數(shù)控賦能,精密制造——維宏 NK530M 五軸加工中心解決方案

文:文/上海維宏電子科技股份有限公司2024年第三期

導(dǎo)語:云計算、芯片、AI人工智能等技術(shù)的日漸成熟、產(chǎn)業(yè)鏈的逐漸完善,讓“工業(yè)母機”國產(chǎn)化發(fā)展到了一個關(guān)鍵的 節(jié)點,維宏股份針對金屬切削數(shù)控機床應(yīng)用的數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動電機等已經(jīng)逐步解決“卡脖子”短板,關(guān)鍵技術(shù)實 現(xiàn)了自主可控。

  1 維宏NK530M五軸加工中心數(shù)控系統(tǒng)

  隨著國際環(huán)境變化以及國內(nèi)企業(yè)經(jīng)過長期的技術(shù)積累和突破,五軸聯(lián)動數(shù)控機床國產(chǎn)替代趨勢顯現(xiàn),許多制造企業(yè)開始把目光投向國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控機床。

  五軸聯(lián)動數(shù)控機床專門用于加工復(fù)雜曲面的機床,對于國家航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等行業(yè)有著舉足輕重的影響力。維宏股份自成立以來,一直在不斷創(chuàng)新優(yōu)化數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用,針對五軸應(yīng)用深入鉆研加工工藝,可為廣大用戶定制方案,助力降本增效。

  維宏自研的真五軸聯(lián)動加工系統(tǒng)——NK530M五軸加工中心數(shù)控系統(tǒng)(圖1),可實現(xiàn)納米級控制精度,其特點如下:

  ? 真五軸聯(lián)動加工(RTCP),可實現(xiàn)納米級控制精度;

  ?自動測量(標定),簡潔、易學(xué)易用的五軸標定方式;

  ?HPCS-HPPS五軸刀路軌跡平滑,優(yōu)質(zhì)的表面質(zhì)量和珍貴的加工效率;

  ? 傾斜面加工,簡化編程步驟,高效精準加工;

  ? 3D刀補,側(cè)銑刀路直接刀補,高效方便。

  2 兩步輕松搞定加工前系統(tǒng)調(diào)試

  五軸聯(lián)動在各行業(yè)應(yīng)用面越來越廣,五軸系統(tǒng)在如何保證科技含量高、精密度高的基礎(chǔ)上,調(diào)試復(fù)雜一直都是客戶所擔(dān)心的最主要難題。維宏股份在五軸應(yīng)用層面一直在深入探索,將五軸調(diào)試應(yīng)用做得更方便、簡潔,易學(xué)易用。

  維宏NK530M五軸加工中心數(shù)控系統(tǒng)通過兩個步驟,輕松搞定加工前系統(tǒng)調(diào)試,讓每日、每次加工前準備都更具章法,如圖2。

  (1)手動標定

  一般自動標定前需要先手動標定,初步確定旋轉(zhuǎn)中心(圖3)。

維宏NK530M 數(shù)控系統(tǒng)

  圖1 維宏NK530M 數(shù)控系統(tǒng)

  根據(jù)不同五軸機床結(jié)構(gòu),手動測量旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)中心位置,并填入系統(tǒng)。

  (2)自動標定

  自動測量是國產(chǎn)中非常方便、簡潔、易學(xué)易用的五軸標定方式,是加工前的首要任務(wù),也是進行實際調(diào)試的基礎(chǔ)。具體的標定方式分為打表法和自動標定法兩類。

  有探針條件的情況下,通過自動標定測量可避免人工測量偏差,使用更加方便(圖4)。

維宏五軸加工中心成套方案——維宏NK530M 數(shù)控系統(tǒng)

  圖2 維宏五軸加工中心成套方案——維宏NK530M 數(shù)控系統(tǒng)

