【正文】 進步，數(shù)控技術不僅應用于機床的控制，還用于控制其他的設。備，諸如數(shù)控線切割機、數(shù)控繪圖機、數(shù)控測量機、數(shù)控沖剪機等，僅數(shù)控機床就有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控鏜床以及數(shù)控加工中心等。/ 37器機軸模塊x412PE1124x主22電W6PAPM2頭碼1VMD1銑編D62U側軸主塊模源電wk55214x塊器模碼5P11軸EMP124xP編主機2軸DMDWA電12主1V頭62U銑立塊模源電wk55B1GT41RxRC131x121xUPC CMM141x151xUPC CLP軸1111x121x131x141xC113x123x33x機電機軸電u軸W軸1W3UPC CN113x123x3x器碼編軸1園111x121x3131x141xU113x123x3機x電軸軸CcGNIE軸14RL31ZUU111x121x131x141x113x123x39xESDXAOEEMM T機IUC12141x121x131x141x113x123xRIC121x419EXE12 / 37/ 37起源于意大利的FIDIA數(shù)控系統(tǒng)是基于WINDOWS平臺的操作系統(tǒng)，由于系統(tǒng)屬于開放式系統(tǒng)，安裝使用及編程操作都非常簡單方便，由于有以上優(yōu)點在我國的軍事設備加工企業(yè)使用比較廣泛。今天的機械加工行業(yè)，競爭日趨激烈，產(chǎn)品更新加快、模具交貨期愈短、使用材料更加復雜，這些已成為機械加工中最為顯著的特征。高速銑削作為模具制造中最為重要也是最為先進的一項制造技術，集高效、優(yōu)質、低耗于一身，在機械行業(yè)中受到的重視程度不言而喻。國內(nèi)只有為數(shù)不多的機械企業(yè)，對高速銑削設備、技術有實際的應用，而部分已使用高速銑削的企業(yè)因技術人員沒有真正掌握相關技術，造成加工效果不甚理想。而高速銑削的優(yōu)勢到底體現(xiàn)在哪？高速銑削又有哪些特點？高速銑削能給我們帶來哪些好處？下面結合FIDIA高速機床的特點簡要介紹一下。/ 37高速銑削不能按照任何特定的速度值來定義，獲得很高數(shù)值的轉速或線速度不是它本身的目標。與之相反，高速銑削描述了使用速度的方法。在高速銑削加工里，速度是一種催化劑。當高速主軸和高進給下的精確定位有機結合時，高速切削開始顯現(xiàn)出實用價值。在模具加工里，高速切削讓使用小直徑刀具和小切深成為現(xiàn)實，所以槽和復雜細節(jié)的加工可通過銑削來代替EDM。此外，高速切削加工獲得的光潔表面使得取消手工拋光成為可能。高速銑削應用要求的不僅是機床的速度，而且還在于使用的工藝。這個工藝與傳統(tǒng)切削要求有顯著區(qū)別，高速銑削涉及到CNC機床、刀柄刀具、冷卻系統(tǒng)及CAM數(shù)控編程等諸多因素。這個工藝甚至涉及到更綜合更全面地了解機床在不同速度下的行為特征。下面從刀具技術、機床技術、數(shù)控系統(tǒng)性能和加工工藝等幾個方面分析高速加工與普通加工的異同。高速加工用的刀具必須與工件材料的化學親和力小，具有優(yōu)良的力學性能，化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性，良好的抗沖擊和熱疲勞特性。普通加工的刀具夾緊技術也不再符合高速加工，F(xiàn)IDIA 機床采用HSK刀柄。刀柄錐部和端面同時與主軸內(nèi)錐孔和端面接觸雙定位，且此類刀柄采用的是內(nèi)漲式夾緊技術，保障了主軸高速運轉的安全性。高速加工機床為了適應高速加工時主軸轉速高，進給速度快，機床運動部件加速度高等要求，在主軸單元、進給系統(tǒng)、CNC系統(tǒng)和機械系統(tǒng)等方面比普通數(shù)控機床具有更高的要求。FIDIA 高速銑削加工中心具備卓越的系統(tǒng)功能和很好的機械結構，為加工高質量的模具提供了可靠的保證。典型的金字塔式結構，寬的導軌和低的重心，適合線性軸的高速運動。