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LAC提高精度并节省时间 性能测试中测试LAC动态高精功能
2015-02-05 14:14:00

      根据机床实际负载调整控制参数有什么样的效果?如何能显著缩短总时间,同时显著提高加工精度?性能测试中,LAC功能(负载自适应控制)展现了它的作用:由于LAC,回转工作台用15°的步距进行24次加速和减速的整圈转动只用了6秒时间,而不是14秒。LAC将回转工作台的跟随误差从11.5角秒减小到2.2角秒。
      机床操作人员对这些新功能总有些质疑。这不难理解,因为改变成熟可靠的循环和加工方式都不容易,而且也不能只凭广告宣传就使用。可是另一方面,确凿的事实证明情况完全不同。这是为什么我们在性能测试中特别选了负载自适应控制功能(简称LAC),该功能展示了非同一般的效果。


图2:LAC(负载自适应控制)决定旋转轴的转动惯量。该功能根据工件的当前转动惯量连续调整进给控制参数。


负载影响因素
      对于有工件轴的机床,工件重量自然对加工有影响,这是为什么根据这类机床配置,通常有二或三级负载。然而,负载级别并不精确,因为相关的重量达几百公斤。因此,机床设置只能大致接近最佳值。机床操作人员必须手动选择,对于时间要求紧的加工任务,这增加了工作步骤。
      负载级别通常只考虑工件本身重量,对于回转工作台,这显然不充分。对于回转工作台,转动惯量是控制参数中的决定性因素,工件的转动惯量可能因其夹持方式的不同而有很大不同,最差时可能相差数倍之多。对此选择负载级别也毫无帮助,因为它几乎完全不反映负载状态。
      控制单元设置不当是这些参数不准确的后果,结果导致干扰和振动的抑制效果差,因此加工中的误差大。尤其在加速阶段表现特别明显。为最大限度减小这类误差,在加工中负载变化较大的部位要限制机床所有轴的动态性能。
LAC的性能测试
      性能测试中,基于常规两级负载标准机床的回转工作台设置LAC的参数。进给轴的跟随误差减小50%以上并显著提高了动态精度。对于50°的回转工作台转动范围和6000degrees/min的进给速度,跟随误差从11.5减小到2.2角秒。对于200mm半径的工件,回转轴产生的误差从10.8μm减小到2.1μm。
      分度运动的LAC效果特别明显。许多工件上的子轮廓常常在一定角度位置重复,对于这种工件,最简单的编程方法是对子轮廓编程一次,然后以一定角度步距旋转回转轴加工其它子轮廓,这种方式被称为分度加工。
      性能测试中,回转工作台重复转动工件15°。每一个15°步距,进给轴都要短暂加速到最大进给速率,然后立即减速。使用LAC后,机床动态性能显著提高,允许更高的加加速和加速度,每次转动360°的时间缩短达57%。如果未用LAC的标准设置,机床需要14秒的时间完成上述要求的分度运动,24个加速和减速过程,不实际加工工件。使用LAC的参数设置后,分度运动只需要6秒钟—其中包括加工开始前的评估过程。



图3:性能测试结果表明LAC能显著缩短不同角度位置对子轮廓重复加工的时间。


结论
      LAC功能,特别是对于回转工作台的旋转运动,能显著节省加工时间,同时提高精度。加工中加速和减速所需的旋转运动速度越快,LAC的有效性越高。由于LAC对加加速和加速度的优化,因此明显缩短了时间。

 
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