手動標定

  圖3 手動標定

自動標定

  圖4 自動標定

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傾斜面加工

  圖6 傾斜面加工

  3 維宏五軸控制技術(shù)亮點

  (1)RTCP刀尖點控制

  自研真五軸聯(lián)動加工,實現(xiàn)納米級精度控制(圖5)。

  開啟RTCP功能時,刀尖將停留在固定點,旋轉(zhuǎn)軸運動時,系統(tǒng)會自動進行直線軸的補償。

  (2)傾斜面加工

  維宏自研算法,配合五軸聯(lián)動,簡化編程步驟,高效精準加工。

  空間上的任意平面上定義一個新的三維坐標系(稱為特征坐標系),并在特征坐標系上指定加工程序進行加工,方便基于傾斜面的編程加工(圖6)。

  (3)HPCS-HPPS刀具姿態(tài)平滑功能

  五軸刀路軌跡平滑,方向向量矯正,解決客戶刀路精

HPCS-HPPS 刀具姿態(tài)平滑

  圖7 HPCS-HPPS 刀具姿態(tài)平滑

3D刀補-刀具半徑補償

  圖8 3D刀補-刀具半徑補償

圓度測試和循圓4.0

  圖9 圓度測試和循圓4.0

平直度補償功能

  圖10 平直度補償功能

  度不高、刀紋等加工效果問題,為優(yōu)質(zhì)的表面質(zhì)量和高質(zhì)的加工效率保駕護航(圖7)。

  (4)3D刀補——刀具半徑補償

  支持任意形狀曲面的徑向補償功能,減少側(cè)銑加工遇到的尺寸調(diào)整麻煩(圖8)。

  維宏自研算法,側(cè)銑刀路直接刀補,告別重復(fù)出刀路,高效方便。20年深耕數(shù)控技術(shù)研發(fā),維宏股份針對五軸加工應(yīng)用鉆堅研微,傾心打造的NK530M及配套軟件是一體機系列的集大成者。

  (5)圓度測試和循圓4.0

  支持任意軸循圓,任意軸換向即生效,可用于五軸旋轉(zhuǎn)軸調(diào)試(圖9)。

  應(yīng)用摩擦補償方法,解決象限問題。

  (6)平直度補償功能

  解決機床行程過長或者其他機械問題導(dǎo)致絲桿彎曲,從而引起的單軸平直度精度低問題(圖10)。

  >>>補償前:0.104mm

雙向直線度誤差曲線圖

  >>>補償后:0.012mm

雙向直線度誤差曲線圖


  ?支持.str格式的激光干涉儀文件,和.dat格式的文件導(dǎo)入;

  ? 支持軟件上一鍵修改補償文件方向;

  ? 檢查功能可以校驗數(shù)據(jù)是否合法,避免導(dǎo)入錯誤數(shù)據(jù)。自動測量、RTCP、HPPS、傾斜面加工、3D刀補……

  維宏NK530M五軸數(shù)控系統(tǒng)多管齊下,保障高速加工和五軸聯(lián)動加工,使刀具路徑和軸的運動控制精準,平順;加工出來的工件表面質(zhì)量、精度高,加工速度快,操作編程更簡單,全面提升加工精度、效率、穩(wěn)定性等。

  4 伺服應(yīng)用解決方案

  維智伺服驅(qū)動器產(chǎn)品陣容豐富,主要包括通用型伺服驅(qū)動器、直線型伺服驅(qū)動器、主軸伺服驅(qū)動器。維智第三代高性能伺服含:B1系列單軸伺服、M系列多軸伺服,為機械加工提供精準、高效、穩(wěn)定、全面的伺服應(yīng)用方案。

  ? 功率覆蓋50W-11kW;

  ? 輸入電壓可選220V/380V;

  ? 支持EtherCAT總線;

  ? 帶寬大幅升級,剛性更高;

  ? 驅(qū)動器、電機,高防護設(shè)計;

  ?電機標配23位多圈光電編碼器;

  ?支持模型跟蹤控制、中低頻振動抑制、背隙補償和機械分析等功能。

  沒有強大的機床產(chǎn)業(yè),就沒有強大的制造業(yè)。在中國從“制造大國”走向“制造強國”的未來之路上,維宏股份將堅持科技創(chuàng)新,持續(xù)深化“工業(yè)母機”大腦研發(fā),以產(chǎn)品性能作為發(fā)展驅(qū)動力,帶動新技術(shù)應(yīng)用和行業(yè)轉(zhuǎn)型升級,促進國產(chǎn)數(shù)控的創(chuàng)新和發(fā)展!

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