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Control-mind系統(tǒng)銑床
數(shù)控銑床方案
解決方案
摘要：銑床是一種應(yīng)用非常廣泛的機(jī)床，其主運(yùn)動(dòng)是銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一般由工作 臺(tái)帶動(dòng)工件的運(yùn)動(dòng)。它可以加工平面、溝槽，也可以加工各種曲面、齒輪等。銑床是用銑刀 對(duì)工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機(jī)械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。
1．簡(jiǎn)介
銑床是一種應(yīng)用非常廣泛的機(jī)床，其主運(yùn)動(dòng)是銑刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)一般由工作 臺(tái)帶動(dòng)工件的運(yùn)動(dòng)。它可以加工平面、溝槽，也可以加工各種曲面、齒輪等。銑床是用銑刀 對(duì)工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。銑床除能銑削平面、溝槽、輪齒、螺紋和花鍵軸外，還能加工比較復(fù)雜的型面，效率較刨床高，在機(jī)械制造和修理部門得到廣泛應(yīng)用。
銑床類型很多，包括臥式銑床、立式銑床、龍門銑床、工具銑床、鍵槽銑床等。對(duì)于加 工部位是框形平面或不等高的各級(jí)臺(tái)階，那么選用點(diǎn)位---直線系統(tǒng)的數(shù)控銑床即可。如果加 工部位是曲面輪廓，應(yīng)根據(jù)曲面的幾何形狀決定選擇兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)和三坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的系統(tǒng)。也可根據(jù)零件加工要求，在一般的數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上，增加數(shù)控分度頭或數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，這時(shí) 機(jī)床的系統(tǒng)為四坐標(biāo)或五坐標(biāo)的數(shù)控系統(tǒng)，可以加工螺旋槽、葉片零件等。
銑床由有幾個(gè)主要部分組成．即床身部分，銑頭部分，工作臺(tái)部分，冷卻、潤(rùn)滑部分， 刀庫(kù)部分等。各部分控制都由數(shù)控系統(tǒng)完成。目前國(guó)內(nèi)多功能銑床、加工中心、復(fù)合機(jī)床等 高檔機(jī)床還在應(yīng)用國(guó)外系統(tǒng)，Control-mind 數(shù)控系統(tǒng)具備眾多功能，用于替代國(guó)外系統(tǒng)。
2．電氣控制
Control-mind 系統(tǒng)用于銑床電氣控制結(jié)構(gòu)圖。
此系統(tǒng)可擴(kuò)展至 16 軸，5 聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)
端子板：4 軸控制接線，16 輸入端口(光耦隔離)，16 輸出端口(光耦隔離)
3．系統(tǒng)介紹
3.1 G 代碼格式
識(shí)別國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) DIN66025 G 代碼，兼容西門子系統(tǒng) ISO G 代碼文件。可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)、線、圓
弧、螺旋線、NURBS 樣條、指數(shù)曲線等插補(bǔ)，極坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)變換，鉆孔，鏜孔，攻絲
等。
3.2 連續(xù)路徑優(yōu)化處理
Controlmind 預(yù)讀多條指令進(jìn)行處理，路徑結(jié)合處平滑處理。 連續(xù)多段小路徑
連續(xù)多段大路徑
未優(yōu)化(段與段之間要減速到 0 再加速)
已優(yōu)化(段與段之間平滑過(guò)渡)
3.3 同步軸控制
可實(shí)現(xiàn)兩軸或多軸間的同步，不同電子齒輪比控制。同步運(yùn)動(dòng)中實(shí)時(shí)檢測(cè)各軸位置，動(dòng) 態(tài)調(diào)整，精準(zhǔn)控制?；貐⒖键c(diǎn)時(shí)同時(shí)回零，然后分軸自動(dòng)調(diào)整同步關(guān)系。
3.4 刀具中心點(diǎn)控制(RTCP):
刀具中心點(diǎn)編程是依據(jù)物體表面的坐標(biāo)值（X,Y,Z,)及進(jìn)刀方向（B,C)來(lái)編程。編程方法 與機(jī)床無(wú)關(guān)，這樣程序就可以在不同機(jī)床上執(zhí)行。運(yùn)動(dòng)時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)把物體表面刀尖方位 （X,Y,Z,B,C）分解成各個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)量，同時(shí)要保證運(yùn)動(dòng)高速，精確，平穩(wěn)，低噪聲。使用 RTCP 加工輪廓時(shí)可確保刀具方向始終垂直于刀路。
