【文章內(nèi)容簡介】 夸張地說，（計(jì)算機(jī)）數(shù)控技術(shù)，是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)和核心。數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用（美國的數(shù)控機(jī)床已占機(jī)床總數(shù)的80%以上），是因?yàn)樗行У亟鉀Q了復(fù)雜、精密、小批多變的零件加工問題，能滿足高質(zhì)量、高效益和技術(shù)的趨勢與潮流，也是現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)在市場競爭激烈的條件下生存與發(fā)展的必然要求。在數(shù)控機(jī)床發(fā)展過程中，值得一提的是數(shù)控加工中心的出現(xiàn)。這是一種具有自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，它能實(shí)現(xiàn)一次裝夾并進(jìn)行多工序加工。這種機(jī)床在刀庫中裝有鉆頭、絲錐、鉸刀、鏜刀等刀具，通過程序指令自動選擇刀具，并利 用機(jī)械手將刀具裝在主軸上，這樣可大大縮短零件裝卸時(shí)間和換刀時(shí)間。數(shù)控加工中心現(xiàn)在用機(jī)械手將刀具裝在主軸上，這樣可大大縮短零件裝卸時(shí)間和換刀時(shí)間。數(shù)控加工中心現(xiàn)在用機(jī)械手將刀具裝在主軸上，這樣可大大縮短零件裝卸時(shí)間和換刀時(shí)間。數(shù)控加工中心現(xiàn)在已已經(jīng)成為數(shù)控機(jī)床中一個(gè)非常重要的品種，不僅有立式、臥式等鏜銑類加工中心用于箱體類零件的加工，還有車削加工中心用于回轉(zhuǎn)體零件加工以及磨削加工中心等。這些高性能、高精度、高自動化的數(shù)控機(jī)床就組成了完整的數(shù)控機(jī)床家族隨著社會生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控技術(shù)不僅應(yīng)用于機(jī)床的控制，還用于控制其他的設(shè)。備，諸如數(shù)控線切割機(jī)、數(shù)控繪圖機(jī)、數(shù)控測量機(jī)、數(shù)控沖剪機(jī)等，僅數(shù)控機(jī)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(jī)軸模塊x412PE1124x主22電W6PAPM2頭碼1VMD1銑編D62U側(cè)軸主塊模源電wk55214x塊器模碼5P11軸EMP124xP編主機(jī)2軸DMDWA電12主1V頭62U銑立塊模源電wk55B1GT41RxRC131x121xUPC CMM141x151xUPC CLP軸1111x121x131x141xC113x123x33x機(jī)電機(jī)軸電u軸W軸1W3UPC CN113x123x3x器碼編軸1園111x121x3131x141xU113x123x3機(jī)x電軸軸CcGNIE軸14RL31ZUU111x121x131x141x113x123x39xESDXAOEEMM T機(jī)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(diǎn)在我國的軍事設(shè)備加工企業(yè)使用比較廣泛。今天的機(jī)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(fù)雜，這些已成為機(jī)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(jìn)的一項(xiàng)制造技術(shù)，集高效、優(yōu)質(zhì)、低耗于一身，在機(jī)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(jī)械企業(yè)，對高速銑削設(shè)備、技術(shù)有實(shí)際的應(yīng)用，而部分已使用高速銑削的企業(yè)因技術(shù)人員沒有真正掌握相關(guān)技術(shù)，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(diǎn)？高速銑削能給我們帶來哪些好處？下面結(jié)合FIDIA高速機(jī)床的特點(diǎn)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(zhuǎn)速或線速度不是它本身的目標(biāo)。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(dāng)高速主軸和高進(jìn)給下的精確定位有機(jī)結(jié)合時(shí)，高速切削開始顯現(xiàn)出實(shí)用價(jià)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(shí)，所以槽和復(fù)雜細(xì)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(yīng)用要求的不僅是機(jī)床的速度，而且還在于使用的工藝。這個(gè)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(jī)床、刀柄刀具、冷卻系統(tǒng)及CAM數(shù)控編程等諸多因素。這個(gè)工藝甚至涉及到更綜合更全面地了解機(jī)床在不同速度下的行為特征。下面從刀具技術(shù)、機(jī)床技術(shù)、數(shù)控系統(tǒng)性能和加工工藝等幾個(gè)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(xué)親和力小，具有優(yōu)良的力學(xué)性能，化學(xué)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(shù)也不再符合高速加工，F(xiàn)IDIA 機(jī)床采用HSK刀柄。刀柄錐部和端面同時(shí)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(shù)，保障了主軸高速運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性。