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数控加工中心原理及介绍

日期:2020-07-11 00:44 作者:亚美ag旗舰下载

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  数控加工中心的基本操作 主讲 苏清 什么是加工中心 ? 加工中心是一种功能较全的数控加工机床。它 能把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等 功能集中在一台设备上,使其具有多种工艺手 段。它的综合加工能力较强,工件一次装夹后 能完成较多的加工内容,而且加工精度较高, 就中等加工难度的批量工件,其效率是普通设 备的5~10倍,特别是它能完成许多普通设备 不能完成的加工,对形状较复杂,精度要求高 的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。 加工中心的加工特点 ? 加工中心与其它数控机床相比,具有以下特点: 1、加工的工件复杂、工艺流程较长,能排除人为 干扰因素,具有较高的生产效率和质量稳定性。 2、工序集中、具有自动换刀装置,工件在一次装 夹后能完成有高精度要求的铣、钻、镗、扩、铰、 攻丝等复合加工。 3、在具有自动交换工作台时,一个工件在加工时, 另一个工作台可以实现工件的装夹,从而大大缩 短辅助时间,提高加工效率。 4、刀库容量越大,加工范围越广,加工的柔性化 程度越高。 加工中心的组成 从主体上看,加工中心主要由以下几大部分组成: 1.基础部件 2.主轴部件 3.数控系统 4.自动换刀系统 5.辅助装置 ? 基础部件是加工中心的基础结构,它主 要由床身、工作台、立柱三大部分组成。 这三大部分不仅要承受加工中心的静载 荷,还要承受切削加工时产生的动载荷。 所以要求加工中心的基础部件,必须有 足够的刚度,通常要求这三大部件都是 铸造而成。 ? 主轴部件由主轴箱、主轴电动机、主轴 和主轴轴承等零部件组成。主轴是加工 中心切削加工的功率输出部件,它的起 动、停止、变速、变向等动作均由数控 系统控制;主轴的旋转精度和定位准确 性,是影响加工中心加工精度的重要因 素。 ? 加工中心的数控系统由 CNC 装置、可编 程序控制器、伺服驱动系统以及面板操 作系统组成,它是执行顺序控制动作和 加工过程的控制中心。 CNC 装置是一种位置控制系统,其控制 过程是根据输入的信息进行数据处理、 插补运算,获得理想的运动轨迹信息, 然后输出到执行部件,加工出所需要的 工件。 ? 自动换刀系统主要由刀库、机械手等部 件组成。当需要更换刀具时,数控系统 发出指令后,由机械手从刀库中取出相 应的刀具装入主轴孔内,然后再把主轴 上的刀具送回刀库完成整个换刀动作。 ? 辅助装置包括润滑、冷却、排屑、防护、 液压、气动和检测系统等部分。这些装 置虽然不直接参与切削运动,但是加工 中心不可缺少的部分。对加工中心的工 作效率、加工精度和可靠性起着保障作 用。 加工中心的组成 加工中心的分类 按换刀形式分类 1、带刀库机械手的加工中心。其换 刀装置由刀库、机械手级组成,换刀动作 由机械手完成。 2、机械手的加工中心。其换刀通过 刀库和主轴箱配合动作来完成换刀过程。 3、转塔刀库式加工中心。一般应用 于小型加工中心,主要以加工孔为主。 按机床形态分类 1 、卧式加工中心。泛指主轴轴线为 水平状态设置的加工中心。卧式加工中心 一般具有 3-5 个运动坐标。常见的有三个 直线运动坐标 ( 沿 X 、 Y 、 Z 轴方向 ) 加一个 回转坐标(工作台),它能够使工件一次装 夹完成除安装面和顶面以外的其余四个面 的加工。卧式加工中心较立式加工中心应 用范围广,适宜复杂的箱体类零件、泵体、 阀体等零件的加工。 2、立式加工中心。泛指主轴轴心线 为垂直状态设置的加工中心。立式加工中 心一般具有三个直线运动坐标,工作台具 有分度和旋转功能,可在工作台上安装— 个水平轴的数控转台用以加工螺旋线零件。 立式加工中心多用于加工筒单箱体、箱盖、 板类零件和平面凸轮的加工。 3、龙门加工中心,与龙门铣床类似, 适应于大型或形状复杂的工件加工。 4、万能加工中心。万能加工中心也 称五面加工中心,具有立式和卧式加工中 心的功能。常见的万能镗工中心有两种形 式:一种是主轴可以旋转900°既可像立 式加工中心一样,也可像卧式加工中心一 样;另一种是主轴不改变方向,而工作台 带着工件旋转900°完成对工件五个面的 加工。在万能加工中心安装工件避免了由 于二次装夹带来的安装误差,所以效率和 精度高,但结构复杂、造价也高。 