加工中心的發(fā)展史 加工中心最初是從數(shù)控銑床發(fā)展而來(lái)的。
第一臺(tái)加工中心是1958年由美國(guó)卡尼-特雷克公司首先研制成功的。它在數(shù)控臥式鏜銑床的基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)換刀裝置,從而實(shí)現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進(jìn)行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工。
二十世紀(jì)70年代以來(lái),加工中心得到迅速發(fā)展,出現(xiàn)了可換主軸箱加工中心,它備有多個(gè)可以自動(dòng)更換的裝有刀具的多軸主軸箱,能對(duì)工件同時(shí)進(jìn)行多孔加工。
加工中心的分類
按加工工序分類
加工中心按加工工序分類,可分為鏜銑與車銑兩大類。
(1)鏜銑。
(2)車銑 按控制軸數(shù)分類 按控制軸數(shù)可分為: (1)三軸加工中心 (2)四軸加工中心 (3)五軸加工中心。
按主軸與工作臺(tái)相對(duì)位置分類
(1)臥式加工中心:是指主軸軸線與工作臺(tái)平行設(shè)置的加工中心,主要適用于加工箱體類零件。
臥式加工中心一般具有分度轉(zhuǎn)臺(tái)或數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái),可加工工件的各個(gè)側(cè)面;也可作多個(gè)坐標(biāo)的聯(lián)合運(yùn)動(dòng),以便加工復(fù)雜的空間曲面。
(2)立式加工中心:是指主軸軸線與工作臺(tái)垂直設(shè)置的加工中心,主要適用于加工板類、盤類、模具及小 型殼體類復(fù)雜零件。
立式加工中心一般不帶轉(zhuǎn)臺(tái),僅作頂面加工。
此外,還有帶立、臥兩個(gè)主軸的復(fù)合式加工中心,和主軸能調(diào)整成臥軸或立軸的立臥可調(diào)式加工中心,它們能對(duì)工件進(jìn)行五個(gè)面的加工。
(3)萬(wàn)能加工中心(又稱多軸聯(lián)動(dòng)型加工中心):是指通過(guò)加工主軸軸線與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線的角度可控制聯(lián)動(dòng)變化,完成復(fù)雜空間曲面加工的加工中心。適用于具有復(fù)雜空間曲面的葉輪轉(zhuǎn)子、模具、刃具等工件的加工。
多工序集中加工的形式擴(kuò)展到了其他類型數(shù)控機(jī)床,例如車削中心,它是在數(shù)控車床上配置多個(gè)自動(dòng)換刀裝置,能控制三個(gè)以上的坐標(biāo),除車削外,主軸可以停轉(zhuǎn)或分度,而由刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)行銑削、鉆削、鉸孔和攻絲等工序,適于加工復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)體零件。
加工中心的優(yōu)點(diǎn)
工件在加工中心上經(jīng)一次裝夾后,數(shù)字控制系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序,自動(dòng)選擇和更換刀具,自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其他輔助機(jī)能,依次 加工中心 完成工件幾個(gè)面上多工序的加工。并且有多種換刀或選刀功能,從而使生產(chǎn)效率大大提高。
加工中心由于工序的集中和自動(dòng)換刀,減少了工件的裝夾、測(cè)量和機(jī)床調(diào)整等時(shí)間,使機(jī)床的切削時(shí)間達(dá)到機(jī)床開動(dòng)時(shí)間的80%左右(普通機(jī)床僅為15~20%);同時(shí)也減少了工序之間的工件周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時(shí)間,縮短了生產(chǎn)周期,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果。加工中心適用于零件形狀比較復(fù)雜、精度要求較高、產(chǎn)品更換頻繁的中小批量生產(chǎn)。
加工中心與數(shù)控機(jī)床
