YXSH现代电气自动控制技术4加工中心.PPT

Y X SH 现代电气自动控制技术 4.5 加工中心 4.5 加工中心 加工中心MC （Machining Center）是一种功能较全的具有自动换刀装置的数控加工机床，它把铣削、镗削、钻削和车削螺纹等功能集中在一台加工设备上。工件经一次装夹后，数控系统能控制机床按不同工序自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速、进给速度和刀具相对工件的运动轨迹及其它辅助机能，依次完成工件几个面上多任务序的加工。切削利用率，尤其是在加工形状比较复杂、精度要求较高、品种更换频繁的零件时，更具有良好的经济效果。 4.5.1　加工中心的分类 （1） 按工艺用途分类 镗铣加工中心 加工范围主要是铣削、钻削和镗削，适用于箱体、壳体以及各类复杂零件特殊曲线和曲面轮廓的多任务序加工，适用于多品种小批量加工。 钻削加工中心 以钻削为主，刀库形式以转塔头为多。适用于中小零件的钻孔、扩孔、铰孔、攻螺纹等多任务序加工。 车削加工中心 以车削为主，主体是数控车床。 复合加工中心 在一台设备上可以完成车、铣、镗、钻等多任务序加工。 （2） 按主轴在加工时的空间位置分类 卧式加工中心 主轴轴线水平设置的加工中心，有多种形式，如固定立柱式或固定工作台式。 立式加工中心 主轴的轴线为垂直设置，其结构多为固定立柱式。 卧立两用加工中心 卧立两用加工中心又称五面加工中心或复合加工中心。 （3） 按换刀形式分类 带刀库和机械手的加工中心　换刀装置ATC （Automatic Tool Changer）是由刀库和机械手组成，换刀机械手完成换刀工作。 无机械手的加工中心　换刀是通过刀库和主轴箱的配合动作来完成。 转塔刀库式加工中心　一般在小型立式加工中心上采用转塔刀库形式，主要以孔加工为主。 4.5.2 加工中心的结构 1958年，美国的卡尼-特雷克（KT）公司首次把铣、钻、镗集中于一台数控机床上，通过自动换刀方式实现连续加工，成为世界上第一台加工中心。至今40多年来，出现了各种类型的加工中心，其外形结构各异，但从总体来看，不外乎由以下几大部分组成。 基础部件 由床身、立柱和工作台等大件组成。 主轴部件 由主轴箱、主轴电机、主轴和主轴轴承等零件组成。 数控系统 单台加工中心的数控系统由CNC装置、可编程序控制器、伺服驱动单元及电机等部分组成。 自动换刀系统 由刀库、机械手等部件组成。 辅助系统 包括润滑、冷却、排屑、防护、液压和随机检测系统等部分。 图4-52所示的JCS-018加工中心为立式加工中心，是由北京机床研究所研制的。工件在一次装夹后，可连续地进行铣、钻、镗、铰、锪、攻螺纹等多种工序的加工。 主运动系统采用交流主轴电机驱动，变频调速，通过双层皮带（速比1:1或1:2可调）直接带动主轴旋转，使主轴转速在22.5～2250r／min或45～4500r／min范围连续可调。 3个进给坐标均采用直流伺服电机无变速箱直接传动，电机与滚珠丝杠之间采用无间隙精密十字连轴节连接，实现了无间隙平稳传动。 其刀库为16刀位的圆盘式刀库，采用回转式单臂双手机械手实现自动换刀。 机床采用软件固定型计算机控制的数控系统。机床外部信号和过程控制器装置内部的运行具有自诊断功能，监控和检查直观、方便。 4.5.3 加工中心的数控系统 加工中心是功能最完备的数控机床，是机电液（气）一体化的高新技术密集设备，完成其控制需要综合机械制造、计算机、自动控制和传感检测等多种技术。对完成控制所采用的CNC系统具有较高的技术要求，如界面开放、智能化、网络功能等。 使用于加工中心的数控系统应具有较强的控制功能和多种辅助管理功能。 Y X SH 现代电气自动控制技术 4.5 加工中心