FIDIA高速機床采用FIDIA傳統(tǒng)式的工作臺固定不動。這樣機床承重比同規(guī)格的運動式工作臺要大；機床的運動單元的慣量是常數(shù)，線性軸電機一直在最佳的工作狀態(tài)下運行，即不因改變加工模具/ 37的大小而改變電機的特性；還有就是考慮到高速運動的特殊性，在保證機床足夠剛性的前提下盡量減少運動慣量，以便最大程度提高坐標固有頻率，從而得到更高的閉環(huán)增益，使得機床在高速加工中的跟蹤誤差趨于最小值，最終提高加工的精度和質量。FIDIA高速加工機床在數(shù)控系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)、轉動擺頭及反饋光柵都應用FIDIA技術。FIDIA作為最終用戶的源供應商，確保了整機的質量和可靠性。FIDIA在數(shù)控系統(tǒng)及計算、數(shù)字化仿形的系統(tǒng)集成技術、復雜型面的銑削加工等方面一直處于市場領先地位。從1974年開始FIDIA就致力于開發(fā)新的CNC算法以提高銑加工的性能。在過去十幾年中，F(xiàn)IDIA一直在對軸控制技術進行改進以減少加工過程中的軌跡誤差。通過這些算法從而減少了加工時的動態(tài)誤差，同時也提高了加工進給速度和表面加工質量。Lookahead（向前看）功能可根據(jù)不同條件進行調(diào)整：機床類型、加工工件的類型、加工要求（粗加工、半精加工或精加工）?？梢酝ㄟ^G代碼來調(diào)用不同的動態(tài)參數(shù)從而優(yōu)化加工性能。通過Active Tuning(主動調(diào)協(xié))、Active Damping（有源阻尼）、Jerk Control(階躍控制)等功能，能優(yōu)化和增強高速切削機床加工性能，減少加工時間和提高工件表面加工質量。這些功能能減小動態(tài)軌跡誤差，能在高速進給速度的條件下提高加工精度和完美的表面加工質量。Active Tuning和Active Damping能設置與高速機床特性相匹配的最佳數(shù)值并且不會在控制回路中產(chǎn)生失穩(wěn)。“階躍”式的加速度會引起振蕩，F(xiàn)IDIA引入“Jerk Control（跳動控制）”技術提供漸變的坐標加速度?？焖倨交募铀倌芴岣呒铀賲^(qū)域加工質量。和普通加工相比，可以縮短加工時間，提高生產(chǎn)效率和機床利用率，工件熱變形小，加工精度高，表面質量好，加工工藝范圍廣，適合加工薄壁、剛性較差、容易產(chǎn)生熱變形/ 37的零件。FIDIA 高速加工機床刀具冷卻采用油霧半干式冷卻，使用非毒性的植物潤滑油，最小潤滑油供量。在工件表面形成一層薄薄的油膜，與傳統(tǒng)的使用冷卻液或氣冷的方式相比，可大大提高工件表面質量。近十年來，F(xiàn)IDIA在驅動技術和控制系統(tǒng)的長足進步，推動了自身高速加工中心結構的不斷創(chuàng)新和性能的不斷提高。對提高加工中心的高速度、高動態(tài)和高精度起了決定性的作用。在模具加工機床的多種結構創(chuàng)新中，不僅應用回轉工作臺，而且還應用擺動和回轉主軸頭，由此構成各種不同類型的五軸加工中心。FIDIA五軸龍門式高速精密銑削中心為加工大型模具提供了技術支持。/ 37第四章雷尼紹激光干涉儀ML10 激光器的光束會射入線性干涉鏡，再分為兩道光束。一道光束（稱為參考光束）射向連接分光鏡的反射鏡，而第二道光束（測量光束）則通過分光鏡射入第二個反射鏡。這兩道光束回再反射回分光鏡，重新匯聚之后返回激光頭，其中會有一個探測器監(jiān)控兩道光束間的干涉。在線性測量時，其中一個光學元件保持不變，而另一個則沿著線性軸移動。定位測量是通過監(jiān)控測量及參考光束間光路差異的變化來執(zhí)行的（請注意，兩個光學元件間的差分測量與 ML10 激光器的位置無關）。此種測量可與待測機床的標尺讀數(shù)比較，獲得機床精度的任何誤差。/ 37通常，反射鏡設置為移動的光學元件，而干涉鏡則作為固定的元件，這些元件可以調(diào)換，但會縮小測量的最大量程，從 40 m(133 ft)縮小為 15 m(49 ft)。