海德汉iTNC530数控系统的高速加工性能

海德汉iTNC530数控系统的高速加工性能 产品与展品PnDducIsandExhibils 海德汉iTNC530数控系统的高速加工性能 张兴全 (海德汉(天津)光学电子有限公司,北京101312) HighSpeedPerformanceofHeidenhainCNCSystemiTNC530 ZHANGXingquan (Heidenhain(Tianjing)Optics&ElectronicsCo.,Ltd.,Beijing101312,CHN) 随着中国模具工业的发展,模具加 工所要求的加工精度,表面质量和加工 效率也越来越高.要加工出高质量的模 具,必须有适于模具加工特性且具有高 效率的数控机床.而卓越的高速加工功 能,五轴联动加工功能和友好的人机界 面是该类机床所追求的目标.机床要满 足高的性能要求,需要从以下几方面人 手:(1)机床机械设计:机械高刚性,运动 部件低质量;(2)进给设计:高的加速能 力和大的速度控制范围能力;(3)主轴系 统设计:主轴速度高,稳定性好;(4)刀 具:适于高速加工要求;(5)数控系统和 测量反馈等. 海德汉公司是一家拥有一百多年历 史的专门生产高精密测量元件和数控系 统的跨国集团公司.所生产的高性能数 控系统和测量反馈元件在模具加工和高 精密加工领域中得到了广泛的应用.图 1为海德汉公司提供的在高性能机床上 使用的整套数控系统和测量反馈元件. 本文对在模具行业得到广泛认同的海德 汉的iTNC530数控系统进行简单介绍. 图1海德汉iTNC530控制系统 1iTNC530系统的硬件设计 硬件设计的好坏决定控制系统能否 适合于高速,高精以及高表面质量加工. iTNC530采用全新的微处理器结构,具 ? l04? 有非常强大的计算能力.iTNC530控制 系统可控制l2轴,控制器本身包含了主 机 单元 初级会计实务单元训练题天津单元检测卷六年级下册数学单元教学设计框架单元教学设计的基本步骤主题单元教学设计 (MC)和控制单元(CC)两个部 分. 主机单元(MC)采用了奔腾III一800 芯片,133MHz总线频率,这是进行所有 计算,屏幕显示和数据通讯的保证.iT- NC530所有的实时任务均在自己开发的 实时操作系统(HEROS)下完成,而且海 德汉也可提供带双处理器的主计算机, 它既可以保证系统的实时计算和稳定性 能,同时又能满足用户对Windows应用 程序的需求.而且,主机单元中的存储 是通过容量达30G的硬盘实现的,这对 复杂模具加工提供了充足的存储空间. 主机单元带有各类数据通讯接口(Ether- net/RS232/RS422/USB等),所配备的快 速以太网通信接口能以100Mbt/s的速 率传输程序数据. 在控制单元(CC)最新的设计中集 成了控制系统的所有伺服控制回路(位 置环/速度环/电流环),所有的伺服计算 都在DSP(数字信号处理器)中完成.测 量元件的反馈包含位置反馈和速度反 馈,均集成在控制单元上.其优势在于: 保证伺服计算快速和实时要求,减小各 伺服回路周期和各个回路间的通讯延 迟,可在位置回路实现高增益,实现高速 和高表面质量加工,并可很好地控制直 接驱动(直线电动机和力矩电动机). 驱动配套:海德汉公司可以根据需 要提供全套的iTNC530数控系统,包括 变频器模块,电源模块和伺服电动机及 主轴电动机.同时,海德汉数控系统还 具有很好的开放性能,能够连接第三方 的变频器或电动机,从而组成全套数字 系统.由于iTNC530特殊的控制单元设 计,所有的伺服运动控制均在控制单元 中实现,其输出为数字PWM信号,因而 后续的变频器主要为运算放大功能. 2iTNC530数控系统的特性 针对复杂的曲面,如果要实现高速, 高精和高表面质量加工,在具备好的硬 件基础上控制系统软件就必须具有好的 伺服性能及高速控制能力.图2为高速 加工机床所加工的典型零件.下面详细 介绍iTNC530数控系统的特性. 图2高速加工机床加工的零件样侧 (1)全数字驱动技术 在强大硬件的支持下,iTNC530采 用了全数字化技术.其位置控制器,速 度控制器和电流控制器全部实现数字控 制.iTNC530在同时插补多达5轴时, 还能使数控主轴的转速高达40000r/ min,满足高速切削要求. (2)程序段处理速度快 先进的前馈伺服技术越来越多地将 程序段处理放在后台执行.即使如此, 对有些加工任务,快速处理程序段仍是 获得理想加工效果的最佳方法,例如进 行高精度轮廓加工.iTNC530具有理想 的程序段处理速度性能,实现程序段较 短的处理时间(0.5ms),缩短各控制回 路的周期(位置环周期为100Ixs)以及各 类插补(直线/圆弧/螺旋线/样条). (3)轮廓精度高 等;,一’w口舅;q iTNC530还具有l024段(可通过机 床参数设置)预读功能.”预读”功能能 预测方向的未来变化,来调整运动速度 使之符合编程表面要求.当刀具切人工 件时,iTNC530可以根据需要自动降低 进给速率,因此在编程进给速率时只需 用最高加工速度.iTNC530能自动根据 工件轮廓调整实际速度,节省加工时间. 