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五轴加工中心廓轮加工精度控制要点

(1) 插补前加速度控制功能和速度前馈通道控制。五轴加工中心机床其特点是廓轮加工精度高。在

 
高速高精度的曲面加工中,插补前加速度控制功能是非常重要的,且在插补前加速度控制功能方
 
式下,各进给轴速度环可采用较高的速度增益,系统控制精度大为提高;尤其是对B、C轴(A和C
 
摆轴)这是所希望的。
 
 五轴加工中心
 
  插补前加速度控制功能和速度前馈通道控制可同时使用,要注意的三点是,其一插补后的加
 
速度不可太高;其二程序段之间的转换速度不能过快;其三加工廓轮曲率变化不大。在向前看控
 
制方式(Look-ahead controlmode)中插补前加速度控制功能主要的作用是减少振动,因向前看
 
功能优选因素是轮廓加工精度和加工时间。有的CNC系统设有专用的向前看功能中插补前加速度参
 
数,如FANUC 等。还须考虑到,最小程序段的执行时间,有足够的预处理后续程序时间,以保证
 
程序段转换的速度连续性。
  
 
 
  (2)加工程序控制类型的选择。随着五轴控制功能的出现, 五轴联动( 主要指五轴插补)
 
超出了进给轴插补的含意。C和B轴(或A轴),可根据机床的类型设定成机床的刀具定向轴(RTCP
 
),C轴轴线至B轴轴线和刀具轴轴线至B轴轴线的几何尺寸均作为动态补偿出现插补运算周期中,
 
因此减小了C和B轴旋转时C轴轴线和B轴轴线、刀具轴轴线和B轴轴线不相交或不正交而导致的机械
 
误差,提高了五轴联动加工工件的轮廓精度,这是过去的五轴加工中心所做不到的。
 
 
  例如: G1G91X1.605Y-0.727Z - 0.671B1.100C -1.362F10000一段加工程序。
 
 
  未定义RTCP五轴控制,CNC插补运算器对X、Y、Z、C和B轴同时分配进给量、加速度和速度,X
 
、Y和Z的编程轨迹非加工轨迹,C和B轴旋转直接改变刀尖位置。工作坐标按C轴轴线和B轴轴线、
 
刀具轴轴线和B轴轴线相交定义,不存在轴线的几何尺寸动态补偿,机械误差被带入加工中。
 
 
  定义RTCP五轴控制后,C和B轴旋转和加工轨迹解耦,X、Y和Z的编程轨迹既是加工轨迹,C和B
 
轴旋转仅改变刀具轴的方向。轴线的几何尺寸动态补偿后,工作坐标被得以矫正,消除了机械误
 
差。
 
 
在五轴加工中心高速加工下,获得高轮廓精度,根据其特点选定控制功能,若采用插补前加速度
 
控制功能或轮廓精度控制功能,要从上述三要素对加工进行评价。以加工件的形状和精度选用轮
 
廓控制功能,并有必要进行系统优化。加工模具件和结构件特点不同,选用轮廓控制功能有所不
 
同。轮廓精度越高所涉及因素越多,如插补器循环时间、位置环采样时间、位置环增益、位置环
 
动态匹配和速度环积分增益参数都要予以考虑和调整,以实现数控机床的高、精运行。


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