工模具制造及中小批量生产的机床选择(下)

　　振动对主轴轴承的有效使用寿命、刀具的使用寿命和工件的加工质量都有负面的影响，所以应尽一切努力避免这种事情的发生。为此目的，米克朗的电主轴上都装了振动传感器，用于记录加工过程实时的振动情况。这些测量装置测量到的有关加工过程的数据可以通过数控系统显示，操作人员就可利用这些数据对加工过程进行系统的优化，比如，调整主轴转速和进给速度、测试各种铣床的加工效果、确定重要的加工方法和进行适当的修改等等。

　　控制系统

　　最近几年以来，控制系统技术有了很大进步。特别是在五轴联动高速加工时，最有意义的方面是大大降低了程序块处理时间。这一具有现代工艺水平的控制技术包括用以平衡高速加工中经常发生的热偏移的补偿运算法则、高性能的程序段前瞻能力、控制系统中机床硬件的优化。

　　很显然，程序段的处理时间越短越好。由于没有明确的指导原则统一定义这个时间，所以不同控制系统制造商的程序段处理时间不能简单地相互比较。一般而言，每一行数控程序中移动的轴的数量起主要作用。每个数控程序辅助指令的集合，比如辅助功能、转速或进给速度等，都或多或少地影响了程序段的处理时间。其中一个主要的影响就是在进行5轴联动加工时，由于进行了坐标轴变换或旋转轴偏差计算而引起的。机床能够一直做连续运转，而不受冲击和不流畅运动的影响，这一点非常重要。而引起这一切的原因是数据计算不完全，即所谓的“数据饥饿”。

　　高速加工机床上的热漂移影响是不可避免的，并可在最终用户期望的范围以内，采取适当的措施进行补偿。在此，可以使用基于传感器或软件的系统。基于软件的系统有着一定的优势，更加适合于补偿综合误差；而基于传感器的系统通常只能记录一个部件的漂移，比如，主轴鼻端相对于Z轴溜板的漂移。

　　没有功能强大的前瞻功能，高速加工将是不可想象的事。前瞻功能可以实现：

　　◆保持最佳的轴进给速度；

　　◆保持最佳的进给加速度；

　　◆保持最佳的路径变换；

　　◆识别拐角，及时降速；

　　◆保持规定的动态精度曲线；

　　◆及时降速、使加工速度不超过机床的运行特性范围。

　　有一种流行但错误的看法，认为有最大程序预处理能力的前瞻功能是一种优势。但事实上，实际的程序段预处理能力是由前瞻功能和高速铣削加工中心的动态特性共同决定的。前瞻功能必须能够调节机床的动态特性，以便保证：

　　▲机床永不过载运行；

　　▲始终保持工件的加工质量。

　　机床的动态性能越大，则控制系统中的机床特性模型也就越准确，需要前瞻功能进行预处理的程序段也就越少。通常使用预处理大量程序段所产生的最严重的缺点是，无法选择干预处理进程，人工调节进给速度和主轴转速；因为被预先处理过的程序储存在缓冲器中，不能进行存取和进行人工调节操作。

　　有效的速度、加速度稳定功能和轮廓转换，是高速加工控制系统的另外一个重要特点。用同一台机床加工，平滑的轮廓加工施加在机床和电子设备上的倾斜压力就小，因而可以提高最大加速度值和移动速度。反之，不平滑的轮廓就达不到这些。

　　故障诊断和远程监控功能可以直接组合到控制系统中，也可以用外部设备简单地实现这一功能。这些功能都是获得机床最大利用率的先决条件，特别是在与自动化设备连接时更是如此。

　　最近的发展趋势是，利用集成传感器(自适应控制)探测到的数据，通过专门的技术，主动地干预加工过程。

　　例如，可以根据加工要素的优先等级或根据工件的重量或刀具路径的复杂度来优化加工过程。数据由操作人员输入，并由内部的控制系统使用以调节系统，使其适应特殊的加工应用。这样就可缩短加工时间、提高表面光洁度和零件的加工精度。

　　自动化加工

　　在西方工业国家中，自动化系统常被用于补偿那些投资和工资水平较高的项目。一个便于与外部或集成的自动化系统连接的接口显得越来越重要。同时，对自动化系统的要求就产生了对有效的切屑处理、适当的换刀能力、托盘系统以及最重要的对生产环境区管理的要求。

　　自动换刀装置是所有加工中心的标准设备，刀库的容量经常略显不足。所以至少应提供具有扩大刀库容量的换刀装置以供选择。

　　如果水平面上没有能收集切屑的位置，则为了实现最优化的切屑处理要求，就需要一个加工空间以容纳落下的切屑，以便对切屑进行自动化处理。根据要加工的材料类型和应用的具体情况，在高速加工时，一般应使用压缩空气或冷却液体润滑脂以及少量的润滑油进行冷却和润滑。机床上应安装必要的冷却液和润滑液处理所需的一切装置，以便对其干净有效地处理。

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