另一项被称为“刀具中心点编程”的特性，允许编程人员定义刀具的路径和中心点速度，CNC通过旋转轴和直线轴方向的命令来保证刀具按照程序运动。这一特性使得刀具的中心点不再随刀具的变化而变化，这也意味着：在五轴加工中可以象三轴加工一样直接输入刀具的偏置，还可以通过再一次后置程序来说明刀具长度的改变。这种通过使主轴旋转来实现转轴的运动特性简化了刀具的编程后置处理。 利用同样的功能，使工件绕中枢轴旋，机床也可以获得旋转运动。新研制的CNC能够通过动态地调整固定偏置和旋转坐标轴来配合零件的运动。当操作人员采用手动方式来实现机床的慢速进给时，CNC系统同样起着重要的作用。新研制的CNC系统同样允许轴沿着刀具向量的方向缓慢进给，在没有刀尖位置变化的前提下，还允许改变刀尖向量的方向(参看上面的插图)。 这些特性使得操作人员在使用五轴加工机床的过程中，能够很容易地使用目前在模具业广泛使用的3+2编程法。然而，随着新的五轴加工功能的逐渐发展和这种功能逐浙被接受，真正的五轴模具加工机床可能会更普遍 数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数(主轴转数、进给量、背吃刀量等)以及辅助功能(换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等)，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上(如穿孔纸带、磁带、磁盘、磁泡存储器)，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控程序的编制。数控机床与普通机床加工零件的区别在于控机床是按照程序自动加工零件，而普通机床要由人来操作，我们只要改变控制机床动作的程序就可以达到加工不同零件的目的。因此，数控机床特别适用于加工小批量且形状复杂要求精度高的零件 由于数控机床要按照程序来加工零件，编程人员编制好程序以后，输入到数控装置中来指挥机床工作。程序的输入是通过控制介质来的。 ————————————————————————————- 转载注明出处：数控人博客 www.nocnc.com 本文连接地址：http://nocnc.com/?p=1066 [...] [...] CNC控制器介绍-CNC技术的发展相当迅速，这大大提高了模具加工的生产率，其中运算速度更快捷的CPU是CNC技术发展的核心。CPU的改进不仅仅是运算速度的提高，而且速度本身也涉及到了其它方面CNC技术的改进。正因为近几年CNC技术 发生了如此大的变化，才值得我们对当前CNC技术在模具制造业的应用情况作一个综述。 程序块处理时间及其它由于CPU处理速度的提高，以及CNC制造商将高速度CPU应用到高度集成化的CNC系统中， CNC的性能有了显著的改善。反应更快、更灵敏的系统实现的不仅仅是更高的程序处理速度。事实上，一个能够以相当高的速度处理零件加工程序的系统在运行过程中也有可能象一个低速处理系统，因为即使是功能完备的CNC系统也存在着一些潜在的问题，这些问题有可能成为限制加工速度的瓶颈。 目前大多数模具厂都意识到高速加工需要的不仅仅是较短的加工程序处理时间。在很多方面，这种情况和赛车的驾驶很相似。速度最快的赛车就一定能赢得比赛吗？即使是一个偶尔才观看车赛的观众都知道除速度以外，还有许多因素影响着比赛的结果。 首先，车手对于赛道的了解程度很重要：他必须知道何处有急转弯，以便能恰如其分地减速，从而安全高效地通过弯道。在采用高进给速度加工模具的过程中，CNC中的待加工轨迹监控技术可预先获取锐曲线出现的信息，这一功能起着同样的作用。 同样的，车手对其他车手动作以及不可确定因素的反应灵敏程度与CNC中的伺服反馈的次数类似。CNC中伺服反馈主要包括位置反馈、速度反馈和电流反馈。 当车手驾车绕赛道行驶时，动作的连贯性，能否熟练地刹车、加速等对车手的临场表现有着非常重要的影响。同样地，CNC系统的钟形加速/减速和待加工轨迹监控功能利用缓慢加速/减速来代替突然变速，以保证机床的平稳加速。 除此以外，赛车和CNC系统还有其它相似的地方。赛车发动机的功率类似于CNC的驱动装置和电机，赛车的重量可以和机床中运动构件的重量相提并论，赛车的刚度和强度则类似于机床的强度和刚度。CNC修正特定路径误差的能力与车手具备的将赛车控制在车道内的能力极其相似。 