高（gāo）速加工中心的發展

近十年來，驅動技術和控製係統的長足（zú）進（jìn）步，推動了加工中心結構的不斷創新和性能的不斷提高。電主軸、直線電機、轉（zhuǎn）矩電機和快速數控（kòng）係統的應用對提高加（jiā）工中心的高速、高動態和高加工精度起了（le）決定性的作用。而（ér）在模具加工機床的（de）多種結構創新中（zhōng），轉矩（jǔ）電機起到了特別重要的作用。它不僅應用於回轉工作台的回轉和擺動驅動，而且還（hái）應用於叉形主軸頭的（de）擺（bǎi）動（dòng）或主軸頭的擺動和回轉驅動，由此構成各種不同類型的五軸加（jiā）工中心。而回轉和（hé）擺動主軸頭的應用，又（yòu）為發展加工（gōng）大（dà）型模具的五軸龍門式高速精密銑床提供了技術（shù）支持。

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

在高速加工中心上，回轉工作台的擺動以及叉形主軸頭的擺動和回轉等運動，已廣（guǎng）泛（fàn）采（cǎi）用轉矩電機來實現。轉（zhuǎn）矩（jǔ）電機是一種同（tóng）步（bù）電機，其轉子直接（jiē）固定在所要驅動的部件上，所以沒有機械傳動（dòng）元（yuán）件，它像直線電機一樣（yàng）是直接驅動（dòng）裝置。

轉矩（jǔ）電機所能達到的角加速度要比傳統的蝸輪蝸杆（gǎn）傳動高6倍，在擺動叉形主軸頭時加速度可達到（dào）3g。由於（yú）轉矩電機可（kě）達到極高的靜（jìng）態和動態負載剛性，從（cóng）而提高（gāo）了回轉軸和擺動軸的定（dìng）位精度和重複精（jīng）度。已有部（bù）分廠家的高速加工中心，已采用直線電機和轉矩電機來分別驅動直線軸（zhóu）(X/Y/Z)和回轉擺動軸（zhóu）(C和A)。如R歞er的RXP500DS/RXP800DS,德馬吉的DMC75V linear和Edel的CyPort五軸龍門銑床。

應該提及的是，直接驅動的直線軸與直接驅動的回轉軸相組合，使（shǐ）機床所有的運動軸（zhóu）具有較（jiào）高的（de）動態性能（néng）和（hé）調節特性，從而為高速度（dù）、高精度和高表麵質（zhì）量（liàng）加工模具自由曲麵（miàn）提供了條件。

控製係統

CNC控製係統是高速加（jiā）工中心的重要組成部分，它在很大程度（dù）上決定著機床加工的速度、精度（dù）和表麵質量。因此，對於（yú）加工模具自由曲麵的高速機床，數控係統的性能具有特別重（chóng）要的意（yì）義（yì）。

加工高精（jīng）度自由曲麵時（shí），由微段（duàn）直線和圓弧構成的刀具軌跡造成（chéng）龐大的零件程序（xù），這些數據（jù）流需要由機床控（kòng）製係統來儲存和處理，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（lǜ）的重（chóng）要指標。前高檔CNC控製係統的程序段處理時（shí）間一（yī）般可達0.5ms(如（rú）海德漢的iTNC530數控係統)，而（ér）個別數控係統的程序段處理時（shí）間已縮短到0.2～0.4ms。

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

高檔的數（shù）控係統也都能與（yǔ）不同廠家的CAD/CAM係統進行（háng）連（lián）接，數據從CAD/CAM係統經以太網以很高的速度傳（chuán）送到（dào）控製係統上。CAD/CAM集成（chéng）到控製係統上（shàng），在很大程度上能（néng）使模具複雜輪廓的加工獲得良好的效果，並（bìng）對縮短調整時間和編程時間做出十分重要的貢獻。

在上（shàng）述所引述的五軸高速機床上（shàng），除R歞er公司是采用自（zì）己開發的數控係統外，其它（tā）主要是（shì）采用了西門子的（de）840D和海德漢公司的iTNC530數控係（xì）統。