大森數(shù)控技術(shù)股份有限公司 李剛
經(jīng)過(guò)多年拼搏，大連大森數(shù)控技術(shù)股份有限公司已開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的五軸五聯(lián)動(dòng)全閉環(huán)車(chē)削加工中心數(shù)控系統(tǒng)，五軸五聯(lián)動(dòng)全閉環(huán)鎖銑加工中心數(shù)控系統(tǒng)DASEN18和納米級(jí)四軸四聯(lián)動(dòng)全閉環(huán)加工中心數(shù)控系統(tǒng)DASEN161和四通道磨床CNC數(shù)控系統(tǒng)，并掌握了多通道技術(shù)。這些系統(tǒng)已經(jīng)在機(jī)床上長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，其功能強(qiáng)大、機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)非?？煽?，在CCMT2O08展會(huì)上都有展出。
經(jīng)過(guò)多年拼搏，大連大森數(shù)控技術(shù)股份有限公司已開(kāi)發(fā)出具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的五軸五聯(lián)動(dòng)全閉環(huán)車(chē)削加工中心數(shù)控系統(tǒng)，五軸五聯(lián)動(dòng)全閉環(huán)鎖銑加工中心數(shù)控系統(tǒng)DASEN18和納米級(jí)四軸四聯(lián)動(dòng)全閉環(huán)加工中心數(shù)控系統(tǒng)DASEN161和四通道磨床CNC數(shù)控系統(tǒng)，并掌握了多通道技術(shù)。這些系統(tǒng)已經(jīng)在機(jī)床上長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，其功能強(qiáng)大、機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)非常可靠，在CCMT2O08展會(huì)上都有展出。另外這些系統(tǒng)是高度開(kāi)放的，不僅可以設(shè)定為納米級(jí)插補(bǔ)運(yùn)算和控制，而且可以接收每路4M的編碼器位置反饋信號(hào)或以總線(xiàn)方式接收每路數(shù)百萬(wàn)線(xiàn)／轉(zhuǎn)以上的絕對(duì)值編碼器數(shù)據(jù)或接收光柵尺信號(hào)構(gòu)成納米級(jí)全閉環(huán)控制。從數(shù)控系統(tǒng)插補(bǔ)運(yùn)算，伺服軸位置反饋信號(hào)到速度環(huán)、位置環(huán)的超精細(xì)納米級(jí)PID調(diào)節(jié)算法等構(gòu)成一整套真正納米級(jí)高精高速數(shù)控系統(tǒng)（配氣動(dòng)軸承直線(xiàn)伺服電機(jī)納米級(jí)PID調(diào)節(jié)待完善）。
經(jīng)過(guò)十多年的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)積累，大森數(shù)控?cái)?shù)控技術(shù)股份有限公司的創(chuàng)新能力已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了從量變到質(zhì)變的飛躍。在上面這些技術(shù)平臺(tái)基礎(chǔ)上，我們實(shí)現(xiàn)了2到4通道控制?？梢园葱枰岩恍┕δ芙M合到對(duì)應(yīng)的通道內(nèi)，能完成任何常見(jiàn)的復(fù)合機(jī)床的多通道多聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)。
最新開(kāi)發(fā)的Dasen20數(shù)控系統(tǒng)是該公司為沈陽(yáng)機(jī)床股份有限公司研制的雙主軸、雙刀塔車(chē)銑復(fù)合加工中心開(kāi)發(fā)的雙通道五聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)。它把9個(gè)運(yùn)動(dòng)軸，13個(gè)伺服電機(jī)分在兩個(gè)通道內(nèi)，第一通道能獨(dú)立完成五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)功能，第二通道能獨(dú)立完成四軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)功能。該機(jī)床既可以按兩個(gè)通道獨(dú)立工作，又可以嚴(yán)格同步工作。比如一個(gè)通道可以完成工件端面及外徑圓柱面（或平面）銑、鉆、攻絲等加工任務(wù)，然后自動(dòng)把工件裝夾到另一通道的主軸上，完成其它車(chē)，銑、鉆和攻絲等加工任務(wù)。這里不僅避免了二次裝夾誤差，提高了工作效率，還可以充分利用車(chē)、銑、鏜、鉆和攻絲全部功能來(lái)完成單臺(tái)五軸機(jī)床無(wú)法完成的工作。下面介紹該系統(tǒng)的主要功能。