另一个与目前CNC相似的情况是，那些速度不是最快的赛车往往需要技术全面的车手。过去只有高档的CNC才能在高速切削的同时保证较高的加工精度。如今，中、低档的CNC所具备的功能也有可能令人满意地完成工作。虽然高档CNC具备目前所能获得的最佳性能，但也存在着这种可能，即你所使用的低档CNC具有与同类产品中高档CNC一样的加工特性。过去，限制模具加工最高进给速度的因素是CNC，今天则是机床的机械结构。在机床已处于性能极限的情况下，更好的CNC也不会使性能再提高。 CNC系统的内在特性 以下是目前模具加工过程中的一些基本的CNC特性： 1. 曲线曲面的非均匀有理B样条(NURBS)插补 该项技术采用沿曲线插补的方式，而不是采用一系列短直线来拟合曲线。这一技术的应用已经相当普遍。许多模具行业目前使用的CAM软件都提供了一个选项，即生成NURBS插补格式的零件程序。同时，功能强大的CNC还提供了五轴插补功能以及与此相关的特性。这些性能提高了表面精加工的质量，改善了电机运行的平稳度，提高了切削速度，并使零件加工程序更小。 2. 更小的指令单位 大多数的CNC系统向机床主轴传递运动和定位指令的单位不小于1微米。在充分利用CPU处理能力提高这一优势后，一些CNC系统的最小指令单位甚至可达到1纳米(0.000001mm)。在指令单位缩小1000倍后，可获得更高的加工精度，可使电机运行得更平稳。电机运行的平稳使得一些机床能够在床身振动不加大的前提下，以更高的加速度运行。 3. 钟形曲线加速/减速 也称作为S曲线加速/减速，或爬行控制。与使用直线加速方式相比，这种方式可使机床获得更好的加速效果。与其它加速方式相比，也包括直线方式和指数方式，采用钟形曲线方式可获得更小的定位误差。 4. 待加工轨迹监控 这一技术已被广泛使用，该技术具有众多性能差异，使其在低档控制系统中的工作方式与高档控制系统中的工作方式得以区别开来。总的来讲， CNC就是通过加工轨迹监控来实现对程序的预处理，以此来确保能获得更优异的加速/减速控制。根据不同的CNC的性能，待加工轨迹监控所需的程序块数量从两个到上百个不等，这主要取决于零件程序的最短加工时间和加速/减速的时间常数。一般而言，要想满足加工要求，至少需要十五个待加工轨迹监控程序块。 5. 数字伺服控制 数字伺服系统的发展如此迅速，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。使用该系统后，CNC能够更及时地控制伺服系统，而且CNC对机床的控制也变得更精确。 数字伺服系统的作用如下： 1) 将提高电流环路的采样速度，再加上电流环控制的改善，从而降低电机温升。这样，不仅可以延长电机的寿命，还可以减少传递到滚珠丝杠的热量，从而提高丝杠的精度。除此之外，采样速度的加快还可以提高速度回路的增益，这些都有助于提高机床的整体性能。 2) 由于许多新的CNC使用高速序列与伺服回路相连，因此通过通讯链路，CNC可获得更多的电机和驱动装置的工作信息。这可提高机床的维护性能。 3) 连续的位置反馈允许在高速进给的情况下进行高精度的加工。CNC运算速度的加快使得位置反馈的速率成为制约机床运行速度的瓶颈。在传统的反馈方式中，随着CNC和电子设备的外部编码器的采样速度的变化，反馈速度受到信号类型的制约。采用串行反馈，这一问题将得到很好的解决。即使机床以很高速度运行，也可达到精密的反馈精度。 6. 直线电机 近几年来，直线电机的工作性能和欢迎度有了显著的提高，所以很多加工中心采用了这一装置。至今，Fanuc公司至少已经安装了1000台直线电机。GE Fanuc的一些先进技术使得机床上的直线电机的最大输出力为15,500N，最大加速度为30g。另一些先进技术的应用使机床的尺寸得以减小，重量得以减轻，冷却效率大为提高。所有这些技术上的进步使直线电机在与旋转电机相比时，优势更强：更高的加/减速率；更准确的定位控制，更高的刚度；更高的可靠性；内部的动态制动。 外部附加特性：开放式CNC系统 采用开放式 CNC系统的机床发展非常迅速。目前可供选择的通讯系统的通讯速度都较高，因而出现多种类型的开放式CNC结构。绝大多数的开放式系统将标准的PC机的开放性与传统CNC的功能相结合。这样最大的好处在于：即使机床的硬件已经过时，开放式的CNC仍然允许其性能随现有技术和加工要求改变。借助于其它软件，还可以向开放式CNC中添加其它功能。