大森數控技術股份有限公司  李剛

經過多年拼搏,大連大森數控技術股份有限公司已開發出具有自主知識產權的五軸五聯動全閉環車削加工中心數控系統,五軸五聯動全閉環鎖銑加工中心數控系統DASEN18和納米級四軸四聯動全閉環加工中心數控系統DASEN161和四通道磨床CNC數控系統,并掌握了多通道技術。這些系統已經在機床上長時間運轉,其功能強大、機床運轉非常可靠,在CCMT2O08展會上都有展出。

經過多年拼搏,大連大森數控技術股份有限公司已開發出具有自主知識產權的五軸五聯動全閉環車削加工中心數控系統,五軸五聯動全閉環鎖銑加工中心數控系統DASEN18和納米級四軸四聯動全閉環加工中心數控系統DASEN161和四通道磨床CNC數控系統,并掌握了多通道技術。這些系統已經在機床上長時間運轉,其功能強大、機床運轉非常可靠,在CCMT2O08展會上都有展出。另外這些系統是高度開放的,不僅可以設定為納米級插補運算和控制,而且可以接收每路4M的編碼器位置反饋信號或以總線方式接收每路數百萬線/轉以上的絕對值編碼器數據或接收光柵尺信號構成納米級全閉環控制。從數控系統插補運算,伺服軸位置反饋信號到速度環、位置環的超精細納米級PID調節算法等構成一整套真正納米級高精高速數控系統(配氣動軸承直線伺服電機納米級PID調節待完善)。

經過十多年的技術經驗積累,大森數控數控技術股份有限公司的創新能力已經實現了從量變到質變的飛躍。在上面這些技術平臺基礎上,我們實現了2到4通道控制。可以按需要把一些功能組合到對應的通道內,能完成任何常見的復合機床的多通道多聯動數控系統。

最新開發的Dasen20數控系統是該公司為沈陽機床股份有限公司研制的雙主軸、雙刀塔車銑復合加工中心開發的雙通道五聯動數控系統。它把9個運動軸,13個伺服電機分在兩個通道內,第一通道能獨立完成五軸聯動數控系統功能,第二通道能獨立完成四軸聯動數控系統功能。該機床既可以按兩個通道獨立工作,又可以嚴格同步工作。比如一個通道可以完成工件端面及外徑圓柱面(或平面)銑、鉆、攻絲等加工任務,然后自動把工件裝夾到另一通道的主軸上,完成其它車,銑、鉆和攻絲等加工任務。這里不僅避免了二次裝夾誤差,提高了工作效率,還可以充分利用車、銑、鏜、鉆和攻絲全部功能來完成單臺五軸機床無法完成的工作。下面介紹該系統的主要功能。

1.旋轉刀具中心點(RTCP)編程功能編程時只需給出刀具刀尖點的坐標及其刀具在水平和垂直兩個方向的角度(X,Y,Z,A,B),使得編程標準化,編程僅與工件有關,與機床結構形式無關。強大的RTCP(RotationtoolCentrepoint)功能利用五軸坐標變換自動把刀尖位置數據(X,Y,Z,A,B)實時分解成5個軸的各自運動量,確保其連續平穩精確運動。單通道時能保證RTCP功能每秒執行2000段程序,這是高速高精的必需保證之一(圖l)。

  

2.五軸坐標變換功能

自動把工件坐標系的標準化程序轉換為實際機床坐標系的程序。把極坐標編程數據轉換成直角坐標。把RTCP編程數據(X,Y,Z,A,B)實時變換為5個軸的各自運動量。適用帶各種旋轉軸和擺動軸的立式和臥式加工中心,可可用于銑削加工中心或車削中心。

3.精密測量功能

強大的RTCP功能使DASEN-20適用各種結構形式的機床。通常相互垂直坐標軸的脈沖當量可以直接設置,但兩軸任意夾角的組合式斜軸,工作臺上旋轉軸和擺動軸的脈沖當量,刀具擺動式擺軸刀尖點的脈沖當量等計算是非常困難的。利用精密測量各個軸的一些特定的運動所得數據來自動換算出各個軸的實際脈沖當量,保證機床的加工精度(圖2)。

4.3D刀具半徑補償

工件被加工點的法線矢量和刀具方向矢量間夾角變化時,刀具半徑對加工精度的影響也變化。3D刀具半徑補償功能(圖l)實時算出兩矢量間夾角變化時五個軸的各自補償量,確保加工尺寸精確。有999組刀補,當刀具磨損后,選用對應的刀具組就可以確保加工尺寸精確。

5.納米級高精控制

該系統的脈沖當量可以按光珊尺等位置反饋信號的實際分辨率設置,最小分辨率為Inm。按納米級精度控制時,通常是控制以氣動直線軸承為導軌的直線電機,要采用高速精細的速度和位置環調節算法。目前雙通道時系統每秒可以執行1000段程序,下一目標是每秒可以執行5000段程序,適合高速高精控制。

6.高速控制

顯示和編程尺寸可用軟件設置,最大編程尺寸是小數點前5位可達99m,最小編程尺寸是小數點后6位可達1μm。各軸運動速度主要受限于控制卡硬件接收位置反饋信號的頻率和系統每秒可以執行的程序段數。目前每路位置反饋信號的接收頻率是5O0kHz和4MHz兩種,當脈沖當量為1μm時,對應的運動速度分別為30mm/min和240mm/min。

7.伺服軸動態測試功能;

可自行設置各個軸的加減速度值和運動方式,自行設置位置傳感器采樣<

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