3.5 多種補(bǔ)償
間隙補(bǔ)償：由于機(jī)械原因軸換向時(shí)產(chǎn)生機(jī)械間隙，通過(guò)此補(bǔ)償設(shè)置正負(fù)值進(jìn)行間隙修正。跟隨誤差補(bǔ)償：通過(guò)高級(jí) pid 算法，降低跟隨誤差，使加工軌跡更接近理想值。
絲杠螺距補(bǔ)償：對(duì)進(jìn)給軸各軸位置分段進(jìn)行補(bǔ)償，消除機(jī)械因制造與安裝造成的誤差。 軸變形補(bǔ)償： 對(duì)大型龍門機(jī)床的塌腰現(xiàn)象進(jìn)行補(bǔ)償，提高加工精度。
角度補(bǔ)償：通過(guò)坐標(biāo)變換對(duì)傾斜軸進(jìn)行角度補(bǔ)償。
3D 刀具補(bǔ)償：五軸聯(lián)動(dòng)加工中，刀具半徑與長(zhǎng)度補(bǔ)償自動(dòng)根據(jù)工件表面重新計(jì)算，簡(jiǎn)化 編程提高工作效率。
3.6 多通道控制
通道數(shù)表示的是一臺(tái)數(shù)控系統(tǒng)可以處理的加工聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)系的數(shù)量。多通道系統(tǒng)中同一臺(tái) 機(jī)床可控制多個(gè)坐標(biāo)系，進(jìn)行加工實(shí)現(xiàn)車銑復(fù)合或者復(fù)合車、銑、鏜、鉆、磨等控制，也可控制多臺(tái)機(jī)床。每個(gè)通道都可單獨(dú)控制，單獨(dú)顯示，操作靈活方便。
3.7 Mtasc 語(yǔ)言
此語(yǔ)言屬于高級(jí)語(yǔ)言類似于 C 和 Basic，與 G 代碼相比更靈活、功能更強(qiáng)大，適合設(shè)備 生產(chǎn)廠家進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。
(1).可任意定義各種長(zhǎng)度、多種類型的變量和數(shù)組；
(2).具有許多常見(jiàn)的數(shù)學(xué)函數(shù)；
(3).具有多種循環(huán)語(yǔ)句與多種條件語(yǔ)句；
(4).允許有任意層擴(kuò)展和嵌套；
(5).可調(diào)用自身子程序及其它語(yǔ)言的子程序；
(6).極其方便的 I/O 口操作；
(7).在程序的輸入和編輯過(guò)程中可以執(zhí)行任意一行或幾行程序，可方便地驗(yàn)證程序及數(shù)據(jù)的合理性；
(8).大量運(yùn)動(dòng)控制專用語(yǔ)句。
3.8 刀具設(shè)置
在 Control-mind 中實(shí)現(xiàn)刀具分類管理，解決了如何組織刀具使刀具的存取更方便、如何調(diào)度刀具使刀具交換次數(shù)?少、如何選配刀具使刀具預(yù)備時(shí)間?短、利用率?高。刀具磨損 補(bǔ)償、半徑補(bǔ)償、偏移快捷方便的進(jìn)行設(shè)置。并可設(shè)置刀具壽命，到壽命后提示或自動(dòng)換刀。 參數(shù)列表顯示，非常直觀。
3.9 刀庫(kù)設(shè)置
可進(jìn)行手動(dòng)，自動(dòng)刀庫(kù)控制，支持盤式、鏈?zhǔn)降稁?kù)。
3.10 五軸聯(lián)動(dòng)
支持各種結(jié)構(gòu)的五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床，包括刀具回轉(zhuǎn)型，平臺(tái)回轉(zhuǎn)型，混合型。
3.11 讀取 DXF 文件
可讀取 DXF 文件導(dǎo)入工件輪廓信息，直接生產(chǎn)加工文件，進(jìn)行加工。DXF 文件若有 多層信息，每層作為一把刀具進(jìn)行處理。操作者再進(jìn)行刀具參數(shù)設(shè)置，對(duì)好文件零點(diǎn)，然后就看進(jìn)行加工。
3.12 刀具測(cè)量/工件測(cè)量
刀具測(cè)量，可對(duì)加工刀具進(jìn)行精準(zhǔn)半徑、長(zhǎng)度、磨損測(cè)量，然后自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)償，提 高加工精度。
工件測(cè)量，將測(cè)量頭撞在主軸上能精確對(duì)刀，精準(zhǔn)進(jìn)行工件零點(diǎn)設(shè)定，批量時(shí)進(jìn)行工件 的偏移，旋轉(zhuǎn)調(diào)整。
3.13 總線功能
此系列系統(tǒng)可以通過(guò) CANbus、ProfiNet、 EtherCAT 等總線方式控制運(yùn)動(dòng)軸。。
3.14 銑床專用 G 代碼
G81 鉆孔循環(huán)
G82 鉆孔、計(jì)數(shù)式鏜孔
G83 深孔鉆循環(huán)
G84 攻絲循環(huán)
G85 G86 鏜孔循環(huán)
G73 步進(jìn)循環(huán)
G74 反向攻絲循環(huán)
G76 精鏜孔循環(huán)
4．總結(jié)
此方案已經(jīng)成功應(yīng)用于精密銑床，加工中心上。完全可替代西門子系統(tǒng)、發(fā)那科系統(tǒng)， 可進(jìn)行平面、槽、鉆、螺紋、各種曲面等的加工。此方案可以用于工件的粗加工、半精加工、 精加工等各種方式。加工出的產(chǎn)品精度及表面光潔度都達(dá)到了客戶要求，生產(chǎn)效率高，操作 方便。
5．聯(lián)系方式
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