高速加（jiā）工中心的發展

近十年來（lái），驅動技術和控製（zhì）係（xì）統的（de）長足進步，推動了加工中心結構的不斷創新（xīn）和性能的（de）不斷提高（gāo）。電主軸、直線電機、轉矩電機和快速數控係統的應用對提高加工中心的高速、高動態（tài）和高加工精度起了決定性的作用。而（ér）在模具加工機床的多種結構創新中，轉（zhuǎn）矩電機起到了特別重要的作用（yòng）。它不僅應用於回轉工作台的回（huí）轉和擺（bǎi）動驅動，而且還應用於叉形主軸（zhóu）頭的擺動或主軸頭的擺動和（hé）回（huí）轉驅動，由此構成各種不（bú）同類型的五（wǔ）軸加（jiā）工中心。而回轉和擺動主軸頭的應用，又為發（fā）展加工大型模具的五軸（zhóu）龍門式高速精密銑床提供（gòng）了技術支持。

今後，進一步提（tí）高主軸轉速、動態性能和（hé）行程速度仍是高速加工中心的發（fā）展重點，這不僅仍要依賴於驅動（dòng）技術（shù）和數控技術的進一步發展，還要有（yǒu）賴於機床構件輕量化的發展和並聯機床的開發。可以預料，在今後5年中，高速加工中（zhōng）心或高速銑床的軸加速度有望（wàng）達到3～4g,坐標軸的快速行程速度達到100～140m/min。

在高（gāo）速（sù）加工中心上，回轉工作台（tái）的擺動以及叉（chā）形主軸頭的（de）擺動（dòng）和回轉等運動，已廣泛采用轉矩電機來實現。轉矩電機是一種同（tóng）步電機，其轉子直接固定在所要驅動的部件（jiàn）上，所以沒有機械傳動元（yuán）件，它像直線電機一樣（yàng）是直接驅動裝（zhuāng）置。

轉矩電機（jī）所能達到的角加速度要比傳統的蝸輪蝸杆傳動（dòng）高6倍，在擺動叉形主軸（zhóu）頭時（shí）加速度可達到3g。由於轉矩電機可達到極高的靜態（tài）和動態負載剛性，從而提高了回轉軸和擺動軸的定位精度和重（chóng）複精度。已有部分廠家的高速加工中心，已采用直線電機和轉矩電機來（lái）分別驅（qū）動直線軸（zhóu）(X/Y/Z)和回轉擺動軸(C和（hé）A)。如R歞er的（de）RXP500DS/RXP800DS,德馬（mǎ）吉的DMC75V linear和Edel的CyPort五軸龍門銑床（chuáng）。

應該（gāi）提及的是，直接驅動的直線軸與直接驅動的回（huí）轉軸相（xiàng）組合，使機床所有的運動軸具有較高的動態性能和調節特性，從而為高速度、高（gāo）精度和（hé）高（gāo）表麵質量加（jiā）工（gōng）模具自由曲麵提供了條件（jiàn）。

控製係統

CNC控製係統是高速加工中心（xīn）的重（chóng）要組成部分，它在（zài）很大程度上決定（dìng）著機床加（jiā）工的速度、精度和表麵質量。因此，對（duì）於加工模（mó）具自由曲麵的高速機床，數控係統的（de）性能具有特別重要的意義。

加工（gōng）高精（jīng）度自由曲麵（miàn）時，由微段直線（xiàn）和圓弧構（gòu）成的刀具軌跡造成龐大的零件程序，這（zhè）些數據流需要由機床控製係統（tǒng）來儲存和處理，因此，程序段處理時間的長短是決定CNC控製係統（tǒng）工作效率的重要指（zhǐ）標。前高檔CNC控製係統的程序段處理時間一般可達0.5ms(如海德（dé）漢的iTNC530數控係（xì）統)，而個別數控係統的程序段處理時間已縮短到0.2～0.4ms。

應用於（yú）模具高速加工的（de）現代CNC數控係統，除了具有為確保高速進給速度所必要的很短程序（xù）處理時間外，還應具有Nurbs和樣條插補功能，並能以納米的分辨率進行（háng）工作，以便（biàn）在高（gāo）速加工的情況下獲得高的加工精度和表麵質量。

高檔（dàng）的數控係統（tǒng）也都能與不同廠家的CAD/CAM係統（tǒng）進行連（lián）接，數據（jù）從CAD/CAM係統經（jīng）以（yǐ）太網以很高的速度傳送到控製係統上。CAD/CAM集（jí）成到（dào）控製係統上，在很大程度（dù）上能使模具複雜輪廓的加工獲得良好的效果，並對縮短調整時間和編程時間做出十分重要的貢獻。

在上述所引述的五軸高速機床上，除R歞er公司（sī）是采用自己開發的數控係統外（wài），其（qí）它主要是采用了西門子的840D和海德漢公司的iTNC530數控係（xì）統。