與數(shù)控銑床相同的是,加工中心同樣是由計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(CNC)、伺服系統(tǒng)、機(jī)械本體、液壓系統(tǒng)等各部分組成。
但加工中心又不等同于數(shù)控銑床,加工中心與數(shù)控銑床的最大區(qū)別在于加工中心具有自動(dòng)交換刀具的功能,通過(guò)在刀庫(kù)安裝不同用途的刀具,可在一次裝夾中通過(guò)自動(dòng)換刀裝置改變主軸上的加工刀具,實(shí)現(xiàn)鉆、鏜、鉸、攻螺紋、切槽等多種加工功能。
加工中心的維護(hù)
加工中心定期檢查項(xiàng)目
1、主軸在額定最高轉(zhuǎn)速下運(yùn)轉(zhuǎn)軸承狀態(tài) 測(cè)振儀
2、設(shè)備水平檢測(cè) 水平儀
3、X/Y/X軸相互垂直度檢測(cè) 方箱/角尺
4、X/Y/Z軸重復(fù)定位精度檢測(cè) 激光干涉儀(視設(shè)備品牌可以自動(dòng)補(bǔ)償)
5、X/Y/Z軸累計(jì)誤差檢測(cè) 激光干涉儀(視設(shè)備品牌可以自動(dòng)補(bǔ)償) 臥式加工中心
6、主軸300mm徑向跳動(dòng)檢測(cè)
7、主軸與工作臺(tái)面的垂直度檢測(cè)
8、X/Y/Z軸滾珠絲杠軸承狀態(tài)檢測(cè)、
9、X/Y/Z軸絲杠狀態(tài)檢測(cè)
加工中心定期保養(yǎng)項(xiàng)目
機(jī)械部份
1、 檢查潤(rùn)滑系統(tǒng),壓力表狀態(tài),清洗潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾網(wǎng),更換潤(rùn)滑油,疏通油路。
2、 檢查氣路系統(tǒng),清潔空氣過(guò)濾網(wǎng),消除壓力氣體的泄漏。
3、 檢查液路系統(tǒng),清潔過(guò)濾器、清洗油箱,更換或過(guò)濾油液??赡艿那闆r下,更換密封件。
4、 緊固各傳動(dòng)部件,更換不良標(biāo)準(zhǔn)件。
5、 油脂潤(rùn)滑部位,按要求,加注潤(rùn)滑脂。
6、 清潔、清洗各傳動(dòng)面。
7、 檢查刀庫(kù)、機(jī)械手狀態(tài),分析機(jī)械手磨損狀態(tài),向客戶提出更換建議。
8、 修復(fù)修正外部元件的損壞件。
9、 檢查防護(hù)罩狀態(tài)。準(zhǔn)確的將信息反饋給客戶。
10、清潔控制柜內(nèi)電氣元件,檢查、緊固接線端子的緊固狀態(tài)。
11、清洗、清潔數(shù)控系統(tǒng)控制模塊、電路板,清潔風(fēng)扇,空氣過(guò)濾網(wǎng),清潔散熱裝置。
12、清潔伺服電機(jī)風(fēng)扇葉片。
13、清潔操作面板內(nèi)部元件,電路板、風(fēng)扇。檢查插接件的緊固狀態(tài)。
加工中心安全規(guī)則
1.必須遵守加工中心安全操作規(guī)程。
2.工作前按規(guī)定應(yīng)穿戴好防護(hù)用品,扎好袖口,不準(zhǔn)戴圍巾、戴手套、打領(lǐng)帶、圍圍裙,女工發(fā)辮應(yīng)挽在帽子內(nèi)。
3.開機(jī)前檢查刀具補(bǔ)償、機(jī)床零點(diǎn)、工件零點(diǎn)等是否正確。
4.各按鈕相對(duì)位置應(yīng)符合操作要求。認(rèn)真編制、輸入數(shù)控程序。
5.要檢查設(shè)備上的防護(hù)、保險(xiǎn)、信號(hào)、位置、機(jī)械傳動(dòng)部分、電氣、液壓、數(shù)顯等系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,在一切正常的情況下方可進(jìn)行切削加工。
6.加工前機(jī)床試運(yùn)轉(zhuǎn),應(yīng)檢查潤(rùn)滑、機(jī)械、電氣、液壓、數(shù)顯等系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,在一切正常的情況下方可進(jìn)行切削加工。
7.機(jī)床按程序進(jìn)入加工運(yùn)行后,操作人員不準(zhǔn)接觸運(yùn)動(dòng)著的工件、刀具和傳動(dòng)部分,禁止隔著機(jī)床轉(zhuǎn)動(dòng)部分傳遞或拿取工具等物品。
8.調(diào)整機(jī)床、裝夾工件和刀具以及擦拭機(jī)床時(shí),必須停車進(jìn)行。
