加工中心操作復(fù)雜，接下來普拉迪將以普拉迪加工中心為例給大家?guī)砑庸ぶ行牟僮髦改希庸ぶ行牡恼J(rèn)識、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)動方向、不同機(jī)型部分機(jī)械規(guī)格參數(shù)。
1.1 認(rèn)識加工中心
加工中心是從數(shù)控銑床發(fā)展而來，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，具有自動交換加工刀具的功能。通過在刀庫上安裝不同用途的刀具，可在單次裝夾中自動換刀對工件進(jìn)行多道工序的加工。
1.1 加工中心的認(rèn)識
加工中心是一種裝有數(shù)字控制系統(tǒng)的自動化機(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)出各種控制信號控制機(jī)床的運(yùn)行，從而能夠按照圖紙要求的形狀尺寸，通過銑、鏜削、鉆削、攻螺紋等工序，自動的將零件加工出來。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)問題，是一種高綜合性的、高效能的自動化機(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 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，刀庫換刀及正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，加工吹屑排屑等一系列自動化操作。它的運(yùn)行體現(xiàn)了加工中心的功能延伸性。
機(jī)床動力線、反饋線、水管、油管、氣管被包裹在拖鏈中，起到保護(hù)線路和美觀的作用。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，推動活塞及活塞桿向下運(yùn)動，壓縮密封在油腔內(nèi)的液壓油，產(chǎn)生推力，推動壓桿運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行裝置的動作。
圖1-3 加工中心配電部分
①減速電機(jī) ②刀庫電機(jī) ③拖鏈 ④風(fēng)琴罩 ⑤刀庫
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。電柜的作用是對加工中心的各個用電設(shè)備進(jìn)行電能分配和控制，在電路出現(xiàn)過載、短路和漏電現(xiàn)象時，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)編碼的脈沖信號放大轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)值信號，經(jīng)由NC控制器處理，再由伺服放大器轉(zhuǎn)為脈沖信號，以達(dá)到控制伺服軸運(yùn)動的目的。I/0模塊用來控制信號的輸入與輸出。
圖1-5 電柜
①電抗 ②伺服放大器 ③電動機(jī)斷路器 ④交流接觸器 ⑤繼電器模塊
⑥接線端子 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)過無外露孔設(shè)計和防水設(shè)計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 硬軌與線軌
硬軌與線軌都是機(jī)床上軸向運(yùn)動的結(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。
線軌全稱為線性導(dǎo)軌，一般指的是滾動導(dǎo)軌。線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，滑軌的長度可以定制。它是一種模塊化的元件，選擇余地大，通過壓板安裝在床身上，磨損后可以拆下來更換，安裝維修方便。線軌是滾動摩擦，通過滾珠或滾珠在導(dǎo)軌上滾動來帶動導(dǎo)軌滑動，承受切削力和摩擦阻力相對較小，無爬行現(xiàn)象，運(yùn)動速度快，精度高。線軌的承載能力和平穩(wěn)性相比于硬軌而言相對較低，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，一般能夠滿足設(shè)備加工的需求。線軌因其高精度，需要按規(guī)范對它進(jìn)行潤滑等檢修防護(hù)。線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，剛性相對較低，適合高速輕切削。滾柱與接觸面屬于線接觸，接觸面較大，因此剛性相對高，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)動轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動，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運(yùn)動的，所以絲桿傳動摩擦力小，傳動效率高，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，所以絲桿的傳動具有可逆性。但是在長距離直線傳動時，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。
齒條可以分為直尺和斜齒。齒條的選型是根據(jù)客戶對負(fù)載、運(yùn)行速度和精度的需要進(jìn)行設(shè)計制造的。齒條的優(yōu)點(diǎn)是可以無限延長，便于拼接，運(yùn)行速度快，壽命長，高剛性。缺點(diǎn)是相對于絲桿來說精度低，安裝測試復(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 絲桿傳動和齒輪齒條傳動
1.4 加工中心各軸實(shí)際運(yùn)動方向
人面對機(jī)床站立，上下為z軸，左右為x軸，前后為y軸，“+”號方向?yàn)楦鬏S正方向。
圖1-8 各軸運(yùn)動方向
1.5 加工中心不同機(jī)型部分機(jī)械規(guī)格參數(shù)示例
機(jī)型 項目
| 主軸 NO. | 主軸轉(zhuǎn)速 rpm | 行程 mm | 進(jìn)給 m/min | 定位精度 mm |
PYC | BT40 | 10000（20000電主軸） | 2500~8500，580，450 | 60,28,28 | 0.05,0.02,0.01 |
PIC | BT30 | 12000（24000電主軸） | 2500~6500,450,450 | 60,28/40,28/40 | 0.05,0.02,0.01 |
PHA | BT40 | 10000（20000電主軸） | 3000`6000,2000,800 | 40,50,20 | 0.05,0.03,0.02 |
PHB | HSK | 16000（20000電主軸） | 4000~30000,2000~2500,800~1250 | 30,30,30 | 0.02,0.015, 0.01 |
PW 8050 | BT30 | 24000 | 800,800,500 | 48,48,48 | 0.02,0.02, 0.015 |
表1-1 機(jī)型部分技術(shù)參數(shù)
敬請期待下期，普拉迪將為大家講解加工中心的安裝調(diào)試！
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