數控機床高精度、高速度加工曲面

當涉及到曲面時，光滑的表面是至關重要的。Super-NURBS是一種用于CNC加工的編程功能，可以滿足高精度的精加工要求，同時加快循環時間。其結果是大大減少了手工加工的時間，以實現高品質的零件迅速。用戶可以更快地將零件送出門，具有更好的加工質量和精度。Super-NURBS適用于模具、航空航天/國防等高精度零件。

術語“NURBS”是非均勻有理基樣條曲線的縮寫。這是在20世紀50年代發展起來的一種數學方法，用于重新生成自由曲線和形狀，如車身和船體。它與CAM系統一起被廣泛應用于大多數CAD軟件包中，并且是IGES和STEP文件等行業標準的一部分。

“Super”表示在短線性距離內加工的表面形狀復雜或直徑變化較大時，精度較高。使用超級NURBS，可以歸結為控制和縮短反饋循環。

Super-NURBS是一項專有技術，用于在CNC加工環境中實現NURBS功能。使用Super NURBS，CNC控制將投影一個預定的公差帶，該公差帶將創建一個被認為最適合工作的樣條曲線。這消除了冗余，并允許更快和更平滑的刀具路徑（見圖）。由于要處理的數據較少，移動速度加快，同時保持高精度以生成高質量的表面光潔度。

Super-NURBS能夠提供高速和高質量的飾面。這部分是由于其在機電一體化方法的基礎上，機械和電氣發展的混合，以確保在機器和它的控制之間的優化通信。Super-NURBS還提供了以下好處：

更快的控制回路速度：反饋回路決定了數控機床與編碼器和伺服單元“通話”的速度。使用Super-NURBS，機器能夠更快地告訴伺服移動位置，并接收信息獲取確認，從而允許使用更多的超高進給速率。有時，這可能涉及到同時與多達五個伺服機構“交談”。

數字到數字：雖然控制是數字的，但工業上的許多機床仍然使用模擬。這需要翻譯活動，以減慢數控加工過程。配備超級NURBS的機器，控制回路的數字到數字，這加快了通信過程，因此允許更快的加工。超級NURBS系統不需要向前看，因為沒有它，它天生就很快。

機器制造質量：整機的完整包裝和控制，包括機器的制造質量，增強了整體功能。Super-NURBS從強度帶肋鑄件的機器、三點水準的大型基礎鑄件、集成滾珠絲杠支座等方面受益，確保剛性，懸臂柱減輕重量，抗彎曲，手翻鑄造配合面，使其平整度和接觸性優異，以及一個用金屬板封閉的工作區域，以消除接觸鑄件的熱屑和冷卻液，從而最小化熱影響。

對數控加工環境的影響

具有復雜曲率形狀的凸輪系統將輸出一系列X、Y和Z點（在3軸示例中）。它將使用逐片線性運動創建曲線。因此，為了生成一條曲線，它將利用許多小的線性運動。當以這種形式離開時，作為反饋處理回路的一部分，CNC控制將嘗試驅動到每個單獨的點，并詢問確認是否已到達預定目的地。

數控機床可能永遠無法達到編程速度，因為它只能在開始減速以保持反饋回路和保持編程精度之前處理太多的數據。這是機械師和程序員無法控制的，因為機器控制決定了它能走多快，同時保持形狀的點對點精度。

通過Super-NURBS，該控件通過一系列點投射由程序員預先確定的公差帶。基于此，它將創建一個“最佳擬合”的樣條曲線，并可能消除對樣條曲線路徑冗余的一些點。這使得刀具路徑更平滑，而且由于點已被消除，定位反饋不需要處理太多數據，并且可以在保持精度的同時加快移動速度。

結果控制了高速、高質量的數控加工。隨著更快的粗加工速度和更好的表面光潔度，手工精整有可能被消除。它還增加了對形狀復雜或直徑變化較大的曲面在短線性距離內的精度。

由于消除冗余，這允許更平滑和更快的刀具路徑。由于原始庫存在較短的時間框架內處理，因此吞吐量也有所增加。該技術提供了更高的控制水平，并有效地縮短了反饋回路。它可能消除了長而昂貴的手工精整、拋光或研磨步驟。