数控赋能,精密制造——维宏 NK530M 五轴加工中心解决方案

文:文/上海维宏电子科技股份有限公司2024年第三期

  1 维宏NK530M五轴加工中心数控系统

  随着国际环境变化以及国内企业经过长期的技术积累和突破,五轴联动数控机床国产替代趋势显现,许多制造企业开始把目光投向国产五轴联动数控机床。

  五轴联动数控机床专门用于加工复杂曲面的机床,对于国家航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等行业有着举足轻重的影响力。维宏股份自成立以来,一直在不断创新优化数控系统应用,针对五轴应用深入钻研加工工艺,可为广大用户定制方案,助力降本增效。

  维宏自研的真五轴联动加工系统——NK530M五轴加工中心数控系统(图1),可实现纳米级控制精度,其特点如下:

  • 真五轴联动加工(RTCP),可实现纳米级控制精度;

  •自动测量(标定),简洁、易学易用的五轴标定方式;

  •HPCS-HPPS五轴刀路轨迹平滑,优质的表面质量和珍贵的加工效率;

  • 倾斜面加工,简化编程步骤,高效精准加工;

  • 3D刀补,侧铣刀路直接刀补,高效方便。

  2 两步轻松搞定加工前系统调试

  五轴联动在各行业应用面越来越广,五轴系统在如何保证科技含量高、精密度高的基础上,调试复杂一直都是客户所担心的最主要难题。维宏股份在五轴应用层面一直在深入探索,将五轴调试应用做得更方便、简洁,易学易用。

  维宏NK530M五轴加工中心数控系统通过两个步骤,轻松搞定加工前系统调试,让每日、每次加工前准备都更具章法,如图2。

  (1)手动标定

  一般自动标定前需要先手动标定,初步确定旋转中心(图3)。

维宏NK530M 数控系统

  图1 维宏NK530M 数控系统

  根据不同五轴机床结构,手动测量旋转轴旋转中心位置,并填入系统。

  (2)自动标定

  自动测量是国产中非常方便、简洁、易学易用的五轴标定方式,是加工前的首要任务,也是进行实际调试的基础。具体的标定方式分为打表法和自动标定法两类。

  有探针条件的情况下,通过自动标定测量可避免人工测量偏差,使用更加方便(图4)。

维宏五轴加工中心成套方案——维宏NK530M 数控系统

  图2 维宏五轴加工中心成套方案——维宏NK530M 数控系统

手动标定

  图3 手动标定

自动标定

  图4 自动标定

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倾斜面加工

  图6 倾斜面加工

  3 维宏五轴控制技术亮点

  (1)RTCP刀尖点控制

  自研真五轴联动加工,实现纳米级精度控制(图5)。

  开启RTCP功能时,刀尖将停留在固定点,旋转轴运动时,系统会自动进行直线轴的补偿。

  (2)倾斜面加工

  维宏自研算法,配合五轴联动,简化编程步骤,高效精准加工。

  空间上的任意平面上定义一个新的三维坐标系(称为特征坐标系),并在特征坐标系上指定加工程序进行加工,方便基于倾斜面的编程加工(图6)。

  (3)HPCS-HPPS刀具姿态平滑功能

  五轴刀路轨迹平滑,方向向量矫正,解决客户刀路精

HPCS-HPPS 刀具姿态平滑

  图7 HPCS-HPPS 刀具姿态平滑

3D刀补-刀具半径补偿

  图8 3D刀补-刀具半径补偿

圆度测试和循圆4.0

  图9 圆度测试和循圆4.0

平直度补偿功能

  图10 平直度补偿功能

  度不高、刀纹等加工效果问题,为优质的表面质量和高质的加工效率保驾护航(图7)。

  (4)3D刀补——刀具半径补偿

  支持任意形状曲面的径向补偿功能,减少侧铣加工遇到的尺寸调整麻烦(图8)。

  维宏自研算法,侧铣刀路直接刀补,告别重复出刀路,高效方便。20年深耕数控技术研发,维宏股份针对五轴加工应用钻坚研微,倾心打造的NK530M及配套软件是一体机系列的集大成者。

  (5)圆度测试和循圆4.0

  支持任意轴循圆,任意轴换向即生效,可用于五轴旋转轴调试(图9)。

  应用摩擦补偿方法,解决象限问题。

  (6)平直度补偿功能

  解决机床行程过长或者其他机械问题导致丝杆弯曲,从而引起的单轴平直度精度低问题(图10)。

  >>>补偿前:0.104mm

双向直线度误差曲线图

  >>>补偿后:0.012mm

双向直线度误差曲线图


  •支持.str格式的激光干涉仪文件,和.dat格式的文件导入;

  • 支持软件上一键修改补偿文件方向;

  • 检查功能可以校验数据是否合法,避免导入错误数据。自动测量、RTCP、HPPS、倾斜面加工、3D刀补……

  维宏NK530M五轴数控系统多管齐下,保障高速加工和五轴联动加工,使刀具路径和轴的运动控制精准,平顺;加工出来的工件表面质量、精度高,加工速度快,操作编程更简单,全面提升加工精度、效率、稳定性等。

  4 伺服应用解决方案

  维智伺服驱动器产品阵容丰富,主要包括通用型伺服驱动器、直线型伺服驱动器、主轴伺服驱动器。维智第三代高性能伺服含:B1系列单轴伺服、M系列多轴伺服,为机械加工提供精准、高效、稳定、全面的伺服应用方案。

  • 功率覆盖50W-11kW;

  • 输入电压可选220V/380V;

  • 支持EtherCAT总线;

  • 带宽大幅升级,刚性更高;

  • 驱动器、电机,高防护设计;

  •电机标配23位多圈光电编码器;

  •支持模型跟踪控制、中低频振动抑制、背隙补偿和机械分析等功能。

  没有强大的机床产业,就没有强大的制造业。在中国从“制造大国”走向“制造强国”的未来之路上,维宏股份将坚持科技创新,持续深化“工业母机”大脑研发,以产品性能作为发展驱动力,带动新技术应用和行业转型升级,促进国产数控的创新和发展!

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