这些性能可以是与模具加工密切相关的，也可以是与模具加工关系不大的。通常情况下，模具车间使用的开放式CNC系统具有以下这些常用的功能选择： 价格低廉的网络通讯； 以太网； 自适应控制功能； 可供连接条形码阅读器、刀具序列号阅读器和/或托盘序列号系统的接口； 保存和编辑大量零件程序的功能； 存储程序控制信息的采集； 文件处理功能； CAD/CAM技术的集成和车间规划； 通用的操作界面。 最后一点极为重要。因为模具加工对操作简单的CNC 的需求越来越大。在这个概念中，最重要就是不同的CNC具有相同的操作界面。就一般情况而言，不同机床的操作人员必须分开培训，因为不同类型的机床，以及不同制造商生产的机床使用的CNC界面都不相同。开放式CNC系统为整个车间使用同一个CNC控制界面创造了机会。 现在，机床的所有者即使不懂C语言，也可以为CNC操作设计自己的界面了。此外，开放式系统的控制器允许根据个人的需要，设定不同的机器运转方式。这样操作者、编程人员和维修者可按自己的要求进行设置。在使用时，屏幕上只出现他们需要的特定信息。采用这样的方式可减少不必要的页面显示，有助于简化CNC操作。 五轴加工 在制造复杂模具的过程中，五轴加工的应用变得越来越广。使用五轴加工，可以减少加工一个零件所需的工装或/和机床的数量，加工过程所需的设备数量将被减至最低，与此同时也降低了总的加工时间。 CNC的功能越来越强，这使得CNC制造商能够提供更多的五轴特性。 从前只有高档CNC才具备的功能，如今也被用在中档产品上。对于那些从未使用过五轴加工技术的厂家而言，这些特性的应用使得五轴加工变得更简单。将目前的CNC技术用于五轴加工，使得五轴加工具备以下优势： 减少专用工具的需求； 允许在完成零件程序后再设定刀具的偏置； 支持通用程序的设计，这样经过后处理的程序可以在不同机床之间互换使用； 提高精加工的质量； 可用于不同结构的机床，这样就不必在程序中说明是主轴还是工件在绕中心点转动。因为这将由CNC 的参数来解决。 我们可以用球形铣刀的补偿的例子来说明为何五轴特别适用于模具加工。在零件和刀具绕中枢轴旋转时，为了准确地补偿球形铣刀的偏置，CNC必须能够在X、Y、Z三个方向动态地调整刀具的补偿量。保证刀具切触点的连续，有利于提高精加工的质量。 此外，五轴CNC的用途还表现在：与绕主轴旋转刀具相关的特性，与绕主轴旋转零件相关的特性，以及允许操作者采用手动方式改变刀具矢量的特性。 当采用刀具的中轴线作为回转轴线时，原来Z轴方向的刀具长度偏置将被分成X、Y、Z三个方向的分量。另外，原来X、Y轴方向的工具直径偏置也被分为X、Y、Z轴三个方向的分量。 由于在切削工程中，刀具可以沿旋转轴方向做进给运动，所有这些偏置必须动态更新，以便说明连续变化的刀具的方位。 CNC另一项被称为“刀具中心点编程”的特性，允许编程人员定义刀具的路径和中心点速度，CNC通过旋转轴和直线轴方向的命令来保证刀具按照程序运动。这一特性使得刀具的中心点不再随刀具的变化而变化，这也意味着：在五轴加工中可以象三轴加工一样直接输入刀具的偏置，还可以通过再一次后置程序来说明刀具长度的改变。这种通过使主轴旋转来实现转轴的运动特性简化了刀具的编程后置处理。 利用同样的功能，使工件绕中枢轴旋，机床也可以获得旋转运动。新研制的CNC能够通过动态地调整固定偏置和旋转坐标轴来配合零件的运动。当操作人员采用手动方式来实现机床的慢速进给时，CNC系统同样起着重要的作用。新研制的CNC系统同样允许轴沿着刀具向量的方向缓慢进给，在没有刀尖位置变化的前提下，还允许改变刀尖向量的方向(参看上面的插图)。 这些特性使得操作人员在使用五轴加工机床的过程中，能够很容易地使用目前在模具业广泛使用的3+2编程法。然而，随着新的五轴加工功能的逐渐发展和这种功能逐浙被接受，真正的五轴模具加工机床可能会更普遍 数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数(主轴转数、进给量、背吃刀量等)以及辅助功能(换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等)，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上(如穿孔纸带、磁带、磁盘、磁泡存储器)，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控程序的编制。