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恒速控制器确保加工时间
作者:Charles Bates    来源:美国American Machinist 杂志
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车铣加工中心, 铣削加工中心, 钻铣加工中心, 镗铣加工中心, 五轴加工中心, ...
从机械上而言,大部分机床的运行速度可以比各工厂运行的机床实际速度快很多。这是因为,在大部分情况下,原装控制器无法足够快地处理数据,让机床达到其设计极限。

例如,一台役龄为20年的立式加工中心,可以以300~400英寸/分钟的速度运行。但是如果其数控系统无法足够快地处理数据,或者高速读入大量数据,那么机床在接近顶级速度时将无法精确运行。

这就是企业家Carlo Miceli开发MTI恒速控制器(CVC)的原因。该系统可以保证更高的处理能力,更平稳的机床运动,并且可以在机床控制器终端直接运行CAM软件。但是,最重要的是,它促使实际加工时间更接近编程设定的时间。

Miceli说:“编程设定的机床进给量只有在近乎完美的情况下才能达到,并且每次只能保持几秒钟时间。这其中有大量原因,但是重要的是平均加工速度只有编程员指定的30~40%。而CVC系统一般可以达到编程设定速度的80~90%,或者说比普通系统快2~3倍。”

Miceli的公司,即Miceli技术有限公司,在其CVC控制器中嵌置了若干重大先进技术,其中包括最多8个插补轴以及每秒50000个程序段的程序执行速度,而一般最好的CNC控制器每秒也只能执行2000~3000个程序段。

CVC控制器含有80个高精度新式缓冲器进行先行算法计算,而CNC上一般采用若干行代码——也即只有一个缓冲器。CVC每秒最多有四百万次(伺服电机)编码器计数,因此可以实现最高的闭环反馈,同时系统可以实现15位运动控制精度,及小于1?m的最小分辨率。CVC控制器的另一重大优势是,用它改造旧机床可以节省工厂费用,诸如位于阿尔伯塔Calgary市的保真机床暨模具解决方案公司就是这方面一个很好的例证。

保真是美国一家注塑模公司,其业务50%左右为普通及CNC加工。与大部分其他工厂一样,保真公司也有大量因资金不足而逼出的创新商业决策。因资金原因,保真购买了一台价格便宜的1997年产二手法道立式加工中心VMC15,然后用Miceli技术有限公司的CVC进行改造。该CVC系统给保真提供的处理和通讯能力是没有限制的,并且可以输入任意大小的程序而不用担心机床负担过重或不会足够快地给机床传输数据。保真的合伙人之一,Jeff Litster说:“改造一台保养良好、中等大小的二手立式加工中心花了大约120 000美元。这是购买同类新机床价格750 000美元——该价格远远超出了我们的预算——的1/6左右。我们因此获得了一台成本低、性能超出高档新机器的机床。”对保真而言,尽管带先行功能的CVC加工所具备的几百英寸/分钟的速度很有用,但是高精度也至少同样重要。

公司的大部分工件都比较小。例如,外模的注塑模模芯和腔体大约是一本平装本小说的大小,这种尺寸的工件是公司的主要加工对象,每个星期大约有3~4个这样的加工活。Litster说,这些小工件——通常为6×8×3英寸,实际上比大部分工件更难加工,因为在模芯和腔体内加工区域很小。小刀具、严密的半径公差、很难实现的几何结构等也增加了难度。工厂采用直径只有0.015英寸的球头铣刀进行加工。Litster指出:“这种加工,对于刀具而言几乎没有间隙,因此所有刀具运动必须要非常精确地控制。”除外模以外,工厂还制作其他类型的模具,其中表面光洁度始终非常关键。模具表面的任何缺陷在成品中都会被挑出来,因此在实施最后精加工工序时,需要保证尽可能平稳的机床运动。通过该控制器,保真可以用更小的公差编程设定刀具路径,因此可以更好地控制刀具,并帮助形成更好的表面光洁度。在采用其他不带CVC控制器的机床时,公司必须放宽公差,降低机床速度,以保证表面粗糙度满足要求。此外,CVC还将切削时间降低了1/3,以前需要运行1小时的程序现在只要40分钟,同时表面光洁度和刀具寿命进一步提高。

由于可以在与控制器相同的CPU及接口上安装CAM软件,公司因此减少了工作中心和机床之间的路途时间,同时还消除了有时候不得不运行不够完美之程序的原因或借口。这样不仅提高了效率,同时还帮助操作员了解切削刀具并更好地编程设定极限。操作员可以第一时间更接近目标参数进行编程。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (11/3/2009)
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