CMR=2时，XY方带四分之一圆弧
CMR=20时，XY方带四分之一圆弧
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2）、计算精度对加工质量的影响 – 改变指令倍乘比(CMR)试验
4、反馈试验： FANUC0i-C反馈更加的 均匀，平滑
POSC
POSF
POSF
CMR=20，1802#7=1
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2）、计算精度对加工质量的影响 – 改变指令倍乘比(CMR)试验
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1）、程序段处理能对切削速度影响 – 试验1
步长集中在0.4mm
建议使用AICC 或AInano CC（F3500）
0.1 0.3 0.5 0.7
步长集中在1mm以上
0.9 > 1
建议使用AI APC（F3500）
0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 > 1
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Bearbeitungszeit: 35.788s
34
32
30
28
26
有相邻路
24
径控制功能
22
20
18
10
8
16
6
Page 23 40
45
50
55
60
65
70
75
80 4DALYIAN
X
3、相邻路径的一致性-虚拟仿真-2
相邻路径的一致度差
相邻路径的一致度好
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4、相邻路径的一致性 – 切削试验
34
32
30
28
26
没有相邻路
24
径控制功能
22
20
18
10
8
16
6
40
45
50
55
606570 Nhomakorabea75
4 80
Y
X
3D Abweichung LC Istdaten zu NC-Programm, zacke25 Parameter: Brader mit Einfach Tol0.01 MP1230 100,50,100 MP1240 1000 MP1090.0 25 MP1070 3
理论上可以处理的步距*1
AICC
AI nano CC
0.03
0.02
0.07
0.03
0.13
0.07
0.20
0.20
0.33
0.17
0.67
0.33
AI nano HPCC 0
0.01 0.01 0.02 0.03 0.07
*1步长越小，例如0.07mm时，使用AI APC功能时，机床进给率只能达到F500，如果希望达到F2000， 需要使用AI nano CC功能。
加工效果*，试验证明：提高了小线段处理的效果，加工速度变快， 光洁度，亮度高，刀纹的细腻程度比之前有提高。
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2）、计算精度对加工质量的影响 – 改变指令倍乘比(CMR)试验
1、动态响应试验 测试条件：测试结果对动态响应曲线影响不大
动态频率响应曲线
CMR=2
CMR=20
测试条件：FANUC0IMD，空载。在提高CMR前后，使用一样的环路增益，加减速 时
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7、加速度控制-动态刚度
FANUC：精细加减速 SIEMEN：动态刚度控制
激励能够通过高动态设置的速度控制器 引起控制系统采样时间和驱动产生不同的结 果，引起控制系统采样时间变化几ms，引起 驱动系统变化多达几百个μs，根据系统的优 化优化情况，这些激励会导致机械振动。
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4）、高速机床和重型机床都需要高端数控系统
重型机床更需要高端数控系统支持！
高速、高精度、高表面加工机床 动态性能好
高效、高精度、高表面质量加工机床 刚性好
高性能钢、钛合金、高温合金和硬切削等
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数控系统框架设计师和型号设计师:
7、轨迹特性控制 – 海德汉拐角滤技术
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圆角、拐角-轨迹误差计算
圆角误差计算
圆角误差△R
指数型: 直线型: 钟 形:
拐角误差计算 拐角误差E
指数型：Ｅ=０.５２ＶＴ1 直线型：Ｅ=０.１８ＶＴ1 钟 形：Ｅ=０．１２ＶＴ1
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圆弧-轨迹误差计算
圆弧切削时的路径误差:
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1）、程序段处理能对切削速度影响 – 试验2
步长集中在0.4mm
建议使用AICC 或AInano CC（F3500）
0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 > 1 步长集中在0.1mm
建议使用 AInano HPCC（F3500）
