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發(fā)布時(shí)間：2016-01-13 來(lái) 源：湖北偉恒 查 看：1341
加工中心(Computerized Numerical Control Machine )簡(jiǎn)稱(chēng)cnc，是由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的使用于加工復(fù)雜形狀工件的高效率自動(dòng)化機(jī)床。
概述
加工中心(Computerized Numerical Control Machine )簡(jiǎn)稱(chēng)cnc，是由機(jī)械設(shè)備與數(shù)控系統(tǒng)組成的使用于加工復(fù)雜形狀工件的高效率自動(dòng)化機(jī)床。加工中心又叫電腦鑼。加工中心備有刀庫(kù)，具有自動(dòng)換刀功能，是對(duì)工件一次裝夾后進(jìn)行多工序加工的數(shù)控機(jī)床。加工中心是高度機(jī)電一體化的產(chǎn)品，工件裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序自動(dòng)選擇、更換刀具、自動(dòng)對(duì)刀、自動(dòng)改變主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量等，可連續(xù)完成鉆、鏜、銑、鉸、攻絲等多種工序，因而大大減少了工件裝夾時(shí)間、測(cè)量和機(jī)床調(diào)整等****工序時(shí)間，對(duì)加工形狀比較復(fù)雜，精度要求較高，品種更換頻繁的零件具有良好的經(jīng)濟(jì)效果。
數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)了中、小批量加工自動(dòng)化,改善了勞動(dòng)條件。此外,它還具有生產(chǎn)率高、加工精度穩(wěn)定、產(chǎn)品成本低等一系列優(yōu)點(diǎn)。為了進(jìn)一步發(fā)揮這些優(yōu)點(diǎn),數(shù)控機(jī)床遂向“工序集中”,即一臺(tái)數(shù)控機(jī)床在一次裝夾零件后能完成多工序加工的數(shù)控機(jī)床（即加工中心）方面發(fā)展。
鉆、鏜、銑、車(chē)等單功能數(shù)控機(jī)床只能分別完成鉆、鏜、銑、車(chē)等作業(yè)，而在機(jī)械制造工業(yè)中，大部分零件都是需要多工序加工的。在單功能數(shù)控機(jī)床的整個(gè)加工過(guò)程中，真正用于切削的時(shí)間只占30％左右，其余的大部分時(shí)間都花費(fèi)在安裝、調(diào)整刀具、搬運(yùn)、裝卸零件和檢查加工精度等****工作上。在零件需要進(jìn)行多種工序加工的情況下，單功能數(shù)控機(jī)床的加工效率仍然不高。加工中心一般都具有刀具自動(dòng)交換功能，零件裝夾后便能一次完成鉆、鏜、銑、锪、攻絲等多種工序加工。
發(fā)展史
加工中心最初是從數(shù)控銑床發(fā)展而來(lái)的。第一臺(tái)加工中心是1958年由美國(guó)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(lái)，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(duì)工件同時(shí)進(jìn)行多孔加工。
分類(lèi)
1. 按加工工序分類(lèi)
（1）鏜銑
（2）車(chē)銑
2. 按控制軸數(shù)分類(lèi)
（1）三軸加工中心
（2）四軸加工中心
（3）五軸加工中心。
3. 按主軸與工作臺(tái)相對(duì)位置分類(lèi)
(1)臥式加工中心：是指主軸軸線(xiàn)與工作臺(tái)平行設(shè)置的加工中心，主要適用于加工箱體類(lèi)零件。
臥式加工中心一般具有分度轉(zhuǎn)臺(tái)或數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)，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(xiàn)與工作臺(tái)垂直設(shè)置的加工中心，主要適用于加工板類(lèi)、盤(pán)類(lèi)、模具及小 型殼體類(lèi)復(fù)雜零件。 立式加工中心一般不帶轉(zhuǎn)臺(tái)，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(duì)工件進(jìn)行五個(gè)面的加工。
