加工中心

加工中心操作復(fù)雜，接下來(lái)普拉迪將以普拉迪加工中心為例給大家?guī)?lái)加工中心操作指南，包含加工中心的認(rèn)識(shí)、安裝調(diào)試、水平調(diào)試、檢查與保養(yǎng)、操作面板解讀、系統(tǒng)通訊幾大部分。這一次，我們首先來(lái)了解加工中心，熟悉它的結(jié)構(gòu)、重要零部件、各軸實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向、不同機(jī)型部分機(jī)械規(guī)格參數(shù)。

1.1 認(rèn)識(shí)加工中心

加工中心是從數(shù)控銑床發(fā)展而來(lái)，由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的用于加工復(fù)雜零件的高效率、高精度的自動(dòng)化機(jī)床。它與數(shù)控銑床的最大區(qū)別在于加工中心配有刀庫(kù)，具有自動(dòng)交換加工刀具的功能。通過(guò)在刀庫(kù)上安裝不同用途的刀具，可在單次裝夾中自動(dòng)換刀對(duì)工件進(jìn)行多道工序的加工。

1.1 加工中心的認(rèn)識(shí)

加工中心是一種裝有數(shù)字控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)字控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理控制編碼或其他符合指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，用代碼化的數(shù)字表示，通過(guò)信息載體輸入數(shù)控裝置。數(shù)控裝置經(jīng)運(yùn)算處理發(fā)出各種控制信號(hào)控制機(jī)床的運(yùn)行，從而能夠按照?qǐng)D紙要求的形狀尺寸，通過(guò)銑、鏜削、鉆削、攻螺紋等工序，自動(dòng)的將零件加工出來(lái)。加工中心較好的解決了形狀較為復(fù)雜，精度要求高的單件或中小批量多品種的工件生產(chǎn)問(wèn)題，是一種高綜合性的、高效能的自動(dòng)化機(jī)床。加工中心是目前世界上產(chǎn)量最高、應(yīng)用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一，是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。

標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)控加工中心由機(jī)床本體、數(shù)控系統(tǒng)、電氣控制裝置、輔助裝置組成。其余可供選擇的特殊配置有特殊測(cè)量裝置、排屑機(jī)、刀具等。

圖1-1 加工中心

1.2加工中心的結(jié)構(gòu)

1.2.1機(jī)械架構(gòu)部分

機(jī)械部分是加工中心的骨骼，主要起到支撐、連接其他構(gòu)件的作用。機(jī)械部分床身可分為鑄件和焊接件兩種，鑄件穩(wěn)定性較好且易于加工，在大批量生產(chǎn)中可節(jié)省開(kāi)模成本，目前在加工中心得到廣泛應(yīng)用。

圖1-2 加工中心機(jī)械部分

①立柱    ②機(jī)頭    ③主軸    ④y軸進(jìn)給方向    ⑤z軸進(jìn)給方向   

⑥工作臺(tái)    ⑦x軸進(jìn)給方向    ⑧床鞍    ⑨床身    ⑩減速機(jī)

1.2.2 配電部分

配電部分是加工中心的脈絡(luò)。配電部分的設(shè)立，使得機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)規(guī)定的軸向進(jìn)給，刀庫(kù)換刀及正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，加工吹屑排屑等一系列自動(dòng)化操作。它的運(yùn)行體現(xiàn)了加工中心的功能延伸性。

機(jī)床動(dòng)力線(xiàn)、反饋線(xiàn)、水管、油管、氣管被包裹在拖鏈中，起到保護(hù)線(xiàn)路和美觀的作用。風(fēng)琴罩緊密覆蓋在三軸位置，可防止滑屑掉進(jìn)落入，保證精度。打刀缸是一種增力氣液轉(zhuǎn)換裝置，上部是氣缸，下部分是液壓缸，并與油杯相通，底部為壓桿回程氣缸，氣缸上腔進(jìn)氣，推動(dòng)活塞及活塞桿向下運(yùn)動(dòng)，壓縮密封在油腔內(nèi)的液壓油，產(chǎn)生推力，推動(dòng)壓桿運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行裝置的動(dòng)作。

圖1-3 加工中心配電部分

①減速電機(jī)    ②刀庫(kù)電機(jī)    ③拖鏈    ④風(fēng)琴罩    ⑤刀庫(kù)

圖1-4 打刀缸

1.2.3 電柜部分

電柜是加工中心的控制中樞。電柜的作用是對(duì)加工中心的各個(gè)用電設(shè)備進(jìn)行電能分配和控制，在電路出現(xiàn)過(guò)載、短路和漏電現(xiàn)象時(shí)，電柜還可以提供斷電保護(hù)。

伺服放大器可以將伺服馬達(dá)編碼的脈沖信號(hào)放大轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)值信號(hào)，經(jīng)由NC控制器處理，再由伺服放大器轉(zhuǎn)為脈沖信號(hào)，以達(dá)到控制伺服軸運(yùn)動(dòng)的目的。I/0模塊用來(lái)控制信號(hào)的輸入與輸出。