HMC80u卧式五轴加工中心 该机床可满足鼓 风机及航空航天等行 业对大扭矩 、高刚性 的需求,为鼓风机及 航空航天等行业的叶 片、 叶轮高效率 、 高 精度的复杂型面的 5 轴 联动加工提供可靠的 理想设备。 BW60HS/1高速卧式加工中心 BW60HS系列高速卧式加 工 中 心 , 具有 高 精 度 、高 速 度 、 高 效率 、 高 可 靠性 的 特 点 , 是目 前 国 际 先进 的现代化机床 , 广泛适用 于 汽 车 、 摩托 车 、 仪 表、 液 压 件 、 模具 、 航 空 等行 业 , 是 加 工箱 体 、 壳 体、 阀 体 、 连 杆类 零 部 件 加工 以 及 轴 类 零件 端 面 加 工的 理想设备。 VMC650m立式加工中心 VMC650m高速五轴加工中 心主要针对模具行业,用于加 工型腔模、压铸模、铸模、深 拉模和冲压模等各类模具。同 时还适合于阀体、薄壁类、壳 体类、框架类零件的柔性高效 加工。本机标配为三轴,还可 以选配两轴工作台,实现五轴 加工,工件可以在一次装夹后 自动连续完成多个平面的高速 铣、镗、钻、铰、攻丝等多种 加工工序,可以加工叶轮、叶 片等具有复杂曲面的零件。 GMB30/40mr型动龙门式镗铣加工中心 本系列龙门式数控镗 铣 ( 加 工 中心 ) 床 主 要对 各 种 基 础 大件 、 板 件 、盘 类 件 、 壳 体件 、 模 具 等多 品种精密零件进行数控加 工 。 适 用 于航 空 航 天 、造 船 、 发 电 、军 工 、 重 机、 机 车 、 机 床、 纺 织 机 械、 印 刷 机 械 、模具制造等行 业 。 根 据 用户 需 求 可 增加 数 控 回 转 台或 合 适 的 附件 铣 头 实 现 对工 件 进 行 五面 加工。 DMU100万能加工中心 本系列标准型包括用于5 面加工的手动摆动铣削头、 12,000 rpm转速的DECKEL MAHO电动主轴、切屑输送机、 有32个刀位的刀具库和最先进 的控制技术。根据需要,机床 可以集成NC回转工作台、NC附 加工作台或NC工件装置。由 CNC驱动的b轴(回转范围 1 0 3 ° ,带夹紧机构)使 DMU 100 性能达到完美。该机床可 以选 装 M il lP lu s IT 或 i TN C 530 控制器。其他可选项还有 带缝隙筛或纸带过滤器的内冷 式主轴( 580 psi )系统、可 转动的观察玻璃窗和切屑冲刷 机构以及附加的带刮屑皮带的 切屑输送机。 实训目的: (1)熟悉了解加工中心机床的操 作面板和控制软件; (2)掌握加工中心机床的基本操 作方法和步骤; (3)了解加工中心机床的结构组 成、换刀动作实现机理; 基本要求: 认真阅读加工中心机床组成、 换刀装置、位置调整、坐标系设定 等章节内容。 实训内容: (1)回参考点操作 (2)手动位置调整操作 (3) MDI 操作 (4)自动换刀操作 (5)钻镗固定循环程序调试与运行 FANUC-OI操作面板: 1、光标键(↑→→←) 2、页面键(PAGE) 3、地址数字键(地址字母、数字符号) 4、编辑键(CAN、INPUT、ALTER、INSERT、 DELETE) 5、功能键(POS、OFFSET/SETTING、 PRGRM、 SYSTEM、MESSAGE、CUSTOM/GRAPH) 6、复位键(RESET) 机床面板: 模式选择开关 快速移动进给调整钮 手动连续进给率 主轴转速调整钮 手持操作单元: 操作步骤: 1 、手动回参考点 手动回机床原点(参考点):将手动操 作面板上的操作方式 ( MODE ) 开关置 “ REF.RETURN (回零)”档位,先将手动 轴选择为 Z 轴,再按下“ + ”移动方向键, 则 Z 轴将向参考点方向移动,一直至回零指 示灯亮。然后分别选择 Y 、 X 轴进行同样 的操作。 2 、工作台的手动调整 工作台拖板的手动调整是采用方向按 键通过产生触发脉冲的形式或使用手轮通 过产生手摇脉冲的方式来实施的。和手柄 的粗调、微调一样,其手动调整也有两种 方式。 (1)粗调: 置操作方式开关为“ JOG (手动连续进 给)”方式档。先选择要移动的轴,再按轴 移动方向按钮,则刀具主轴相对于工作台向 相应的方向连续移动,移动速度受“ JOG FEEDRATE ”(快速倍率)旋钮的控制,移动 距离受按压轴方向选择钮的时间的控制,即 按即动,即松即停。采用该方式无法进行精 确的尺寸调整,当移动量大时可采用此方法。 (2)微调: 本机床系统的微调需使用手轮来操作。 将方式开关置为“手轮”方式档。再在手轮 中选择移动轴和进给增量,按“逆正顺负” 方向旋动手轮手柄,则刀具主轴相对于工作 台向相应的方向移动,移动距离视进给增量 档值和手轮刻度而定,手轮旋转 360° ,相 当于 100 个刻度的对应值。 