(3)萬(wàn)能加工中心(又稱(chēng)多軸聯(lián)動(dòng)型加工中心)：是指通過(guò)加工主軸軸線(xiàn)與工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)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(lèi)型數(shù)控機(jī)床，例如車(chē)削中心，它是在數(shù)控車(chē)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(chē)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。
組成
加工中心分兩大部分：數(shù)控機(jī)床和刀具自動(dòng)交換裝置。
1. 刀具自動(dòng)交換裝置應(yīng)能滿(mǎn)足以下幾個(gè)方面的要求:
①換刀時(shí)間短；
②刀具重復(fù)定位精度高；
③識(shí)刀、選刀可靠，換刀動(dòng)作簡(jiǎn)單；
④刀庫(kù)容量合理，占地面積小，并能與主機(jī)配合,使機(jī)床外觀完整;
⑤刀具裝卸、調(diào)整、維護(hù)方便。
2. 刀具自動(dòng)交換系統(tǒng)由刀庫(kù)、刀具交換裝置、刀具傳送裝置、刀具編碼裝置、識(shí)刀器等五個(gè)部分組成。
刀庫(kù)
存貯加工所需各種類(lèi)型刀具的倉(cāng)庫(kù)。它是刀具自動(dòng)交換系統(tǒng)中的重要組成部分，具有接受刀具傳送裝置送來(lái)的刀具和將刀具給予刀具傳送裝置的功能。它的容量、布局和具體結(jié)構(gòu)對(duì)整個(gè)加工中心的總體布局和性能有很大的影響,按其結(jié)構(gòu)、形狀可分為以下六種:①圓盤(pán)式刀庫(kù)，又分為軸向式（刀具中心線(xiàn)與圓盤(pán)中心線(xiàn)平行）、徑向式（刀具中心線(xiàn)與圓盤(pán)中心線(xiàn)垂直）和多盤(pán)式（在一根旋轉(zhuǎn)軸上分設(shè)幾層圓盤(pán)刀庫(kù)）。②轉(zhuǎn)塔式刀庫(kù)，又分傾斜式和水平式。③鼓輪式刀庫(kù)。④鏈?zhǔn)降稁?kù)。⑤格子式刀庫(kù)。⑥直線(xiàn)式刀庫(kù)。
道具交換裝置
這種裝置按交換方式又分為兩類(lèi)。
①由刀庫(kù)與機(jī)床主軸的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)換刀 在這類(lèi)裝置中,刀庫(kù)一般為格子式，裝在工作臺(tái)上。換刀時(shí),先使工作臺(tái)與主軸相對(duì)運(yùn)動(dòng),將使用過(guò)的舊刀送回刀庫(kù),然后再使工作臺(tái)與主軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)一刀具交換裝置（機(jī)械手）
它的職能是將機(jī)床主軸上的刀具與刀庫(kù)或刀具傳送裝置上的刀具進(jìn)行交換，其動(dòng)作循環(huán)為：拔刀-新舊刀具交換-裝刀。次，從刀庫(kù)中取出新刀。這種換刀方式的換刀時(shí)間長(zhǎng)，另外刀庫(kù)設(shè)置在工作臺(tái)上，減少了工作臺(tái)的有效使用面積。
②采用機(jī)械手換刀 機(jī)械手刀具交換裝置，特別是雙臂機(jī)械手刀具交換裝置具有換刀時(shí)間短、動(dòng)作靈活可靠等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用最為廣泛。雙臂機(jī)械手中最常用的幾種結(jié)構(gòu)有：鉤手;抱手;伸縮手；叉手。雙臂機(jī)械手進(jìn)行一次換刀循環(huán)的基本動(dòng)作為:抓刀（手臂旋轉(zhuǎn)或伸出,同時(shí)抓住主軸和刀庫(kù)里的刀具）;拔刀(主軸松開(kāi)，機(jī)械手同時(shí)將主軸和刀庫(kù)中的刀具拔出)；換刀(手臂轉(zhuǎn)180°,新、舊刀交換）；插刀（同時(shí)將新刀插入主軸，舊刀插入刀庫(kù)，然后主軸夾緊刀具）；縮回(手臂縮回到原始位置)。
運(yùn)刀裝置
當(dāng)?shù)稁?kù)容量較大、布置得離機(jī)床較遠(yuǎn)時(shí)，就需要安排兩只機(jī)械手來(lái)完成新舊刀的交換動(dòng)作，一只靠近刀庫(kù)，稱(chēng)為后機(jī)械手，完成拔新刀、插舊刀的動(dòng)作；一只靠近主軸，稱(chēng)為前機(jī)械手，完成拔舊刀、插新刀的動(dòng)作。在前后機(jī)械手之間則設(shè)有運(yùn)刀裝置。它一方面將前機(jī)械手從主軸上拔出的舊刀運(yùn)回刀庫(kù)旁，以便后機(jī)械手將該舊刀拔出并插回刀庫(kù)；另一方面則將后機(jī)械手從刀庫(kù)中拔出的新刀運(yùn)到主軸旁，以便前機(jī)械手將該新刀拔出并插入主軸。運(yùn)刀器的職能就是在前后機(jī)械手之間來(lái)回運(yùn)送新、舊刀具（圖1）。
