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(shù)控銑床發(fā)展而來的。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(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，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。 按主軸與工作臺相對位置分類 (1)臥式加工中心：是指主軸軸線與工作臺平行設(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)臺或數(shù)控轉(zhuǎn)臺，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，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，它們能對工件進(jìn)行五個(gè)面的加工。 (3)萬能加工中心(又稱多軸聯(lián)動(dòng)型加工中心)：是指通過加工主軸軸線 與工作臺回轉(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。 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(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)。 編輯本段加工中心與數(shù)控機(jī)床 編輯本段 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，通過在刀庫安裝不同用途的刀具， 可在一次裝夾中通過自動(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。 編輯本段加工中心的維護(hù) 編輯本段 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) 測振儀 2、設(shè)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(fù)定位精度檢測 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 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 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(yǎng)項(xiàng)目 機(jī)械部份 1、 檢查潤滑系統(tǒng)，壓力表狀態(tài)，清洗潤滑系統(tǒng)過濾網(wǎng)，更換潤滑油， 疏通油路， 2、 檢查氣路系統(tǒng)，清潔空氣過濾網(wǎng)，消除壓力氣體的泄漏。 3、 檢查液路系統(tǒng)，清潔過濾器、清洗油箱，更換或過濾油液?？赡?的情況下，更換密封件。 4、 緊固各傳動(dòng)部件，更換不良標(biāo)準(zhǔn)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(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。 電氣部份 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、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，應(yīng)立即停車，請有關(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)，將工作臺放在 中間位置，刀桿退回，必須停車，并切斷主機(jī)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(jī)構(gòu)組成。刀庫種 類很多，常見的有盤式和鏈?zhǔn)絻深?。鏈?zhǔn)降稁齑娣诺毒叩娜萘枯^大。 換刀機(jī)構(gòu)在機(jī)床主軸與刀庫之間交換刀具，常見的為機(jī)械手；也有不 帶機(jī)械手而由主軸直接與刀庫交換刀具的，稱無臂式換刀裝置。 加工中心刀庫分為圓盤式刀庫及機(jī)械手刀庫兩種 圓盤式刀庫 一 、 圓盤 式刀庫 圓盤式刀庫應(yīng)該稱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(nèi)。 1. 制造成本低。主要部件是刀庫體及分度盤，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)后刀庫必須“回零”，刀庫在旋轉(zhuǎn)時(shí)，只要擋板靠近 （距離為 0.3mm 左右）無觸點(diǎn)開關(guān)，數(shù)控系統(tǒng)就默認(rèn)為 1 號刀。并以此為 計(jì)數(shù)基準(zhǔn)，“馬氏機(jī)構(gòu)”轉(zhuǎn)過幾次，當(dāng)前就是幾號刀。只要機(jī)床不關(guān)機(jī)， 當(dāng)前刀號就被記憶。刀具更換時(shí)，一般按最近距離旋轉(zhuǎn)原則，刀號編號按 逆時(shí)針方向，如果刀庫數(shù)量是 18，當(dāng)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(zhuǎn)。如要換 10 號刀，刀庫是順時(shí)針轉(zhuǎn)。 機(jī)床關(guān)機(jī)后刀具記憶清零。 3. 固定地址換刀刀庫換刀時(shí)間比較長國內(nèi)的機(jī)床一般要 8 秒以上（從 一次切削到另一次切削）。 4. 圓盤式刀庫的總刀具數(shù)量受限制，不宜過多，一般 40#刀柄的不超 過 24 把，50#的不超過 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 機(jī)械手刀庫換刀是隨機(jī)地址換刀。每個(gè)刀套上無編號，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?zhǔn)浇M合起來，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. 刀號的計(jì)數(shù)原理。與固定地址選刀一樣，它也有基準(zhǔn)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(tǒng)中有 一張刀具表。它有兩欄。一欄是刀套號，一欄是對應(yīng)刀套號的當(dāng)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(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(shù)控系統(tǒng)對刀套號及刀具號的記憶是永久的，關(guān)機(jī)后再開機(jī)刀庫不 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 改刀套號中相對應(yīng)的刀具號。 3. 機(jī)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(shù)量一般比圓盤刀庫多，常規(guī)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、 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(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(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 以內(nèi)，表面粗糙度不大于 Ra3.2um。 編輯本段 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 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，對運(yùn)行期間電機(jī)轉(zhuǎn)矩上限自動(dòng) 限制，有效抑制過流頻繁跳閘 ■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)試簡單 ； 16 段速 控制，簡易 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)置國際標(biāo)準(zhǔn)的 MODBUS RTU ASCII 通訊協(xié)議，用戶可通過 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