3 、MDI 程序运行 ( 1 )置手动操作面板上的方式开关于 MDI 运行方式。 ( 2 )按数控面板上的“ PROG ”功能 键。屏幕显示如图 所示。当前各指令模态也 可在此屏中查看出。 ( 3 )在输入缓冲区输入一段程序指令, 并以分号(EOB)结束,然后按 INSERT (插入) 键,程序内容即被加到番号为 O0000 的程序中。 本系统中MDI方式可输入执行最多 6 行程序指 令,而且在 MDI程序指令中可调用已经存储的 子程序或宏程序。 MDI 程序在运行以前可编辑 修改,但不能存储,运行完后程序内容即被清 空。若用 M99 作结束,则可重新运行该 MDI 程序。 ( 4 )程序输入完成后,按“循环启动” 键即可实施 MDI 运行方式。 4 、程序输入及调试 (1)程序的检索和整理 a )将手动操作面板上的工作方式开关置 编辑( EDIT )或自动挡,按数控面板上的程 序( PROG )键显示程序画面。 b)输入地址“ o ”和要检索的程序号, 再按 [o SRH] 软键,检索到的程序号显示 在屏幕的右上角,若没有找到该程序,即产 生“ 071 ”的报警。再按 [o SRH] 软键, 即检索下一个程序。在自动运行方式的程序 屏幕下,按“ ? ”软键,按“ FL.SDL ” 软键,再按“目录( DIR )”软键,即可 列出当前存贮器内已存的所有程序。 c)若要浏览某一番号程序(如 O0001 ) 的内容,可先键入该程序番号如“ O0001 ” 后,再按向下的光标键即可。若如此操作产生 “ 071 ”番号的报警,则表示该程序番号为空, 还没有被使用。 d)由于受存贮器的容量限制,当存贮的 程序量达到某一程度时,必须删除一些已经加 工过而不再需要的程序,以腾出足够的空间来 装入新的加工程序。否则将会在进行程序输入 的中途就产生“ 070 ”番号的存贮范围不够 的报警。删除某一程序的方法是:在确保某一 程序如“ O0002 ”已不再需要保留的情况下, 先键入该程序番号“ O0002 ” 后,再按删除 ( DELETE )键即可。 注意:若键入“ O0010 , O0020 ”后按“ DELETE ”则将删除 程序号从 O0010 到 O0020 之间的程 序。若键入“ O-9999 ”后按 “ DELETE ”则将删除已存贮的所有 程序,因此应小心使用。 2 )程序输入与修改 程序输入和修改操作同样也必须在编 辑档方式下进行。 a )用手工键入一个新程序 ; b )调入已有的程序 ; c )从 PC 机、软盘或纸带中输入程序 ; 3)程序的空运行调试 将光标移至主程序开始处,或在编辑档方式下 按复位( RESET )键使光标复位到程序头部,再置 “ MODE SELECT (工作方式)”为“自动( MEM 或 AUTO )”档,按下手动操作面板上的“ DRY RUN (空运行)”开关至灯亮后,再按“ CYCLE START (循环启动)”按钮,机床即开始以快进速 度执行程序,由数控装置进行运算后送到伺服机构 驱动机械工作台实施移动。空运行时将无视程序中 的进给速度而以快进的速度移动,并可通过“快速 倍率”旋钮来调整。有图形监控功能时,若需要观 察图形轨迹,可按数控操作面板上的“ GRAPH ”功 能键切换到图形显示画页。 注意事项: (1)回参考点时应先走Z轴,待提升到一 定高度后再走向 X、Y 轴,以免碰撞刀、夹具; (2)启动系统后,必须用 MDI 执行 M19 实施主轴准停操作,尔后才可以进行换刀操作。 ( 3 )手动或自动移动过程中若出现超程 报警,必须转换到“手动”方式,然后按反方 向轴移动按钮,退出超程位置,再按 “ RESET ”复位键解除报警。 5、加工中心刀具的装夹 1)刀具的组成: 加工中心常用TSG刀具系统,其刀具一 般由拉钉、刀柄、夹头和刀具等组成。采 用 ER 弹簧夹头(筒夹)夹持形式的刀具装 夹如图所示。 2)刀具的安装: 先选择 JOG 或 MPG 操作模式,然后一边 按下手动松 /紧刀气阀控制的按钮,一边将 刀具安装到主轴刀套中,然后松开手动松/ 紧刀气阀控制的按钮即可。卸刀操作也是 一样,在 JOG 或 MPG 操作模式下,待主轴停 稳后,一手抓住刀具,一手按压手动松/紧 刀气阀控制的按钮,取下刀具后即松开手 动松/紧刀气阀控制的按钮。 3)自动换刀程序的调试运行: 参照 FANUC-0i 系统的操作方法,将程 序输入到数控系统中,然后装夹好工件, 对刀并调试运行该程序,调试通过后进行 切削加工。 (加工中心工作演示视频) 创新源于实践

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