超高速加工中會遇到其他一系列問題,主要是:機床加工中非線性、多點熱源溫升引起的快速變形;刀具和工件的故障檢測及安全控制;高速冷卻和快速排屑;整體加工中的可靠性問題及為了提率而必須與之相配的科學化管理技術等。上述問題主要通過PMC內部可編程機床控制器快速響應的控制技術來解決。

(1)對熱變形采用多變量控制算法:在多輸入多輸出系統中對多個變量實現快速控制以輔助熱源或輔助冷源實現機床預冷或預熱。

(2)因主軸以每分鐘數萬轉高速回轉,極大的離心力可使破裂的刀片如子彈般飛向四周,除了加固防護罩等措施外,還必須采用在線監控刀具破損和磨損系統,一旦發生不正常跡象即進行報警和安全保護控制。

(3)超高速加工中的大量切屑往往阻塞工作臺面造成運動不暢,并且切屑是高溫熱源會造成機床變形和燒灼人體。解決這一問題的一般辦法是通過PMC控制高壓冷卻液(壓力為5～7MPa),使流量達0.1m3/min,起到排屑和冷卻的雙重作用。但從環保和降低成本考慮,將來采用無冷卻液加工。

(4)可靠性問題在超高速加工機床中再一次突出其原因是在這種加工中影響可靠性的綜合因素繁多,如自動換刀系統,在主軸高速切削中若發生一點問題就可能產生極大的損失,所以往往不設置換刀機械手而由主軸頭移動至若干位置直接換刀。對控制系統而言,它的MTBF(平均故障間隔時間)要高于普通數控機床幾十倍才能達到應有的效率和質量。

(5)管理技術在所有領域都起著決定作用,但就目前而論,在我國的超高速數控加工領域中矛盾更為突出,一臺超高速數控機床必須有一批高水平高素質的人員組合在一個團隊中,互相合作,緊密配合,解決工藝編程、操作、維護問題,安排好物料、刀具、工夾具,制定周密的計劃,按數控車間的生產準備、計劃調度和信息集成軟件進行綜合管理。否則,一臺超高速機床將起不到作用。

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