多轴技术

从航空航天超级工程到医疗器械等精密制造相关领域,都需要使用到先进的多轴加工技术。五轴数控加工技术代表精密制造技术的精要,对先进制造技术、智能制造技术的发展起到重要支撑作用

多轴技术

从航空航天超级工程到医疗器械等精密制造相关领域,都需要使用到先进的多轴加工技术。五轴数控加工技术代表精密制造技术的精要,对先进制造技术、智能制造技术的发展起到重要支撑作用

多轴联动技术应用前沿

随着消费市场的不断发展,消费者对工业产品的工艺性要求不断提高,如今消费产品的造型设计中越来越多的融入复杂曲面的元素,复杂曲面加工已经开始向各行各业普及,比如汽车模具、金属手机外壳、笔记本电脑外壳等。

此外在航空航天、能源、军工等高端领域,随着技术的不断迭代更新,产品的复杂程度也越来越高,同时对零件精度要求也越来越高。例如叶轮、叶片、航空航天结构件等。


随着零件结构越来越复杂,多轴加工技术成为高性能零件的加工所必不可少的核心技术。另外,随着加工中心朝着柔性化,集成化的发展,数控系统多通道控制技术也成为高端数控系统必不可少的功能。




德上公司多轴联动技术

五轴联动数控机床的标准结构中包括三个移动轴和两个旋转轴,通过五轴联动可以对刀具的位置和姿态进行同步控制,可以使刀具在加工时始终保持最佳的切削状态并有效避免加工干涉,实现复合加工。在航空航天、船舶、汽车制造等国家重点行业都有广泛的应用。

刀具中心控制 是五轴联动数控系统极其重要的功能。该功能可以直接编程刀具中心点的轨迹,使得数控程序独立于具体的机床结构,数控系统会自动计算并保持刀具中心始终在编程轨迹上,由旋转轴运动引起的非线性误差都会被直线轴的运动所补偿。五轴机床不具备该功能时,旋转轴运动时刀具围绕旋转轴中心旋转,刀具中心点在工件坐标系中发生变化。

RTCP功能自动补偿了旋转轴运动造成刀具中心点与工件的偏移量,这就使得多轴数控编程时可以只关注刀具在工件坐标系下的轨迹。事实上CAM系统在生成刀具轨迹时,都只是规划了刀具相对于工件的运动,而在CAM系统后置处理时,才会考虑机床运动学。后置处理生成的NC指令已经是离散后的刀位点。数控系统在无RTCP的模式下执行这些NC指令时,刀位点之间的轨迹因为旋转轴的影响会产生非线性的偏差(图1)。但是在开启RTCP模式下执行NC指令时,数控系统能计算并补偿旋转轴所带来的影响,保证刀具中心点在指令轨迹上(图2)。因此RTCP功能可以有效减少程序段之间的几何误差

同样,RTCP功能也能让刀具轴线在工件坐标系中保持在指令轨迹上。高级的RTCP功能支持刀具矢量编程,使得刀位点之间的刀具矢量之间按照指定的形状(平面,锥面等)进行插补(图3)。这种方式在侧铣加工时非常有效,能显著提升侧铣质量。

另外,由于RTCP实现了工件坐标系下刀具轨迹的插补,所以RTCP功能同样能实现工件坐标系下的速度规划,在对刀具线速度要求较高的工艺中,RTCP功能保证了切削速度的精准可控,使得刀具可以保持在最优的切削参数下,提升刀具使用寿命。



从应用需求上,我们的技术可以满足并行控制和同步控制的要求。

多轴并行控制

并行控制时,多个通道的物理运动单元都是相互独立的,只有在偶尔需要进行通道间同步时才进行数据通信,通常这种同步的实时性要求并不高。当单个通道发生故障时,另一个通道依然可以继续工作。

多轴同步控制

多通道控制技术可以使得用户同时指定多个程序,并可以在多个程序之间进行信息交换,实现多任务的复杂控制。相比于两台独立的机床之间的协同,多通道之间的信息传递更直接,只需要在控制器内部完成,而不需要经过外部的I/O设备。这种优势使得多通道同步可以建立更高效、更稳定的同步关系。

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