1．旋轉(zhuǎn)刀具中心點(diǎn)（RTCP）編程功能編程時(shí)只需給出刀具刀尖點(diǎn)的坐標(biāo)及其刀具在水平和垂直兩個(gè)方向的角度（X,Y,Z,A,B)，使得編程標(biāo)準(zhǔn)化，編程僅與工件有關(guān)，與機(jī)床結(jié)構(gòu)形式無(wú)關(guān)。強(qiáng)大的RTCP(RotationtoolCentrepoint)功能利用五軸坐標(biāo)變換自動(dòng)把刀尖位置數(shù)據(jù)（X,Y,Z,A,B）實(shí)時(shí)分解成5個(gè)軸的各自運(yùn)動(dòng)量，確保其連續(xù)平穩(wěn)精確運(yùn)動(dòng)。單通道時(shí)能保證RTCP功能每秒執(zhí)行2000段程序，這是高速高精的必需保證之一（圖l）。
2．五軸坐標(biāo)變換功能
自動(dòng)把工件坐標(biāo)系的標(biāo)準(zhǔn)化程序轉(zhuǎn)換為實(shí)際機(jī)床坐標(biāo)系的程序。把極坐標(biāo)編程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成直角坐標(biāo)。把RTCP編程數(shù)據(jù)（X,Y,Z,A,B）實(shí)時(shí)變換為5個(gè)軸的各自運(yùn)動(dòng)量。適用帶各種旋轉(zhuǎn)軸和擺動(dòng)軸的立式和臥式加工中心，可可用于銑削加工中心或車(chē)削中心。
3．精密測(cè)量功能
強(qiáng)大的RTCP功能使DASEN－20適用各種結(jié)構(gòu)形式的機(jī)床。通常相互垂直坐標(biāo)軸的脈沖當(dāng)量可以直接設(shè)置，但兩軸任意夾角的組合式斜軸，工作臺(tái)上旋轉(zhuǎn)軸和擺動(dòng)軸的脈沖當(dāng)量，刀具擺動(dòng)式擺軸刀尖點(diǎn)的脈沖當(dāng)量等計(jì)算是非常困難的。利用精密測(cè)量各個(gè)軸的一些特定的運(yùn)動(dòng)所得數(shù)據(jù)來(lái)自動(dòng)換算出各個(gè)軸的實(shí)際脈沖當(dāng)量，保證機(jī)床的加工精度（圖2）。
4.3D刀具半徑補(bǔ)償
工件被加工點(diǎn)的法線(xiàn)矢量和刀具方向矢量間夾角變化時(shí)，刀具半徑對(duì)加工精度的影響也變化。3D刀具半徑補(bǔ)償功能（圖l）實(shí)時(shí)算出兩矢量間夾角變化時(shí)五個(gè)軸的各自補(bǔ)償量，確保加工尺寸精確。有999組刀補(bǔ)，當(dāng)?shù)毒吣p后，選用對(duì)應(yīng)的刀具組就可以確保加工尺寸精確。
5．納米級(jí)高精控制
該系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量可以按光珊尺等位置反饋信號(hào)的實(shí)際分辨率設(shè)置，最小分辨率為Inm。按納米級(jí)精度控制時(shí)，通常是控制以氣動(dòng)直線(xiàn)軸承為導(dǎo)軌的直線(xiàn)電機(jī)，要采用高速精細(xì)的速度和位置環(huán)調(diào)節(jié)算法。目前雙通道時(shí)系統(tǒng)每秒可以執(zhí)行1000段程序，下一目標(biāo)是每秒可以執(zhí)行5000段程序，適合高速高精控制。
6．高速控制
顯示和編程尺寸可用軟件設(shè)置，最大編程尺寸是小數(shù)點(diǎn)前5位可達(dá)99m，最小編程尺寸是小數(shù)點(diǎn)后6位可達(dá)1μm。各軸運(yùn)動(dòng)速度主要受限于控制卡硬件接收位置反饋信號(hào)的頻率和系統(tǒng)每秒可以執(zhí)行的程序段數(shù)。目前每路位置反饋信號(hào)的接收頻率是5O0kHz和4MHz兩種，當(dāng)脈沖當(dāng)量為1μm時(shí)，對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)速度分別為30mm/min和240mm/min。
7．伺服軸動(dòng)態(tài)測(cè)試功能；
可自行設(shè)置各個(gè)軸的加減速度值和運(yùn)動(dòng)方式，自行設(shè)置位置傳感器采樣<