圖1-5 電柜

①電抗   ②伺服放大器   ③電動(dòng)機(jī)斷路器   ④交流接觸器   ⑤繼電器模塊

⑥接線(xiàn)端子   ⑦24v電源   ⑧小型斷路器   ⑨I/0模塊

1.2.4 鈑金部分

鈑金部分是加工中心的保護(hù)層。鈑金件覆蓋在機(jī)床的設(shè)備上，可以保護(hù)設(shè)備不被意外損壞，保持設(shè)備的理論使用壽命。經(jīng)過(guò)無(wú)外露孔設(shè)計(jì)和防水設(shè)計(jì)的鈑金件能夠保持機(jī)床整潔美觀。

1.3 加工中心重要零部件

1.3.1 硬軌與線(xiàn)軌

硬軌與線(xiàn)軌都是機(jī)床上軸向運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)方式。硬軌的導(dǎo)軌和床身是一體的鑄造件，在鑄件的基礎(chǔ)上加工出導(dǎo)軌面，最后通過(guò)淬火熱處理和磨削工藝加工完成。硬軌剛性好，強(qiáng)度高，但是慣性也很大，較難進(jìn)行加工、裝配及維修。同時(shí)由于導(dǎo)軌接觸面大，使得摩擦阻力也較大，導(dǎo)軌較易磨損，進(jìn)給速度受限，易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。硬軌常用于經(jīng)濟(jì)型機(jī)床或加工速度精度要求不高的重型切削上，如切削鑄鐵、大型模具等。

線(xiàn)軌全稱(chēng)為線(xiàn)性導(dǎo)軌，一般指的是滾動(dòng)導(dǎo)軌。線(xiàn)軌本身分為滑軌和滑塊兩部分，滑塊內(nèi)設(shè)有可以進(jìn)行內(nèi)循環(huán)的滾珠或滾珠，滑軌的長(zhǎng)度可以定制。它是一種模塊化的元件，選擇余地大，通過(guò)壓板安裝在床身上，磨損后可以拆下來(lái)更換，安裝維修方便。線(xiàn)軌是滾動(dòng)摩擦，通過(guò)滾珠或滾珠在導(dǎo)軌上滾動(dòng)來(lái)帶動(dòng)導(dǎo)軌滑動(dòng)，承受切削力和摩擦阻力相對(duì)較小，無(wú)爬行現(xiàn)象，運(yùn)動(dòng)速度快，精度高。線(xiàn)軌的承載能力和平穩(wěn)性相比于硬軌而言相對(duì)較低，但是隨著機(jī)械工藝的發(fā)展已經(jīng)得到極大的提升，除了特殊構(gòu)件，一般能夠滿(mǎn)足設(shè)備加工的需求。線(xiàn)軌因其高精度，需要按規(guī)范對(duì)它進(jìn)行潤(rùn)滑等檢修防護(hù)。線(xiàn)軌多用于高速度加工、高精度要求和快速走刀的工件加工上。

線(xiàn)軌按結(jié)構(gòu)可分為滾珠型導(dǎo)軌和滾柱型導(dǎo)軌。滾珠型導(dǎo)軌與接觸面屬于點(diǎn)接觸，成本低，速度快，但是由于接觸面小，剛性相對(duì)較低，適合高速輕切削。滾柱與接觸面屬于線(xiàn)接觸，接觸面較大，因此剛性相對(duì)高，承載能力大，相應(yīng)的，速度相比于滾珠型導(dǎo)軌較低，適合低速重切削。

圖1-6 線(xiàn)軌、硬軌

1.3.2 絲桿和齒輪齒條裝置

絲桿主要功能是將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反復(fù)作用力。由于滾珠絲桿副是利用絲桿軸與絲桿螺母之間的滾珠做滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)的，所以絲桿傳動(dòng)摩擦力小，傳動(dòng)效率高，精度高，噪音低，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的微進(jìn)給，絲桿不能自鎖，所以絲桿的傳動(dòng)具有可逆性。但是在長(zhǎng)距離直線(xiàn)傳動(dòng)時(shí)，絲桿在重力作用下有可能因?yàn)閺?qiáng)度不夠而產(chǎn)生自垂，導(dǎo)致絲桿彎曲、變形，影響精度，所以絲桿一般適用于短距離高速往返傳動(dòng)。

齒條可以分為直尺和斜齒。齒條的選型是根據(jù)客戶(hù)對(duì)負(fù)載、運(yùn)行速度和精度的需要進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的。齒條的優(yōu)點(diǎn)是可以無(wú)限延長(zhǎng)，便于拼接，運(yùn)行速度快，壽命長(zhǎng)，高剛性。缺點(diǎn)是相對(duì)于絲桿來(lái)說(shuō)精度低，安裝測(cè)試復(fù)雜。齒條需要進(jìn)行定期的打油，檢查鐵屑是否在齒面是殘留。

圖1-7 絲桿傳動(dòng)和齒輪齒條傳動(dòng)

1.4 加工中心各軸實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向

人面對(duì)機(jī)床站立，上下為z軸，左右為x軸，前后為y軸，“+”號(hào)方向?yàn)楦鬏S正方向。

圖1-8 各軸運(yùn)動(dòng)方向

1.5 加工中心不同機(jī)型部分機(jī)械規(guī)格參數(shù)示例

 表1-1 機(jī)型部分技術(shù)參數(shù)

敬請(qǐng)期待下期，普拉迪將為大家講解加工中心的安裝調(diào)試！