加工中心的定義

加工中心的發(fā)展史 加工中心最初是從數控銑床發(fā)展而來(lái)的。第一臺加工中心是 1958 年由 美國卡尼-特雷克公司首先研制成功的。它在數控臥式鏜銑床的基礎上增加 了自動(dòng)換刀裝置，從而實(shí)現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 70 年代以來(lái)，加工中心得到迅速發(fā)展，出現了可換主軸箱加 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，能對工件同 時(shí)進(jìn)行多孔加工。 加工中心的分類(lèi) 按加工工序分類(lèi) 加工中心按加工工序分類(lèi)，可分為鏜銑與車(chē)銑兩大類(lèi)。 （1）鏜銑 （2）車(chē)銑 按控制軸數分類(lèi) 按控制軸數可分為：（1）三軸加工中心 （2）四軸加工中心 （3）五軸加工中心。 按主軸與工作臺相對位置分類(lèi) (1)臥式加工中心：是指主軸軸線(xiàn)與工作臺平行設置的加工中心，主要 適用于加工箱體類(lèi)零件。 臥式加工中心一般具有分度轉臺或數控轉臺，可加工工件的各個(gè)側面； 也可作多個(gè)坐標的聯(lián)合運動(dòng)，以便加工復雜的空間曲面。 (2)立式加工中心：是指主軸軸線(xiàn)與工作臺垂直設置的加工中心，主要 適用于加工板類(lèi)、盤(pán)類(lèi)、模具及小 型殼體類(lèi)復雜零件。 立式加工中心一般不帶轉臺，僅作頂面加工。 此外，還有帶立、臥兩個(gè)主軸的復合式加工中心，和主軸能調整成臥 軸或立軸的立臥可調式加工中心，它們能對工件進(jìn)行五個(gè)面的加工。 (3)萬(wàn)能加工中心(又稱(chēng)多軸聯(lián)動(dòng)型加工中心)：是指通過(guò)加工主軸軸線(xiàn) 與工作臺回轉軸線(xiàn)的角度可控制聯(lián)動(dòng)變化，完成復雜空間曲面加工的加工 中心。適用于具有復雜空間曲面的葉輪轉子、模具、刃具等工件的加工。 多工序集中加工的形式擴展到了其他類(lèi)型數控機床，例如車(chē)削中心， 它是在數控車(chē)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，除車(chē) 削外，主軸可以停轉或分度，而由刀具旋轉進(jìn)行銑削、鉆削、鉸孔和攻絲 等工序，適于加工復雜的旋轉體零件。 編輯本段加工中心的優(yōu)點(diǎn) 編輯本段 加工中心的優(yōu)點(diǎn) 工件在加工中心上經(jīng)一次裝夾后，數字控制系統能控制機床按不同工 序，自動(dòng)選擇和更換刀具，自動(dòng)改變機床主軸轉速、進(jìn)給量和刀具相對工 件的運動(dòng)軌跡及其他輔助機能，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、測量和機 床調整等時(shí)間， 使機床的切削時(shí)間達到機床開(kāi)動(dòng)時(shí)間的 80％左右(普通機床 僅為 15～20％)；同時(shí)也減少了工序之間的工件周轉、搬運和存放時(shí)間，縮 短了生產(chǎn)周期，具有明顯的經(jīng)濟效果。加工中心適用于零件形狀比較復雜、 精度要求較高、產(chǎn)品更換頻繁的中小批量生產(chǎn)。 編輯本段加工中心與數控機床 編輯本段 加工中心與數控機床 與數控銑床相同的是，加工中心同樣是由計算機數控系統(CNC)、伺服 系統、機械本體、液壓系統等各部分組成。 但加工中心又不等同于數控銑床，加工中心與數控銑床的最大區別在 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)現鉆、鏜、 鉸、攻螺紋、切槽等多種加工功能。 編輯本段加工中心的維護 編輯本段 加工中心的維護 加工中心定期檢查項目 1、主軸在額定最高轉速下運轉軸承狀態(tài) 測振儀 2、設備水平檢測 水平儀 3、X/Y/X 軸相互垂直度檢測 方箱/角尺 4、 X/Y/Z 軸重復定位精度檢測 激光干涉儀 （視設備品牌可以自動(dòng)補償） 5、X/Y/Z 軸累計誤差檢測 激光干涉儀（視設備品牌可以自動(dòng)補償） 臥式加工中心 6、主軸 300mm 徑向跳動(dòng)檢測 7、主軸與工作臺面的垂直度檢測 8、X/Y/Z 軸滾珠絲杠軸承狀態(tài)檢測、 9、X/Y/Z 軸絲杠狀態(tài)檢測 加工中心定期保養項目 機械部份 1、 檢查潤滑系統，壓力表狀態(tài)，清洗潤滑系統過(guò)濾網(wǎng)，更換潤滑油， 疏通油路， 2、 檢查氣路系統，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，清潔過(guò)濾器、清洗油箱，更換或過(guò)濾油液�？