因此在長軸上，線性干涉鏡通常保持固定，而移動其它反射鏡以執(zhí)行測量。在較短的軸上，如果方便，這些角色可以互相交換本次我們使用的儀器為：Renishaw 激光器測量系統(tǒng)ML10 是一種單頻HeNe激光器，內(nèi)含對輸出激光束穩(wěn)頻的電子線路及對由測量光學鏡產(chǎn)生的干涉條紋進行細分和計數(shù)處理。其主要作用簡單概括為：發(fā)射紅外線以及返收紅外線供特定的軟件做分析，記錄相關的數(shù)據(jù)（1）三腳架三腳架及云臺可用來安裝 ML10 激光器，將 ML10 激光器設置在不同的高度，并充分控制ML10 激光束的準直。對于大多數(shù)機床校準設置，建議將 ML10 激光器安裝在三腳架和云臺上。三腳架、安裝云臺和 ML10 激光器三合一體，可為 ML10 光束準直提供下列調(diào)整： ?高度調(diào)整 ?水平平移調(diào)整 ?角度偏轉偏轉調(diào)整 ?角度俯仰調(diào)整（2）EC10 環(huán)境補償裝置EC10 環(huán)境補償裝置可以補償激光器光束波長在氣溫、氣壓、及相對濕度影響之下的變化。大多數(shù)機床會隨著溫度變化膨脹或收縮，可能導致校準發(fā)生誤差，為了避免校準誤差，線性測量軟件納入一種稱為熱膨脹補償或“歸一化”的數(shù)學修正，應用在線性激光讀數(shù)上。軟件使用膨脹系數(shù)將測量加以歸一（膨脹系數(shù)需手動輸入），并使用 EC10 來測量平均機床溫度。/ 37修正的目的是要評估在 20 176。C(68 176。F)的溫度下執(zhí)行校準時應得的激光器校準結果?？捎脕磔斎氡恍实臋C床或對象的熱膨脹系數(shù)。通常都會輸入機床反饋系統(tǒng)的膨脹系數(shù)。例如，176。C(176。F)是使用鋼制滾珠絲杠及園編碼器反饋系統(tǒng)的一個典 型數(shù)值。（3）線性測量鏡組線性測量鏡組可用于測量線性定位精度。線性測量鏡組組件包括下列要件 分光鏡 兩個線性反射鏡兩個光靶以助于光學準直注：當您組合一個分光鏡和線性反射鏡后，便成為一個線性干涉鏡。（4）用于將鏡組安裝到機床機床上的安裝組件鏡組安裝組件是用來將 Renishaw 測量鏡組安裝到CMM 或機床上。本系統(tǒng)的設計可以輕易地交換不同的測量鏡組，無需重新準直激光器。其它組件包括：三個安裝桿（安裝桿有 M8 螺絲釘可擰上底板、標準磁基或其它 Renishaw 裝置）M8 適配器（可連接標準磁基或 Renishaw 的 CMM 探頭）兩個底板兩個安裝塊和安裝螺釘（可將光學元件連接至安裝桿）鏡組安裝組件不包括任何可將安裝的鏡組夾上待測機床的元件，要這么做需視不同的機床而異。一種通用的方式是用磁性安裝塊直接將鋼制底板或/和安裝桿裝上機床。安裝組件的安裝桿和底板都是磁性不銹鋼所制，因此可以用磁性安裝塊來加以牢固。/ 37（1）Renishaw Laser10 是配套Renishaw 激光器測量系統(tǒng)的軟件此軟件的資源管理器窗口：這里面包括該儀器所有功能的配套軟件，其中線性測長是我們本次研究的軟件。（2）線性測量軟件用戶通過有關數(shù)據(jù)采集設置程序，顯示目標生成，采集初始化和自動數(shù)據(jù)采集對話框。倘若您已在會話中定義了目標，就可以選 擇創(chuàng)建新目標或者修改既有的目標。目標目標設置對話框。倘若您已在會話中定義了目標，您可以選擇創(chuàng)建新目標或者修改已有的目標。編輯會顯示編輯目標數(shù)值對話框，容許您更改已定義的目標位置。保存會顯示另存為對話框，容許您給要保存的目標設置定義一個文件 開始在您定義目標并設置自動采集后開始數(shù)據(jù)采集過程。繼續(xù)在中斷后繼續(xù)數(shù)據(jù)采集過程。環(huán)境設置會顯示環(huán)境設置對話框，容許您手動設定環(huán)境參數(shù)或選擇使用 EC10裝置進行自動補償。自動采集設置會顯示自動數(shù)據(jù)采集設置對話框，容許您在其中輸入數(shù)據(jù)采集參數(shù)，如最小暫停期間以及過速步長尺寸。