9.工具或其它物品不許放在電器、操作柜及防護(hù)罩上。
10.不準(zhǔn)用手直接清除鐵屑,應(yīng)使用專門工具清掃。
11.發(fā)現(xiàn)異常情況及報(bào)警信號(hào),應(yīng)立即停車,請(qǐng)有關(guān)人員檢查。
12.不準(zhǔn)在機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)離開工作崗位,因故要離開時(shí),將工作臺(tái)放在中間位置,刀桿退回,必須停車,并切斷主機(jī)電源。
加工中心刀庫(kù)
加工中心的自動(dòng)換刀裝置由存放刀具的刀庫(kù)和換刀機(jī)構(gòu)組成。刀庫(kù)種類很多,常見(jiàn)的有盤式和鏈?zhǔn)絻深?。鏈?zhǔn)降稁?kù)存放刀具的容量較大。
換刀機(jī)構(gòu)在機(jī)床主軸與刀庫(kù)之間交換刀具,常見(jiàn)的為機(jī)械手;也有不帶機(jī)械手而由主軸直接與刀庫(kù)交換刀具的,稱無(wú)臂式換刀裝置。
加工中心刀庫(kù)分為圓盤式刀庫(kù)及機(jī)械手刀庫(kù)兩種
一﹑圓盤式刀庫(kù)
圓盤式刀庫(kù)應(yīng)該稱之為固定地址換刀刀庫(kù),即每個(gè)刀位上都有編號(hào),一般從1編到12、18、20、24等,即為刀號(hào)地址。操作者把一把刀具安裝進(jìn)某一刀位后,不管該刀具更換多少次,總是在該刀位內(nèi)。
1. 制造成本低。主要部件是刀庫(kù)體及分度盤,只要這兩樣零件加工精度得到保證即可,運(yùn)動(dòng)部件中刀庫(kù)的分度使用的是非常經(jīng)典的“馬氏機(jī)構(gòu)”,前后、上下運(yùn)動(dòng)主要選用氣缸。裝配調(diào)整比較方便,維護(hù)簡(jiǎn)單。一般機(jī)床制造廠家都能自制。
2. 每次機(jī)床開機(jī)后刀庫(kù)必須“回零”,刀庫(kù)在旋轉(zhuǎn)時(shí),只要擋板靠近(距離為0.3mm左右)無(wú)觸點(diǎn)開關(guān),數(shù)控系統(tǒng)就默認(rèn)為1號(hào)刀。并以此為計(jì)數(shù)基準(zhǔn),“馬氏機(jī)構(gòu)”轉(zhuǎn)過(guò)幾次,當(dāng)前就是幾號(hào)刀。只要機(jī)床不關(guān)機(jī),當(dāng)前刀號(hào)就被記憶。刀具更換時(shí),一般按最近距離旋轉(zhuǎn)原則,刀號(hào)編號(hào)按逆時(shí)針?lè)较?,如果刀?kù)數(shù)量是18,當(dāng)前刀號(hào)位8,要換6號(hào)刀,按最近距離換刀原則,刀庫(kù)是逆時(shí)針轉(zhuǎn)。如要換10號(hào)刀,刀庫(kù)是順時(shí)針轉(zhuǎn)。 機(jī)床關(guān)機(jī)后刀具記憶清零。
3. 固定地址換刀刀庫(kù)換刀時(shí)間比較長(zhǎng)國(guó)內(nèi)的機(jī)床一般要8秒以上(從一次切削到另一次切削)。
4. 圓盤式刀庫(kù)的總刀具數(shù)量受限制,不宜過(guò)多,一般40#刀柄的不超過(guò)24把,50#的不超過(guò)20把,大型龍門機(jī)床也有把圓盤轉(zhuǎn)變?yōu)殒準(zhǔn)浇Y(jié)構(gòu),刀具數(shù)量多達(dá)60把。
二﹑機(jī)械手刀庫(kù)
機(jī)械手刀庫(kù)換刀是隨機(jī)地址換刀。每個(gè)刀套上無(wú)編號(hào),它最大的優(yōu)點(diǎn)是換刀迅速、可靠。
1. 制造成本高。刀庫(kù)有一個(gè)個(gè)刀套鏈?zhǔn)浇M合起來(lái),機(jī)械手換刀的動(dòng)作有凸輪機(jī)構(gòu)控制,零件的加工比較復(fù)雜。裝配調(diào)試也比較復(fù)雜,一般由專業(yè)廠家生產(chǎn),機(jī)床制造商一般不自制。