内置的过滤器能显着抑制各机床的固有 频率,同时保证所需的表面精度.另外, iTNC530可实现各种误差补偿,包括线 性和非线性轴误差,反向间隙,圆周运动 的方向尖角,热膨胀及粘滞摩擦. (4)在保证精度的情况下实现高速 加工 高速切削代表着快速和高效.数控 系统必须能快速传输大量数据,允许高 效编辑长程序并使加工出的工件具有理 想轮廓,这都是iTNC530所具备的优 点.除了NC程序外,最终用户也可以通 过固定循环指定轮廓加工的精度,只需 用循环向数控系统输入最大允许的与理 想轮廓的偏差.iTNC530将自动按所要 求的偏差调整加工而且保证不损坏轮 廓. (5)加加速控制 机床要具备良好的加减速功能,必 须要保持合理的加加速.如果加加速过 大(突变),可在短时间内实现加速,但同 时会造成机床的振动,从而使所加工表 面出现条纹,降低了表面加工质量;如果 加加速过小,可以实现高的表面质量,但 很难实现快加速功能.因此,如何保证 高速和高表面质量非常重要.iTNC530 系统采用限制加加速值并利用过滤器对 加加速度进行了光滑处理来实现上述功 能,同时又能达到机床良好的加减速性 能. (6)名义位置过滤器 在控制系统执行完插补功能以后, 产生名义位置值提供给后续的位置回 路.实现高速,高精和高表面质量与很 ucIsandbiIs产品与最品 多因素相关,尤其是机床本身的动态性 能.iTNC530系统提供了不同类型的内 置的名义位置过滤器,比如单过滤器 (Standardfilter),双过滤器(Expandedfil— let)和高速过滤器(HSCfilter).系统可 根据用户的不同需求和机床本身的动态 性能确定所采用的过滤器,可通过设置 不同的参数完成.当然,为尽可能地充 分发挥机床本身的动态性能,海德汉公 司提供了一系列的调试工具,可以方便 各机床制造商进行调试. 3结语 本文简要地介绍了海德汉公司的 iTNC530系统的高速特性,所有特性在 iTNC530数控系统中均为标准配置. (编辑徐洁兰) (收稿日期:2006—03一O1) 文章编号:644O 如果您慧发寰对本文的看法.{-将文章编号填入读 者意见调查寰中的相底位I. ? 书讯? 《数控机床维修技术》孙汉卿等编着/2004,定价:39.00元 本书介绍了数控设备的主要组成部分及工厂中常见的数控系统,对其工作原理及维修作了论述和分析.书中重点介绍了电液 伺服系统的常见故障,基本维修方法,故障诊断等;列举了FANUC及SIMENS公司产品性能与参数,对其他公司的产品也有论述. 后几章对机床硬件的维修进行了探讨,特别是维修中所需的现代 检测 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 手段,仪器.本书是作者多年从事数控设备的调整,维修工 作经验的结晶,实用性很强.. 《维修电工问答》高玉奎主编定价:20.00元 本书是以原机械工业部颁的”工人初级和中级操作技能训练大纲”为依据,按照《工人技术等级标准》 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 的初,中级维修电工 应知,应会,并参考有关地区和部门考工情况编写的.内容包括:变压器,交流电机,直流电机,特殊电机,低压电器,电力拖动及机 床电气控制,电子线路,常用电工仪器仪表等,共计435 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 .书中按照理论结合实际,由浅入深的原则,着重系统性和实用性,特点 是图文并茂,重点突出通俗易懂. 《数控设备故障分析》 中国机械工程学会生产工程分会与北京机械工程学会设备维修分会编着定价:168.00元 本书主要介绍数控设备的故障征兆,原因分析和排除方法.全书共20章,前l0章除介绍故障分析的基本程序及遵循原则外, 重点介绍常见的进口数控系统如发那科,西门子,三菱,大隈等系统,以及国产如航天,华中,凯恩帝,GSK等数控设备的故障分析与 排除,后l0章介绍数控车床,镗床,铣床,钻床,磨床和柔性加工单元,齿轮加工机床,切割机,电加工机床,弯管机等数控设备的故 障分析,以及光栅测量系统的应用与故障分析和排除.附录给出了多种供查阅的必备资料. 《电器制造技术 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 》孟庆龙主编/2000定价:108.00元 本书是一本专业性极强的电器制造技术工具书.全书共29章,160余万字.主要内容包括:冷冲压,焊接,热处理,压铸,压塑, 绝缘加工,电镀,涂覆,印制板,粉末冶金,特种加工,弹簧,热双金属,铁心,线圈,机柜,母线,配线,静态电器等传统制造工艺.此 外,还包括:制造过程自动化,成组技术,CAPP和工艺管理等现代制造工艺内容.书中提供了常用资料,数据和标准,便于读者查 找. 来款请寄北京市朝阳区东直门外望京路4号,邮编:L00L02,机床杂志社收. 等/一nluo寻;q朋?105?