/ 37數(shù)據(jù)會顯示數(shù)據(jù)編輯對話框，容許您在其中編輯在每一個目標按運行或按目標位置所記錄的誤差值。分析啟動 Renishaw Laser10 分析軟件。附加功能/將角度轉換為直線度是一個 DOS 實用程序，可將角度數(shù)據(jù)文件轉換為直線度 數(shù)據(jù)文件。附加功能/轉換數(shù)據(jù)文件是一個 DOS 實用程序，可從采集的數(shù)據(jù)中去除斜率。它也能夠縮放及給所采集的數(shù)據(jù)添加偏移量。附加功能/將數(shù)據(jù)文件轉換為電子表格一個 DOS 實用程序，可將數(shù)據(jù)文件從 Renishaw 文件格式轉換為 Lotus 123 電子表格。該格式也能用Microsoft Excel 讀取。附加功能/環(huán)境監(jiān)控軟件一個 DOS 實用程序，可顯示材料溫度、氣溫、氣壓和濕度并以電子數(shù)據(jù)表格式記錄。組件/將數(shù)據(jù)采集到 Lotus 123 電子數(shù)據(jù)表文件選中時，會加載一個軟件組件，可用于將激光讀數(shù)、誤差、環(huán)境數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)以電子數(shù)據(jù)表文件格式保存。每一次數(shù)據(jù)采集軟件內(nèi)采集到一個數(shù)據(jù)點時，便會記錄該數(shù)據(jù)。通信/設置 RS232 會顯示Renishaw 通信對話框，您便能夠按機床所配備的控制器類型設置通信參數(shù)。通信/終端會顯示Renishaw 通信終端窗口，您便能夠測試及監(jiān)控通過 RS232 接口的文件傳送。配置數(shù)據(jù)文件目錄容許您定義保存 Renishaw 數(shù)據(jù)文件的默認目錄。環(huán)境設置會顯示環(huán)境設置對話框，容許您定義默認的膨脹系數(shù)值以及用來顯示環(huán)境參數(shù)的單位。測量單位 / 37會顯示單位設置對話框，容許您定義單位類型（英制或公制），以及用來顯示激光測量值及誤差值讀數(shù)的分辨率。角度因子僅適用于角度測量模式。會顯示角度因子對話框，容許您在其中輸入有關所用角度鏡組的詳細信息。工具欄會顯示一個對話框，容許您在其中更改工具欄的外觀。您可以添加或刪除按鈕并更改它們的顯示順序。設備選擇 Renishaw PC10 或 PCM10 配 ML10 PC10/ML10 仿真GPIB 接口通過串口的Bobe盒Federal Gauge/RS232容許您選擇計算機上所連接或安裝的接口類型。接口地址會顯示端口地址選擇對話框，容許您給計算機上所配備的接口卡設定端口地址。加載配置文件當開始一個采集會話時， 內(nèi)讀取配置。該選項會顯示打開對話框，容許您在其中從自己先前創(chuàng)建的文件中選擇一個配置。保存配置文件該選項會顯示另存為對話框， 文件相同的目錄。語言選擇該選項容許您用不同的語言，如中文、德語、英語、法語、意大利語、或西班牙語等等 / 37沿著運動軸將機床推離激光頭，直到您看到光束開始移開光靶。當只有一半的光束仍然擊中白點時停止移動機床。請注意光束現(xiàn)在偏離中心多遠。用三腳架臺左后方的小旋鈕，調(diào)整激光頭的角度偏轉，以使光束橫掃過白色光靶。繼續(xù)移動光束，直到它位于相反方向離中心的距離相同現(xiàn)在，用三腳架臺左邊中間的大旋鈕，調(diào)整激光頭水平平移，使光束返回光靶的水平中心線。請注意激光束在目標上的垂直位置。使用激光頭后方的指形輪組來調(diào)整，使光束垂直掃過目標。調(diào)整指形輪組，直到光束位于相反方向離目標中心的距離相同的位置現(xiàn)在，使用三腳架中心主軸上的高度調(diào)整輪來將激光頭上下移動，直到光束再一次擊中目標中心。注：此時，可能有必要進行另外一次較小的水平回轉調(diào)整，以使激光束返回到該目標的中心。/ 37現(xiàn)在沿著運動軸繼續(xù)推離機床。當您看到