数控机床与普通机床加工零件的区别在于控机床是按照程序自动加工零件，而普通机床要由人来操作，我们只要改变控制机床动作的程序就可以达到加工不同零件的目的。因此，数控机床特别适用于加工小批量且形状复杂要求精度高的零件 由于数控机床要按照程序来加工零件，编程人员编制好程序以后，输入到数控装置中来指挥机床工作。程序的输入是通过控制介质来的。 ————————————————————————————- 转载注明出处：数控人博客 http://www.nocnc.com 本文连接地址：http://nocnc.com/?p=1066 [...]

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除此以外，赛车和CNC系统还有其它相似的地方。赛车发动机的功率类似于CNC的驱动装置和电机，赛车的重量可以和机床中运动构件的重量相提并论，赛车的刚度和强度则类似于机床的强度和刚度。CNC修正特定路径误差的能力与车手具备的将赛车控制在车道内的能力极其相似。 另一个与目前CNC相似的情况是，那些速度不是最快的赛车往往需要技术全面的车手。过去只有高档的CNC才能在高速切削的同时保证较高的加工精度。如今，中、低档的CNC所具备的功能也有可能令人满意地完成工作。虽然高档CNC具备目前所能获得的最佳性能，但也存在着这种可能，即你所使用的低档CNC具有与同类产品中高档CNC一样的加工特性。过去，限制模具加工最高进给速度的因素是CNC，今天则是机床的机械结构。在机床已处于性能极限的情况下，更好的CNC也不会使性能再提高。 CNC系统的内在特性 以下是目前模具加工过程中的一些基本的CNC特性： 1. 曲线曲面的非均匀有理B样条(NURBS)插补 该项技术采用沿曲线插补的方式，而不是采用一系列短直线来拟合曲线。这一技术的应用已经相当普遍。许多模具行业目前使用的CAM软件都提供了一个选项，即生成NURBS插补格式的零件程序。同时，功能强大的CNC还提供了五轴插补功能以及与此相关的特性。这些性能提高了表面精加工的质量，改善了电机运行的平稳度，提高了切削速度，并使零件加工程序更小。 2. 更小的指令单位 大多数的CNC系统向机床主轴传递运动和定位指令的单位不小于1微米。在充分利用CPU处理能力提高这一优势后，一些CNC系统的最小指令单位甚至可达到1纳米(0.000001mm)。在指令单位缩小1000倍后，可获得更高的加工精度，可使电机运行得更平稳。电机运行的平稳使得一些机床能够在床身振动不加大的前提下，以更高的加速度运行。 3. 钟形曲线加速/减速 也称作为S曲线加速/减速，或爬行控制。与使用直线加速方式相比，这种方式可使机床获得更好的加速效果。与其它加速方式相比，也包括直线方式和指数方式，采用钟形曲线方式可获得更小的定位误差。 4. 待加工轨迹监控 这一技术已被广泛使用，该技术具有众多性能差异，使其在低档控制系统中的工作方式与高档控制系统中的工作方式得以区别开来。总的来讲， CNC就是通过加工轨迹监控来实现对程序的预处理，以此来确保能获得更优异的加速/减速控制。根据不同的CNC的性能，待加工轨迹监控所需的程序块数量从两个到上百个不等，这主要取决于零件程序的最短加工时间和加速/减速的时间常数。一般而言，要想满足加工要求，至少需要十五个待加工轨迹监控程序块。 5. 数字伺服控制 数字伺服系统的发展如此迅速，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。使用该系统后，CNC能够更及时地控制伺服系统，而且CNC对机床的控制也变得更精确。 数字伺服系统的作用如下： 1) 将提高电流环路的采样速度，再加上电流环控制的改善，从而降低电机温升。这样，不仅可以延长电机的寿命，还可以减少传递到滚珠丝杠的热量，从而提高丝杠的精度。除此之外，采样速度的加快还可以提高速度回路的增益，这些都有助于提高机床的整体性能。 2) 由于许多新的CNC使用高速序列与伺服回路相连，因此通过通讯链路，CNC可获得更多的电机和驱动装置的工作信息。这可提高机床的维护性能。 3) 连续的位置反馈允许在高速进给的情况下进行高精度的加工。CNC运算速度的加快使得位置反馈的速率成为制约机床运行速度的瓶颈。