赡� 的情況下，更換密封件。 4、 緊固各傳動(dòng)部件，更換不良標準件。 5、 油脂潤滑部位，按要求，加注潤滑脂 6、 清潔、清洗各傳動(dòng)面， 7、 檢查刀庫、機械手狀態(tài)，分析機械手磨損狀態(tài)，向客戶(hù)提出更換 建議。 8、 修復修正外部元件的損壞件。 9、 檢查防護罩狀態(tài)。準確的將信息反饋給客戶(hù)。 電氣部份 10、清潔控制柜內電氣元件，檢查、緊固接線(xiàn)端子的緊固狀態(tài)。 11、清洗、清潔數控系統控制模塊、電路板，清潔風(fēng)扇，空氣過(guò)濾網(wǎng)， 清潔散熱裝置， 12、清潔伺服電機風(fēng)扇葉片。 13、清潔操作面板內部元件，電路板、風(fēng)扇。檢查插接件的緊固狀態(tài)。 加工中心安全規則 1．必須遵守加工中心安全操作規程。 2．工作前按規定應穿戴好防護用品，扎好袖口，不準戴圍巾、戴手套、 打領(lǐng)帶、圍圍裙，女工發(fā)辮應挽在帽子內。 3．開(kāi)機前檢查刀具補償、機床零點(diǎn)、工件零點(diǎn)等是否正確。 4．各按鈕相對位置應符合操作要求。認真編制、輸入數控程序。 5．要檢查設備上的防護、保險、信號、位置、機械傳動(dòng)部分、電氣、 液壓、數顯等系統的運行狀況，在一切正常的情況下方可進(jìn)行切削加工。 6．加工前機床試運轉，應檢查潤滑、機械、電氣、液壓、數顯等系統 的運行狀況，在一切正常的情況下方可進(jìn)行切削加工。 7．機床按程序進(jìn)入加工運行后，操作人員不準接觸運動(dòng)著(zhù)的工件、刀 具和傳動(dòng)部分，禁止隔著(zhù)機床轉動(dòng)部分傳遞或拿取工具等物品。 8．調整機床、裝夾工件和刀具以及擦拭機床時(shí)，必須停車(chē)進(jìn)行。 9．工具或其它物品不許放在電器、操作柜及防護罩上。 10．不準用手直接清除鐵屑，應使用專(zhuān)門(mén)工具清掃。 11．發(fā)現異常情況及報警信號，應立即停車(chē)，請有關(guān)人員檢查。 12．不準在機床運轉時(shí)離開(kāi)工作崗位，因故要離開(kāi)時(shí)，將工作臺放在 中間位置，刀桿退回，必須停車(chē)，并切斷主機電源。 編輯本段加工中心刀庫 編輯本段 加工中心刀庫 加工中心的自動(dòng)換刀裝置由存放刀具的刀庫和換刀機構組成。刀庫種 類(lèi)很多，常見(jiàn)的有盤(pán)式和鏈式兩類(lèi)。鏈式刀庫存放刀具的容量較大。 換刀機構在機床主軸與刀庫之間交換刀具，常見(jiàn)的為機械手；也有不 帶機械手而由主軸直接與刀庫交換刀具的，稱(chēng)無(wú)臂式換刀裝置。 加工中心刀庫分為圓盤(pán)式刀庫及機械手刀庫兩種 圓盤(pán)式刀庫 一 、 圓盤(pán) 式刀庫 圓盤(pán)式刀庫應該稱(chēng)之為固定地址換刀刀庫，即每個(gè)刀位上都有編號， 一般從 1 編到 12、18、20、24 等，即為刀號地址。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。 1. 制造成本低。主要部件是刀庫體及分度盤(pán)，只要這兩樣零件加工精 度得到保證即可，運動(dòng)部件中刀庫的分度使用的是非常經(jīng)典的“馬氏機 構”，前后、上下運動(dòng)主要選用氣缸。裝配調整比較方便，維護簡(jiǎn)單。一 般機床制造廠(chǎng)家都能自制。 2. 每次機床開(kāi)機后刀庫必須“回零”，刀庫在旋轉時(shí)，只要擋板靠近 （距離為 0.3mm 左右）無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)，數控系統就默認為 1 號刀。并以此為 計數基準，“馬氏機構”轉過(guò)幾次，當前就是幾號刀。只要機床不關(guān)機， 當前刀號就被記憶。刀具更換時(shí)，一般按最近距離旋轉原則，刀號編號按 逆時(shí)針?lè )较�，如果刀庫數量�?18，當前刀號位 8，要換 6 號刀，按最近距 離換刀原則，刀庫是逆時(shí)針轉。如要換 10 號刀，刀庫是順時(shí)針轉。 機床關(guān)機后刀具記憶清零。 3. 固定地址換刀刀庫換刀時(shí)間比較長(cháng)國內的機床一般要 8 秒以上（從 一次切削到另一次切削）。 4. 