2. 刀號(hào)的計(jì)數(shù)原理。與固定地址選刀一樣,它也有基準(zhǔn)刀號(hào):1號(hào)刀。但我們只能理解為1號(hào)刀套,而不是零件程序中的1號(hào)刀:T1。系統(tǒng)中有一張刀具表。它有兩欄。一欄是刀套號(hào),一欄是對(duì)應(yīng)刀套號(hào)的當(dāng)前程序刀號(hào)。假如我們編一個(gè)三把刀具的加工程序,刀具的放置起始是1號(hào)刀套裝T1(1號(hào)刀),2號(hào)刀套裝T2,3號(hào)刀套裝T3,我們知道當(dāng)主軸上T1在加工時(shí),T2刀即準(zhǔn)備好,換刀后,T1換進(jìn)2號(hào)刀套,同理,在T3加工時(shí),T2就裝在3號(hào)刀套里。一個(gè)循環(huán)后,前一把刀具就安裝到后一把刀具的刀套里。數(shù)控系統(tǒng)對(duì)刀套號(hào)及刀具號(hào)的記憶是永久的,關(guān)機(jī)后再開機(jī)刀庫(kù)不用“回零”即可恢復(fù)關(guān)機(jī)前的狀態(tài)。如果“回零”,那必須在刀具表中修改刀套號(hào)中相對(duì)應(yīng)的刀具號(hào)。
3. 機(jī)械手刀庫(kù)換刀時(shí)間一般為4秒(從一次切削到另一次切削)。
4. 刀具數(shù)量一般比圓盤刀庫(kù)多,常規(guī)有18、20、30、40、60等 5. 刀庫(kù)的凸輪箱要定期更換起潤(rùn)滑、冷卻作用的齒輪油。
加工中心操作要點(diǎn)
作為一個(gè)熟練的操作人員,必須在了解加工零件的要求、工藝路線、機(jī)床特性后,方可操縱機(jī)床完成各項(xiàng)加工任務(wù)。因此,整理幾項(xiàng)操作要點(diǎn)供參考:
.為了簡(jiǎn)化定位與安,夾具的每個(gè)定位面相對(duì)加工中心的加工原點(diǎn),都應(yīng)有精確的坐標(biāo)尺寸。
.為保證零件安裝方位與編程中所選定的工件坐標(biāo)系及機(jī)床坐標(biāo)系方向一致性,及定向安裝。
. 能經(jīng)短時(shí)間的拆卸,改成適合新工件的夾具。由于加工中心的輔助時(shí)間已經(jīng)壓縮得很短,配套夾具的裝卸不能占用太多時(shí)間。
. 夾具應(yīng)具有盡可能少的元件和較高的剛度。
.夾具要盡量敞開,夾緊元件的空間位置能低則低,安裝夾具不能和工步刀具軌跡發(fā)生干涉。
.保證在主軸的行程范圍內(nèi)使工件的加工內(nèi)容全部完成。
. 對(duì)于有交互工作臺(tái)的加工中心,由于工作臺(tái)的移動(dòng)、上托、下托和旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作,夾具設(shè)計(jì)必須防止夾具和機(jī)床的空間干涉。
.盡量在一次裝夾中完成所有的加工內(nèi)容。當(dāng)非要更換夾緊點(diǎn)時(shí),要特別注意不能因更換夾緊點(diǎn)而破壞定位精度,必要時(shí)在工藝文件中說(shuō)明。
. 夾具底面與工作臺(tái)的接觸,夾具的底面平面度必須保證在0.01—0.02mm以內(nèi),表面粗糙度不大于Ra3.2um。
SAJ S350矢量變頻器在加工中心的應(yīng)用特點(diǎn)
S350系列是新一代高性能矢量變頻器,有如下特點(diǎn):
■采用最新高速電機(jī)控制專用芯片DSP,確保矢量控制快速響應(yīng)
■硬件電路模塊化設(shè)計(jì),確保電路穩(wěn)定高效運(yùn)行
■外觀設(shè)計(jì)結(jié)合歐洲汽車設(shè)計(jì)理念,線條流暢,外形美觀
■結(jié)構(gòu)采用獨(dú)立風(fēng)道設(shè)計(jì),風(fēng)扇可自由拆卸,散熱性好
■無(wú)PG矢量控制、有PG矢量控制、轉(zhuǎn)矩控制、V/F控制均可選擇
■強(qiáng)大的輸入輸出多功能可編程端子,調(diào)速脈沖輸入,兩路模擬量輸出
■獨(dú)特的“挖土機(jī)”自適應(yīng)控制特性,對(duì)運(yùn)行期間電機(jī)轉(zhuǎn)矩上限自動(dòng)限制,有效抑制過(guò)流頻繁跳閘
■寬電壓輸入,輸出電壓自動(dòng)穩(wěn)壓(AVR),瞬間掉電不停機(jī),適應(yīng)能力更強(qiáng)
■內(nèi)置先進(jìn)的 PID 算法 ,響應(yīng)快、適應(yīng)性強(qiáng)、調(diào)試簡(jiǎn)單 ; 16 段速控制,簡(jiǎn)易PLC 實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定速、定向等多功能邏輯控制,多種靈活的控制方式以滿足各種不同復(fù)雜工況要求
■內(nèi)置國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的 MODBUS RTU ASCII 通訊協(xié)議,用戶可通過(guò)PC/PLC控制上位機(jī)等實(shí)現(xiàn)變頻器485通訊組網(wǎng)集中控制