在传统的反馈方式中，随着CNC和电子设备的外部编码器的采样速度的变化，反馈速度受到信号类型的制约。采用串行反馈，这一问题将得到很好的解决。即使机床以很高速度运行，也可达到精密的反馈精度。 6. 直线电机 近几年来，直线电机的工作性能和欢迎度有了显著的提高，所以很多加工中心采用了这一装置。至今，Fanuc公司至少已经安装了1000台直线电机。GE Fanuc的一些先进技术使得机床上的直线电机的最大输出力为15,500N，最大加速度为30g。另一些先进技术的应用使机床的尺寸得以减小，重量得以减轻，冷却效率大为提高。所有这些技术上的进步使直线电机在与旋转电机相比时，优势更强：更高的加/减速率；更准确的定位控制，更高的刚度；更高的可靠性；内部的动态制动。 外部附加特性：开放式CNC系统 采用开放式 CNC系统的机床发展非常迅速。目前可供选择的通讯系统的通讯速度都较高，因而出现多种类型的开放式CNC结构。绝大多数的开放式系统将标准的PC机的开放性与传统CNC的功能相结合。这样最大的好处在于：即使机床的硬件已经过时，开放式的CNC仍然允许其性能随现有技术和加工要求改变。借助于其它软件，还可以向开放式CNC中添加其它功能。这些性能可以是与模具加工密切相关的，也可以是与模具加工关系不大的。通常情况下，模具车间使用的开放式CNC系统具有以下这些常用的功能选择： 价格低廉的网络通讯； 以太网； 自适应控制功能； 可供连接条形码阅读器、刀具序列号阅读器和/或托盘序列号系统的接口； 保存和编辑大量零件程序的功能； 存储程序控制信息的采集； 文件处理功能； CAD/CAM技术的集成和车间规划； 通用的操作界面。 最后一点极为重要。因为模具加工对操作简单的CNC 的需求越来越大。在这个概念中，最重要就是不同的CNC具有相同的操作界面。就一般情况而言，不同机床的操作人员必须分开培训，因为不同类型的机床，以及不同制造商生产的机床使用的CNC界面都不相同。开放式CNC系统为整个车间使用同一个CNC控制界面创造了机会。 现在，机床的所有者即使不懂C语言，也可以为CNC操作设计自己的界面了。此外，开放式系统的控制器允许根据个人的需要，设定不同的机器运转方式。这样操作者、编程人员和维修者可按自己的要求进行设置。在使用时，屏幕上只出现他们需要的特定信息。采用这样的方式可减少不必要的页面显示，有助于简化CNC操作。 五轴加工 在制造复杂模具的过程中，五轴加工的应用变得越来越广。使用五轴加工，可以减少加工一个零件所需的工装或/和机床的数量，加工过程所需的设备数量将被减至最低，与此同时也降低了总的加工时间。 CNC的功能越来越强，这使得CNC制造商能够提供更多的五轴特性。 从前只有高档CNC才具备的功能，如今也被用在中档产品上。对于那些从未使用过五轴加工技术的厂家而言，这些特性的应用使得五轴加工变得更简单。将目前的CNC技术用于五轴加工，使得五轴加工具备以下优势： 减少专用工具的需求； 允许在完成零件程序后再设定刀具的偏置； 支持通用程序的设计，这样经过后处理的程序可以在不同机床之间互换使用； 提高精加工的质量； 可用于不同结构的机床，这样就不必在程序中说明是主轴还是工件在绕中心点转动。因为这将由CNC 的参数来解决。 我们可以用球形铣刀的补偿的例子来说明为何五轴特别适用于模具加工。在零件和刀具绕中枢轴旋转时，为了准确地补偿球形铣刀的偏置，CNC必须能够在X、Y、Z三个方向动态地调整刀具的补偿量。保证刀具切触点的连续，有利于提高精加工的质量。 此外，五轴CNC的用途还表现在：与绕主轴旋转刀具相关的特性，与绕主轴旋转零件相关的特性，以及允许操作者采用手动方式改变刀具矢量的特性。 当采用刀具的中轴线作为回转轴线时，原来Z轴方向的刀具长度偏置将被分成X、Y、Z三个方向的分量。另外，原来X、Y轴方向的工具直径偏置也被分为X、Y、Z轴三个方向的分量。 由于在切削工程中，刀具可以沿旋转轴方向做进给运动，所有这些偏置必须动态更新，以便说明连续变化的刀具的方位。 CNC另一项被称为“刀具中心点编程”的特性，允许编程人员定义刀具的路径和中心点速度，CNC通过旋转轴和直线轴方向的命令来保证刀具按照程序运动。这一特性使得刀具的中心点不再随刀具的变化而变化，这也意味着：在五轴加工中可以象三轴加工一样直接输入刀具的偏置，还可以通过再一次后置程序来说明刀具长度的改变。这种通过使主轴旋转来实现转轴的运动特性简化了刀具的编程后置处理。 