多軸運(yùn)行、高速加工和高精加工，復(fù)合型機(jī)床的特征是多方面的。但在其背后都有高效能的CNC在確保其可靠的運(yùn)行。
復(fù)合型設(shè)備需要可靠、精確和快速的控制。對于五軸加工中心和車銑或集其他技術(shù)工藝于一身的復(fù)合型機(jī)床來說，亦是如此。在多個工位上以固定節(jié)奏執(zhí)行各種不同加工任務(wù)的多路徑加工設(shè)備（如多軸機(jī)床和傳送設(shè)備）需要非常高效的CNC。
并非只有可控通道和軸的數(shù)量決定了控制系統(tǒng)的效率，還有所使用的軟件是否運(yùn)行快速、可靠，而且是否為廠家和用戶提供****的服務(wù)支持也屬于基本的前提條件。這一點(diǎn)對于諸如車銑機(jī)床等設(shè)備來說非常重要。即使各加工工藝分開進(jìn)行，即車、銑加工分別在擁有各自通道的不同工位上進(jìn)行，也可以共同使用軸和刀具。其前提是各個通道可以相互交換信息，并達(dá)到同步的傳遞和加工。這種多通道的應(yīng)用有一個瓶頸，就是在主軸旋轉(zhuǎn)速度同步的情況下設(shè)備傳遞的復(fù)雜性。
五軸加工需要輔助功能
針對五軸加工，可以對增強(qiáng)現(xiàn)有設(shè)備及其控制系統(tǒng)潛能的軟件功能進(jìn)行充分的利用（圖1），還有增強(qiáng)刀具的長度、方向和半徑的補(bǔ)償能力（TCP、TPC和TRC），如刀具對加工材料的切入點(diǎn)（計算）補(bǔ)償問題。如果是特殊刀具（如梯形銑刀），則需要輸入特別的但通常在CAM軟件里具備的校正數(shù)值。在對刀具進(jìn)行測量之后，這些數(shù)值即可****保存在Fanuc GE的CNC里，通過按鍵即可調(diào)用。這樣不僅可以簡化NC編程，同時還可以實(shí)現(xiàn)瞬間更換刀具，而無需更改NC程序。
圖1 在這臺設(shè)備上，必須對86個軸和33個高速主軸進(jìn)行控制
數(shù)學(xué)解析是高精度的前提
為了滿足對高精度的要求，設(shè)備制造廠家研發(fā)了各種技術(shù)方案，其特點(diǎn)表現(xiàn)在剛性****的結(jié)構(gòu)和精確的驅(qū)動技術(shù)上。CNC也具有重要的影響，這是因?yàn)樗枰刂凭_的運(yùn)行（圖2）。Fanuc GE公司的30/31/32i系列CNC可以提供1μm~1nm控制步距的數(shù)學(xué)精度。
圖2 為了在采用五軸銑削時能夠充分利用可增強(qiáng)現(xiàn)
有設(shè)備及其控制系統(tǒng)潛能的軟件功能，在控制系統(tǒng)里
集入了諸如刀具長度、方向和半徑補(bǔ)償?shù)戎匾墓δ?/STRONG>
這種數(shù)學(xué)解析是高精度的前提條件。同時，機(jī)械部件也極其重要。例如絲桿應(yīng)達(dá)到盡可能小的間隙。某種程度上的機(jī)械誤差可以通過CNC補(bǔ)償功能得以改善或補(bǔ)償，例如采用后坐力加速補(bǔ)償功能，這種功能通過“Servo Guide Mate”軟件幾乎可以實(shí)現(xiàn)全自動和瞬時的調(diào)節(jié)。針對更高的精度，還有主軸斜率補(bǔ)償和直線補(bǔ)償功能可供使用。
CNC應(yīng)當(dāng)能夠有助于提高切削作業(yè)的生產(chǎn)效率。針對精度上的要求，控制系統(tǒng)上的NC程序可以在1~10級范圍內(nèi)優(yōu)化到****的精度或****的速度，當(dāng)然這是單獨(dú)針對各個程序和加工流程而進(jìn)行。因此在粗加工時，加工速度的重要性高于一切；而在精磨時，高精度的設(shè)定是至關(guān)重要的。
如果一個工件在某一工位加工后被取走，如用于測量，而后需要再返回到設(shè)備上繼續(xù)接受加工的話，則需要考慮工件位置補(bǔ)償（Workpiece Setting Error Compensation）問題。與原始夾持的狀態(tài)相比，較小的尺寸偏差在所難免。這項(xiàng)功能可以把測量結(jié)果視為后續(xù)加工流程的矯正系數(shù)。
圖3 針對車、銑綜合加工的控制，CNC的功效起到很重要的作用
干擾性檢測避免碰撞
“3D干擾檢測”功能有助于避免碰撞的發(fā)生。這是因?yàn)槿绻麢C(jī)床主軸在復(fù)雜的軌道上極快速運(yùn)行的話，它總存在著一個安全風(fēng)險的問題，至少操作人員需要特別小心。通過這種內(nèi)置的碰撞控制功能，設(shè)備制造廠家和設(shè)備操作者可借助于幾何外形對所有碰撞危險區(qū)域（如刀具、工件、工作臺和夾持裝置）進(jìn)行定義。控制系統(tǒng)在計算軸的運(yùn)行軌道時，會把這些空間信息與當(dāng)時采用的刀具數(shù)據(jù)結(jié)合起來考慮， 即使在運(yùn)用五軸程序的情況下，也會避免可能發(fā)生的碰撞事件。
碰撞監(jiān)視也適用于控制
在加工過程中，碰撞監(jiān)視功能一直發(fā)揮著作用。操作者也可以在加工之前的干運(yùn)轉(zhuǎn)中進(jìn)行檢測。在銑削過程中若設(shè)備因及時發(fā)現(xiàn)的干涉危險而發(fā)生停機(jī)，則設(shè)備操作者可在監(jiān)視功能仍然有效時使相關(guān)的軸退回。這樣，即使他因疏忽而按錯按鍵的話，也可以避免碰撞事件的發(fā)生。30/31/32i系列CNC可以為復(fù)合加工提供一個良好的基礎(chǔ)，并滿足多軸和多通道加工的要求。控制系統(tǒng)具備高速運(yùn)行的處理器和內(nèi)部的高速總線。由此可以實(shí)現(xiàn)快速的數(shù)據(jù)處理和很多軟件功能。 |