圓盤(pán)式刀庫的總刀具數量受限制，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(mén)機床也有把圓盤(pán)轉變?yōu)殒準浇Y構， 刀具數量多達 60 把。 二 、 機械手刀庫 機械手刀庫換刀是隨機地址換刀。每個(gè)刀套上無(wú)編號，它最大的優(yōu)點(diǎn) 是換刀迅速、可靠。 1. 制造成本高。刀庫有一個(gè)個(gè)刀套鏈式組合起來(lái)，機械手換刀的動(dòng)作 有凸輪機構控制，零件的加工比較復雜。裝配調試也比較復雜，一般由專(zhuān) 業(yè)廠(chǎng)家生產(chǎn)，機床制造商一般不自制。 2. 刀號的計數原理。與固定地址選刀一樣，它也有基準刀號：1 號刀。 但我們只能理解為 1 號刀套，而不是零件程序中的 1 號刀：T1。系統中有 一張刀具表。它有兩欄。一欄是刀套號，一欄是對應刀套號的當前程序刀 號。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 號刀套裝 T1（1 號刀），2 號刀套裝 T2，3 號刀套裝 T3，我們知道當主軸上 T1 在加 工時(shí)，T2 刀即準備好，換刀后，T1 換進(jìn) 2 號刀套，同理，在 T3 加工時(shí)， T2 就裝在 3 號刀套里。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。數控系統對刀套號及刀具號的記憶是永久的，關(guān)機后再開(kāi)機刀庫不 用“回零”即可恢復關(guān)機前的狀態(tài)。如果“回零”，那必須在刀具表中修 改刀套號中相對應的刀具號。 3. 機械手刀庫換刀時(shí)間一般為 4 秒（從一次切削到另一次切削）。 4. 刀具數量一般比圓盤(pán)刀庫多，常規有 18、20、30、40、60 等 5. 刀庫的凸輪箱要定期更換起潤滑、冷卻作用的齒輪油。 編輯本段加工中心操作要點(diǎn) 編輯本段 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(xiàn)、 機床特性后，方可操縱機床完成各項加工任務(wù)。因此，整理幾項操作要點(diǎn) 供參考： ．為了簡(jiǎn)化定位與安，夾具的每個(gè)定位面相對加工中心的加工原點(diǎn)， 都應有精確的坐標尺寸。 ．為保證零件安裝方位與編程中所選定的工件坐標系及機床坐標系方 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。 ． 夾具應具有盡可能少的元件和較高的剛度。 ．夾具要盡量敞開(kāi)，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使工件的加工內容全部完成。 ． 對于有交互工作臺的加工中心，由于工作臺的移動(dòng)、上托、下托和 旋轉等動(dòng)作，夾具設計必須防止夾具和機床的空間干涉。 ．盡量在一次裝夾中完成所有的加工內容。當非要更換夾緊點(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。 ． 夾具底面與工作臺的接觸，夾具的底面平面度必須保證在 0.01—0.02mm 以?xún)�，表面粗糙度不大�?Ra3.2um。 編輯本段 SAJ S350 矢量變頻器在加工中心的應用特點(diǎn) S350 系列是新一代高性能矢量變頻器，有如下特點(diǎn)： ■采用最新高速電機控制專(zhuān)用芯片 DSP，確保矢量控制快速響應 ■硬件電路模塊化設計，確保電路穩定高效運行 ■外觀(guān)設計結合歐洲汽車(chē)設計理念，線(xiàn)條流暢，外形美觀(guān) ■結構采用獨立風(fēng)道設計，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、轉矩控制、V/F 控制均可選擇 ■強大的輸入輸出多功能可編程端子，調速脈沖輸入，兩路模擬量輸 出 ■獨特的“挖土機”自適應控制特性，對運行期間電機轉矩上限自動(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)穩壓（AVR），瞬間掉電不停機，適應能 力更強 ■內置先進(jìn)的 PID 算法 ，響應快、適應性強、調試簡(jiǎn)單 ； 16 段速 控制，簡(jiǎn)易 PLC 實(shí)現定時(shí)、定速、定向等多功能邏輯控制，多種靈活的控 制方式以滿(mǎn)足各種不同復雜工況要求 ■內置國際標準的 MODBUS RTU ASCII 通訊協(xié)議，用戶(hù)可通過(guò) PC/PLC 控制上位機等實(shí)現變頻器 485 通訊組網(wǎng)集中控制