利用同样的功能，使工件绕中枢轴旋，机床也可以获得旋转运动。新研制的CNC能够通过动态地调整固定偏置和旋转坐标轴来配合零件的运动。当操作人员采用手动方式来实现机床的慢速进给时，CNC系统同样起着重要的作用。新研制的CNC系统同样允许轴沿着刀具向量的方向缓慢进给，在没有刀尖位置变化的前提下，还允许改变刀尖向量的方向(参看上面的插图)。 这些特性使得操作人员在使用五轴加工机床的过程中，能够很容易地使用目前在模具业广泛使用的3+2编程法。然而，随着新的五轴加工功能的逐渐发展和这种功能逐浙被接受，真正的五轴模具加工机床可能会更普遍 数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数(主轴转数、进给量、背吃刀量等)以及辅助功能(换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等)，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上(如穿孔纸带、磁带、磁盘、磁泡存储器)，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控程序的编制。数控机床与普通机床加工零件的区别在于控机床是按照程序自动加工零件，而普通机床要由人来操作，我们只要改变控制机床动作的程序就可以达到加工不同零件的目的。因此，数控机床特别适用于加工小批量且形状复杂要求精度高的零件 由于数控机床要按照程序来加工零件，编程人员编制好程序以后，输入到数控装置中来指挥机床工作。程序的输入是通过控制介质来的。 [...] [...] CNC控制器介绍-CNC技术的发展相当迅速，这大大提高了模具加工的生产率，其中运算速度更快捷的CPU是CNC技术发展的核心。CPU的改进不仅仅是运算速度的提高，而且速度本身也涉及到了其它方面CNC技术的改进。正因为近几年CNC技术 发生了如此大的变化，才值得我们对当前CNC技术在模具制造业的应用情况作一个综述。 程序块处理时间及其它由于CPU处理速度的提高，以及CNC制造商将高速度CPU应用到高度集成化的CNC系统中， CNC的性能有了显著的改善。反应更快、更灵敏的系统实现的不仅仅是更高的程序处理速度。事实上，一个能够以相当高的速度处理零件加工程序的系统在运行过程中也有可能象一个低速处理系统，因为即使是功能完备的CNC系统也存在着一些潜在的问题，这些问题有可能成为限制加工速度的瓶颈。 目前大多数模具厂都意识到高速加工需要的不仅仅是较短的加工程序处理时间。在很多方面，这种情况和赛车的驾驶很相似。速度最快的赛车就一定能赢得比赛吗？即使是一个偶尔才观看车赛的观众都知道除速度以外，还有许多因素影响着比赛的结果。 首先，车手对于赛道的了解程度很重要：他必须知道何处有急转弯，以便能恰如其分地减速，从而安全高效地通过弯道。在采用高进给速度加工模具的过程中，CNC中的待加工轨迹监控技术可预先获取锐曲线出现的信息，这一功能起着同样的作用。 同样的，车手对其他车手动作以及不可确定因素的反应灵敏程度与CNC中的伺服反馈的次数类似。CNC中伺服反馈主要包括位置反馈、速度反馈和电流反馈。 当车手驾车绕赛道行驶时，动作的连贯性，能否熟练地刹车、加速等对车手的临场表现有着非常重要的影响。同样地，CNC系统的钟形加速/减速和待加工轨迹监控功能利用缓慢加速/减速来代替突然变速，以保证机床的平稳加速。 除此以外，赛车和CNC系统还有其它相似的地方。赛车发动机的功率类似于CNC的驱动装置和电机，赛车的重量可以和机床中运动构件的重量相提并论，赛车的刚度和强度则类似于机床的强度和刚度。CNC修正特定路径误差的能力与车手具备的将赛车控制在车道内的能力极其相似。 另一个与目前CNC相似的情况是，那些速度不是最快的赛车往往需要技术全面的车手。过去只有高档的CNC才能在高速切削的同时保证较高的加工精度。如今，中、低档的CNC所具备的功能也有可能令人满意地完成工作。虽然高档CNC具备目前所能获得的最佳性能，但也存在着这种可能，即你所使用的低档CNC具有与同类产品中高档CNC一样的加工特性。过去，限制模具加工最高进给速度的因素是CNC，今天则是机床的机械结构。在机床已处于性能极限的情况下，更好的CNC也不会使性能再提高。 CNC系统的内在特性 以下是目前模具加工过程中的一些基本的CNC特性： 1. 