NUM创新型双通道CNC系统，立意于多达五轴的机床 - 文章

NUM创新型双通道CNC系统，立意于多达五轴的机床

作者：鞍山锋速

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配备碰撞检测的3D高级模拟器现内置有 RTCP 功能
2014 年 9 月 8 日--- NUM公司在美国的 IMTS（国际制造技术展览会）上首次展示其新型双通道 CNC 内核。这款Flexium+ 8 CNC内核专为四轴或五轴中小型机床的开发商设计而成，提供了一个极具成本效益的控制解决方案，其在大部分情况下均可避免使用另一CNC 内核。此外，NUM 公司还推出了现已包含有运动方程式的新版3D模拟软件，用以支持先进的五轴加工应用。

Flexium+ 8 CNC 内核提供两个 CNC 通道，可容纳多达五个轴，其中四个轴可实现插补。任一 CNC 通道均可随时用于控制一台主轴电机和四个轴，而非同时控制全部五个轴。这种控制灵活性有助于设计人员为面临复杂的同步要求的机床降低成本。例如，在一台磨床上，一个通道可控制两个 X/Z 轴及一个主轴以执行磨削功能，而另一通道则控制后置的两个修整轴 U/W。每一个通道既可以异步方式运行其自身零件程序并实现自动操作（如同各通道都有其专属 CNC 内核一样），也可同步运行两个通道。对一到五个轴或对主轴的控制，可以从一个通道及时转换至另一通道，以便最大程度利用可用的硬件资源。

与 NUM 公司的所有 CNC 系统一样，Flexium+ 8 固件具有 RTCP（即围绕刀具中心点旋转）及斜面功能。由NUM公司首创的 RTCP 功能为五轴精密加工应用铸就了众多优势。通过超精确控制机床的旋转轴，如双回转刀头或工作台及部件固定架，该功能可确保在加工过程中刀具始终以恒定的角度与部件发生接触。对于非平直部件，RTCP 功能的优势更为明显；根据刀头机械结构和刀具长度等维持刀具精确接触所需的因素，其能够自动计算出各补偿值。

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最新发布的 NUM公司的 Flexium+ 3D 模拟软件包括 RTCP 功能的算法，以支持先进的五轴加工应用

顾名思义，所有 RTCP 计算的基准点都是刀具的中点或接触点，而非刀头的位置，因而无需机械式确定接触点。这两种方法的区别会对机床加工产生重大的影响。例如，当刀尖到旋转刀头中点间距为 600 mm 时，仅 1% 度的刀头定位偏差都使刀尖偏离 0.1 mm；如果没有 RTCP 功能，该偏离或将导致刀具或部件的损坏。RTCP 功能的另一个显著优势在于程控坐标是部件轮廓而非机床轮廓的坐标，这为机器编程提供了独立性，意味着无需修改程序，即可应用刀具补偿值。RTCP 功能作为 Flexium+ CNC 后处理器的一部分运作时，将进一步确保部件程序的可移植性。

NUM 公司现已将 RTCP 功能复杂的坐标变换算法集成入其 Flexium+ 3D 模拟软件。通过其先进的 3D 可视化技术，当前的用户即可轻松而准确地分析和优化四轴及五轴机床的部件程序动态性能。这一软件包括防范刀具、部件或机床损坏的全方位碰撞监控及碰撞检测功能。

为实现最大限度的灵活性，NUM 公司提供了两个版本的 Flexium+ 3D 模拟软件。一个版本作为验证部件程序的生产规划工具，专用于未配置 CNC 系统的独立应用。另一个版本完全与 Flexium+ HMI（人机界面）相结合，连接机床 CNC 系统。不同于许多 CAD/CAM 可视化系统竞争产品，该软件采用由 CNC 插补处理的 NC 代码，以提供机床实时运行的真实图像。机床执行其他程序时，可同时模拟部件程序，且可以同时进行同一个部件程序的执行和模拟。模拟器将刀具、机床运动特性及工件坯料视为三维体，当刀具沿着部件程序定义的加工路径移动时，将显示 TCP（刀具中心点）以及材料的去除情况。

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NUM公司的 Flexium+ 3D 模拟器实现 TCP 路径的可视化，模拟工件材料的去除，同时不断检查刀具、工件和车床间的碰撞。

Flexium+ 8 CNC 内核可与各型号的 NUM 驱动器配套使用。为了获得最佳的性能，其最宜搭配最新型 NUMDrive X 数字伺服驱动模块。作为市面上最小的驱动器，该系列驱动器提供了多种多样的配置选择，以帮助设计人员在运用适用轴技术的过程中最大限度减少机床制造成本。该驱动器采用先进的 DSP 控制技术，以最大化 CNC 内核到驱动器的伺服总线速度，其特点在于高回路带宽以及特殊的加速度算法，可维持稳定速度以及定位精确度。CNC 内核的数字处理器，同时结合了 Flexium+ 软件的高精度数字处理能力，可助力于确保整个 CNC 的高分辨率，协助轴间的“亚纳米”插补轴行程。

Flexium+ 8 的另一个特点在于内置的可扩展安全体系，即熟知的 NUMSafe。CNC 系统内置的安全 PLC 可监控所有关键的运行过程；与 NUM 公司的 NUMDrive X 伺服驱动器的安全 I/O 模块和安全运动监控回路结合使用后，机床设计人员只需增加极少的部件，即可执行高度完整性的安全功能。本安全体系符合最高至PL e 的 EN ISO 13849-1 机械安全标准以及最高至 SIL 3 的 EN 61800-5-2 变速驱动功能安全标准。

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NUM 公司的 Flexium+ CNC 平台现包含有三个 CNC 内核，全部展示在 IMTS上，机床设计人员因此能够为全面的全自动应用配置出性价比最优的控制系统。这一产品系列包括首次引入美国的 Flexium+ 6、Flexium+ 8 以及 Flexium+ 68。Flexium+ 6 配置有一个单独的 CNC 通道，可控制四个插补轴和一个主轴，其设计用于中小型机床。Flexium+ 68 设计用于大型和更为复杂的机床控制应用，最多拥有 8 个 CNC 通道，每个通道都可容纳多达 9 个插补轴和 32 个主轴，为自动生产线机床等多轴应用提供了良好的基础。

Flexium+ 平台拥有强大的软件支撑。CNC、伺服驱动器、I/O、自动化 PLC 及安全 PLC 功能的所有编程均只需使用一套统一的软件工具。充分定制的 HMI（人机界面）通过改良的人体工学和触摸式控件，允许用户在其机器上添加数值。NUM 公司的应用支持软件涵盖了广泛的加工功能，如磨削、刀具磨削、车削、铣削、滚削、刨削、插齿、齿轮精加工、水射流切割以及激光和离子切割等功能。其中许多软件包被机床制造商和用户公认为行业标准。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (9/5/2014)


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