0.1 0.3 0.5 0.7 0.9 > 1
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2、系统控制周期
3、插补周期
4、程序段预读能力
5、内存和外存容量
系统系能对机床精度的影响：
6、程序传送速度
1、伺服刚度
2、动态刚度*
3、反向跃冲精度（象限误差、摩擦误差）*
4、周期误差*
5、动态响应误差*
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1）、程序段处理能对切削速度影响 – 程序段处理能力试验
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三、驱动软件算法是灵魂
高速加工指令
HEIDENHAIN：CYCLE32 SIEMEN：高速加工循环：CYCLE832 FANUC: AI轮廓控制G05.1
三种系统加工效果比较：
FANUC系统加工曲面表面质量好； SIEMEN系统加工曲面加工精度高 HEIDENHAIN系统加工曲面加工精度高、曲面表面质量好*
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1）、程序段处理能对切削速度影响 – 步长、字节处理 能力和切削速度之间关系
NC程序步长越小，程序段量越大，因此对数控系统字节的处理能力要求越高。
给量 mm/min
500 1000 2000 3000 5000 10000
AI APC 0.07 0.13 0.27 0.40 0.67 1.33
1.28
选择合理的切削参数非常重要，从表中可以看出，速度相差5倍，精度相差 25倍（平方关系）
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圆角、拐角误差实测
红色：全闭环 蓝色：半闭环 进给速度：1000mm/min
卧式加工中心：电主轴、丝杠中空冷却、主轴有热补偿功能 数控系统：FANUC18iM，没有采用纳米高性能板
间常数。
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2）、计算精度对加工质量的影响 – 改变指令倍乘比(CMR)试验
2、圆弧插补试验 周期误差*变小，刀路细腻
CMR=2时，XY圆弧插补
CMR=20时， XY 圆弧插
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2）、计算精度对加工质量的影响 – 改变指令倍乘比(CMR)试验
3、方形带四分之一圆弧试验： 动态刚度*提高，周期误差*变小，刀路细腻
T T △r≒
( 1 . 2 1 . 2). F 2 2 12 2R
R :圆弧半径（mm） T1:加减速时间常数（s) T2:伺服时间常数（s）
=1/Kp Kp:伺服环增益
：30mm :0.1s :0.033s
：30s-1
F(m/min) 500 1000 5000
△r(mm) 0.0128 0.0514
程序段处理能力：CNC每分钟能够计算的程序段数
N0001 X- 110.343… N0002 X- 110.551… N0003 X- 110.705… N0004 X- 110.911… N0005 X- 111.059… N0006 X- 111.162… N0007 X- 111.298… N0008 X-111.469... N0009 X- 111.564… N0010 X- 111.614… . . . N7497 X-111.6 … N7497 X- 111.559…
CHD 系列车铣中心： 主要要特点：正负主轴采用异步内置电机
直线轴全部采用滚珠丝杠
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2）、CHD系列车铣复合中心基础件
X1轴滑架质量轻：位置增益可以设置高； Z1轴滑架质量重：位置增益设置低。 为了保证机床的同步精度位置增益必须 设置相同值，按最低增益值设置（按Z1 轴位置增益设置），这就降低了机床精 度。 Z轴采用直线电机： 1、减少了屑对屑换刀时间； 2、提高了位置增益、提高了机床精度； 3、加速度提高，提高了切削效率； 4、提高了机床伺服刚度和动态刚度。
一定要对机床设计技术、机械调试技术、伺服优化技术、加工工艺、 NC编程、数控系统试验方法和试验策略进行深入集成研究。才能开发出 市场需求的数控系统,不然数控系统成长太慢，最终将被市场抛弃。
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二、数控系统硬件是根本
机床制造商关心的系统硬件主要技术指标：
1、电流环控制周期
5、反馈试验：FANUC31i纳米级插补反馈更加的均匀，平滑
POSC POSF
POSF
CMR=20
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2）、计算精度对加工质量的影响 –纳米级插补
HEIDENHAIN 、SIEMENS、FANUC高端数控系统都采用纳米级插补； SIEMENS828D计算精度是80位； FANUC0iMD系统使用了纳米级插补，试验证明FANUC0iMate D模具加工能力 与FANUC0iMC相同，台湾和国内一些机床厂为了降低成本，使用FANUC0iMate D 取代FANUC0iMD。