曲线曲面的非均匀有理B样条(NURBS)插补 该项技术采用沿曲线插补的方式，而不是采用一系列短直线来拟合曲线。这一技术的应用已经相当普遍。许多模具行业目前使用的CAM软件都提供了一个选项，即生成NURBS插补格式的零件程序。同时，功能强大的CNC还提供了五轴插补功能以及与此相关的特性。这些性能提高了表面精加工的质量，改善了电机运行的平稳度，提高了切削速度，并使零件加工程序更小。 2. 更小的指令单位 大多数的CNC系统向机床主轴传递运动和定位指令的单位不小于1微米。在充分利用CPU处理能力提高这一优势后，一些CNC系统的最小指令单位甚至可达到1纳米(0.000001mm)。在指令单位缩小1000倍后，可获得更高的加工精度，可使电机运行得更平稳。电机运行的平稳使得一些机床能够在床身振动不加大的前提下，以更高的加速度运行。 3. 钟形曲线加速/减速 也称作为S曲线加速/减速，或爬行控制。与使用直线加速方式相比，这种方式可使机床获得更好的加速效果。与其它加速方式相比，也包括直线方式和指数方式，采用钟形曲线方式可获得更小的定位误差。 4. 待加工轨迹监控 这一技术已被广泛使用，该技术具有众多性能差异，使其在低档控制系统中的工作方式与高档控制系统中的工作方式得以区别开来。总的来讲， CNC就是通过加工轨迹监控来实现对程序的预处理，以此来确保能获得更优异的加速/减速控制。根据不同的CNC的性能，待加工轨迹监控所需的程序块数量从两个到上百个不等，这主要取决于零件程序的最短加工时间和加速/减速的时间常数。一般而言，要想满足加工要求，至少需要十五个待加工轨迹监控程序块。 5. 数字伺服控制 数字伺服系统的发展如此迅速，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。使用该系统后，CNC能够更及时地控制伺服系统，而且CNC对机床的控制也变得更精确。 数字伺服系统的作用如下： 1) 将提高电流环路的采样速度，再加上电流环控制的改善，从而降低电机温升。这样，不仅可以延长电机的寿命，还可以减少传递到滚珠丝杠的热量，从而提高丝杠的精度。除此之外，采样速度的加快还可以提高速度回路的增益，这些都有助于提高机床的整体性能。 2) 由于许多新的CNC使用高速序列与伺服回路相连，因此通过通讯链路，CNC可获得更多的电机和驱动装置的工作信息。这可提高机床的维护性能。 3) 连续的位置反馈允许在高速进给的情况下进行高精度的加工。CNC运算速度的加快使得位置反馈的速率成为制约机床运行速度的瓶颈。在传统的反馈方式中，随着CNC和电子设备的外部编码器的采样速度的变化，反馈速度受到信号类型的制约。采用串行反馈，这一问题将得到很好的解决。即使机床以很高速度运行，也可达到精密的反馈精度。 6. 直线电机 近几年来，直线电机的工作性能和欢迎度有了显著的提高，所以很多加工中心采用了这一装置。至今，Fanuc公司至少已经安装了1000台直线电机。GE Fanuc的一些先进技术使得机床上的直线电机的最大输出力为15,500N，最大加速度为30g。另一些先进技术的应用使机床的尺寸得以减小，重量得以减轻，冷却效率大为提高。所有这些技术上的进步使直线电机在与旋转电机相比时，优势更强：更高的加/减速率；更准确的定位控制，更高的刚度；更高的可靠性；内部的动态制动。 外部附加特性：开放式CNC系统 采用开放式 CNC系统的机床发展非常迅速。目前可供选择的通讯系统的通讯速度都较高，因而出现多种类型的开放式CNC结构。绝大多数的开放式系统将标准的PC机的开放性与传统CNC的功能相结合。这样最大的好处在于：即使机床的硬件已经过时，开放式的CNC仍然允许其性能随现有技术和加工要求改变。借助于其它软件，还可以向开放式CNC中添加其它功能。这些性能可以是与模具加工密切相关的，也可以是与模具加工关系不大的。通常情况下，模具车间使用的开放式CNC系统具有以下这些常用的功能选择： 价格低廉的网络通讯； 以太网； 自适应控制功能； 可供连接条形码阅读器、刀具序列号阅读器和/或托盘序列号系统的接口； 保存和编辑大量零件程序的功能； 存储程序控制信息的采集； 文件处理功能； CAD/CAM技术的集成和车间规划； 通用的操作界面。 最后一点极为重要。因为模具加工对操作简单的CNC 的需求越来越大。在这个概念中，最重要就是不同的CNC具有相同的操作界面。