高速加工機(jī)床為了適應(yīng)高速加工時(shí)主軸轉(zhuǎn)速高，進(jìn)給速度快，機(jī)床運(yùn)動部件加速度高等要求，在主軸單元、進(jìn)給系統(tǒng)、CNC系統(tǒng)和機(jī)械系統(tǒng)等方面比普通數(shù)控機(jī)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(jī)械結(jié)構(gòu)，為加工高質(zhì)量的模具提供了可靠的保證。典型的金字塔式結(jié)構(gòu)，寬的導(dǎo)軌和低的重心，適合線性軸的高速運(yùn)動。FIDIA高速機(jī)床采用FIDIA傳統(tǒng)式的工作臺固定不動。這樣機(jī)床承重比同規(guī)格的運(yùn)動式工作臺要大；機(jī)床的運(yùn)動單元的慣量是常數(shù)，線性軸電機(jī)一直在最佳的工作狀態(tài)下運(yùn)行，即不因改變加工模具/ 37的大小而改變電機(jī)的特性；還有就是考慮到高速運(yùn)動的特殊性，在保證機(jī)床足夠剛性的前提下盡量減少運(yùn)動慣量，以便最大程度提高坐標(biāo)固有頻率，從而得到更高的閉環(huán)增益，使得機(jī)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(zhì)量。FIDIA高速加工機(jī)床在數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、轉(zhuǎn)動擺頭及反饋光柵都應(yīng)用FIDIA技術(shù)。FIDIA作為最終用戶的源供應(yīng)商，確保了整機(jī)的質(zhì)量和可靠性。FIDIA在數(shù)控系統(tǒng)及計(jì)算、數(shù)字化仿形的系統(tǒng)集成技術(shù)、復(fù)雜型面的銑削加工等方面一直處于市場領(lǐng)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(shù)進(jìn)行改進(jìn)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(shí)的動態(tài)誤差，同時(shí)也提高了加工進(jìn)給速度和表面加工質(zhì)量。Lookahead（向前看）功能可根據(jù)不同條件進(jìn)行調(diào)整：機(jī)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(qiáng)高速切削機(jī)床加工性能，減少加工時(shí)間和提高工件表面加工質(zhì)量。這些功能能減小動態(tài)軌跡誤差，能在高速進(jìn)給速度的條件下提高加工精度和完美的表面加工質(zhì)量。Active Tuning和Active Damping能設(shè)置與高速機(jī)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)?！半A躍”式的加速度會引起振蕩，F(xiàn)IDIA引入“Jerk Control（跳動控制）”技術(shù)提供漸變的坐標(biāo)加速度?？焖倨交募铀倌芴岣呒铀賲^(qū)域加工質(zhì)量。和普通加工相比，可以縮短加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率和機(jī)床利用率，工件熱變形小，加工精度高，表面質(zhì)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(jī)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(zhì)量。近十年來，F(xiàn)IDIA在驅(qū)動技術(shù)和控制系統(tǒng)的長足進(jìn)步，推動了自身高速加工中心結(jié)構(gòu)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(jī)床的多種結(jié)構(gòu)創(chuàng)新中，不僅應(yīng)用回轉(zhuǎn)工作臺，而且還應(yīng)用擺動和回轉(zhuǎn)主軸頭，由此構(gòu)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(shù)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(gè)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(gè)探測器監(jiān)控兩道光束間的干涉。在線性測量時(shí)，其中一個(gè)光學(xué)元件保持不變，而另一個(gè)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(gè)光學(xué)元件間的差分測量與 ML10 激光器的位置無關(guān)）。此種測量可與待測機(jī)床的標(biāo)尺讀數(shù)比較，獲得機(jī)床精度的任何誤差。/ 37通常，反射鏡設(shè)置為移動的光學(xué)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(xué)鏡產(chǎn)生的干涉條紋進(jìn)行細(xì)分和計(jì)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(guān)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(shè)置在不同的高度，并充分控制ML10 激光束的準(zhǔn)直。對于大多數(shù)機(jī)床校準(zhǔn)設(shè)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(zhǔn)直提供下列調(diào)整： ?高度調(diào)整 ?水平平移調(diào)整 ?角度偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)調(diào)整 ?角度俯仰調(diào)整（2）EC10 環(huán)境補(bǔ)償裝置EC10 環(huán)境補(bǔ)償裝置可以補(bǔ)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(jī)床會隨著溫度變化膨脹或收縮，可能導(dǎo)致校準(zhǔn)發(fā)生誤差，為了避免校準(zhǔn)誤差，線性測量軟件納入一種稱為熱膨脹補(bǔ)償或“歸一化”的數(shù)學(xué)修正，應(yīng)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(jī)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(zhǔn)時(shí)應(yīng)得的