就一般情况而言，不同机床的操作人员必须分开培训，因为不同类型的机床，以及不同制造商生产的机床使用的CNC界面都不相同。开放式CNC系统为整个车间使用同一个CNC控制界面创造了机会。 现在，机床的所有者即使不懂C语言，也可以为CNC操作设计自己的界面了。此外，开放式系统的控制器允许根据个人的需要，设定不同的机器运转方式。这样操作者、编程人员和维修者可按自己的要求进行设置。在使用时，屏幕上只出现他们需要的特定信息。采用这样的方式可减少不必要的页面显示，有助于简化CNC操作。 五轴加工 在制造复杂模具的过程中，五轴加工的应用变得越来越广。使用五轴加工，可以减少加工一个零件所需的工装或/和机床的数量，加工过程所需的设备数量将被减至最低，与此同时也降低了总的加工时间。 CNC的功能越来越强，这使得CNC制造商能够提供更多的五轴特性。 从前只有高档CNC才具备的功能，如今也被用在中档产品上。对于那些从未使用过五轴加工技术的厂家而言，这些特性的应用使得五轴加工变得更简单。将目前的CNC技术用于五轴加工，使得五轴加工具备以下优势： 减少专用工具的需求； 允许在完成零件程序后再设定刀具的偏置； 支持通用程序的设计，这样经过后处理的程序可以在不同机床之间互换使用； 提高精加工的质量； 可用于不同结构的机床，这样就不必在程序中说明是主轴还是工件在绕中心点转动。因为这将由CNC 的参数来解决。 我们可以用球形铣刀的补偿的例子来说明为何五轴特别适用于模具加工。在零件和刀具绕中枢轴旋转时，为了准确地补偿球形铣刀的偏置，CNC必须能够在X、Y、Z三个方向动态地调整刀具的补偿量。保证刀具切触点的连续，有利于提高精加工的质量。 此外，五轴CNC的用途还表现在：与绕主轴旋转刀具相关的特性，与绕主轴旋转零件相关的特性，以及允许操作者采用手动方式改变刀具矢量的特性。 当采用刀具的中轴线作为回转轴线时，原来Z轴方向的刀具长度偏置将被分成X、Y、Z三个方向的分量。另外，原来X、Y轴方向的工具直径偏置也被分为X、Y、Z轴三个方向的分量。 由于在切削工程中，刀具可以沿旋转轴方向做进给运动，所有这些偏置必须动态更新，以便说明连续变化的刀具的方位。 CNC另一项被称为“刀具中心点编程”的特性，允许编程人员定义刀具的路径和中心点速度，CNC通过旋转轴和直线轴方向的命令来保证刀具按照程序运动。这一特性使得刀具的中心点不再随刀具的变化而变化，这也意味着：在五轴加工中可以象三轴加工一样直接输入刀具的偏置，还可以通过再一次后置程序来说明刀具长度的改变。这种通过使主轴旋转来实现转轴的运动特性简化了刀具的编程后置处理。 利用同样的功能，使工件绕中枢轴旋，机床也可以获得旋转运动。新研制的CNC能够通过动态地调整固定偏置和旋转坐标轴来配合零件的运动。当操作人员采用手动方式来实现机床的慢速进给时，CNC系统同样起着重要的作用。新研制的CNC系统同样允许轴沿着刀具向量的方向缓慢进给，在没有刀尖位置变化的前提下，还允许改变刀尖向量的方向(参看上面的插图)。 这些特性使得操作人员在使用五轴加工机床的过程中，能够很容易地使用目前在模具业广泛使用的3+2编程法。然而，随着新的五轴加工功能的逐渐发展和这种功能逐浙被接受，真正的五轴模具加工机床可能会更普遍 数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数(主轴转数、进给量、背吃刀量等)以及辅助功能(换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等)，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上(如穿孔纸带、磁带、磁盘、磁泡存储器)，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控程序的编制。数控机床与普通机床加工零件的区别在于控机床是按照程序自动加工零件，而普通机床要由人来操作，我们只要改变控制机床动作的程序就可以达到加工不同零件的目的。因此，数控机床特别适用于加工小批量且形状复杂要求精度高的零件 由于数控机床要按照程序来加工零件，编程人员编制好程序以后，输入到数控装置中来指挥机床工作。程序的输入是通过控制介质来的。 [...]

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