刀具編碼裝置 將加工所需的刀具自動(dòng)地從刀庫(kù)中選擇出來(lái)稱(chēng)為自動(dòng)選刀，有順序選擇和編碼選擇兩種方式。
順序選擇方式 將在加工中心上加工某一零件所需的全部刀具按工序先后依次插入刀庫(kù)中。加工時(shí)按加工順序一一取用。采用這種選刀方式不需要識(shí)刀器，刀庫(kù)結(jié)構(gòu)及其驅(qū)動(dòng)裝置都非常簡(jiǎn)單，每次換刀時(shí)控制刀庫(kù)轉(zhuǎn)位一次即可。缺點(diǎn)是刀庫(kù)中的刀具不能重復(fù)使用。
編碼選擇方式
將加工某一項(xiàng)零件所需的全部刀具(或刀座)都預(yù)先編上代碼，存放在刀庫(kù)中。加工時(shí)根據(jù)程序?qū)ふ宜枰牡毒?。由于每把刀具都有自己的代碼，它們?cè)诘稁?kù)中的位置和存放順序可以與加工順序無(wú)關(guān)。每把刀具都可被多次重復(fù)使用。刀具編碼有多種方式，常用的有三種。①刀具編碼：在每一把刀具的尾部都用編碼環(huán)編上自己的號(hào)碼。選刀時(shí)根據(jù)穿孔帶所發(fā)出的刀號(hào)指令任意選擇所需的刀具。由于每把刀具都有自己確定的代碼，無(wú)論將刀具放入刀庫(kù)的哪個(gè)刀座中都不會(huì)影響正確選刀。采用這種編碼方式可簡(jiǎn)化換刀動(dòng)作和控制線(xiàn)路，縮短換刀時(shí)間。這種編碼現(xiàn)已獲廣泛應(yīng)用。②刀座編碼：在刀庫(kù)的每一個(gè)刀座上用編碼板編碼。這種編碼方式的優(yōu)點(diǎn)是刀柄不會(huì)因尾部有編碼環(huán)而增加長(zhǎng)度；缺點(diǎn)是刀具必須對(duì)號(hào)入座，換刀時(shí)間長(zhǎng)。③編碼鑰匙：預(yù)先給每把刀具都系上一把表示該刀具代碼的編碼鑰匙（圖2），當(dāng)將刀具插進(jìn)刀庫(kù)的刀座時(shí),便同時(shí)也將鑰匙插入刀座的鑰匙孔內(nèi)，這樣便將鑰匙上的代碼轉(zhuǎn)記到了刀座上，成為刀座的代碼。這種編碼方式的優(yōu)點(diǎn)是在更換加工零件時(shí)只需將鑰匙從刀座中取出，刀座上的代碼便自行消失，靈活性大，對(duì)于刀具管理和編程都十分有利，不易發(fā)生人為差錯(cuò)。缺點(diǎn)是刀具必須對(duì)號(hào)入座。
識(shí)刀裝置 它的職能是從編碼裝置上讀出刀具的代碼。常用的識(shí)刀裝置有接觸式和非接觸式兩種。①接觸式識(shí)刀裝置：這種方式比較簡(jiǎn)單、可靠，它在對(duì)應(yīng)于編碼裝置的凸起和凹槽部分裝有一排電刷，選刀時(shí)，刀庫(kù)轉(zhuǎn)動(dòng)，刀具編碼裝置依次經(jīng)過(guò)電刷，其凸起部分和電刷接觸，讀出刀具代碼。②非接觸式識(shí)刀裝置：它由一組排列在一起的無(wú)觸點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)組成。當(dāng)?shù)稁?kù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，刀具編碼裝置的突起部分（由鐵磁物質(zhì)構(gòu)成）接近識(shí)刀裝置，刀具代碼便被讀出。這種識(shí)刀裝置無(wú)撞擊、無(wú)噪聲、無(wú)磨損、壽命長(zhǎng)、可用于高速選刀,但工作不夠穩(wěn)定,調(diào)試較困難。
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(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其他****機(jī)能，依次完成工件幾個(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(cè)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(kāi)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)。
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(cè)振儀
2、設(shè)備水平檢測(cè) 水平儀
3、X/Y/X軸相互垂直度檢測(cè) 方箱/角尺
4、X/Y/Z軸重復(fù)定位精度檢測(cè) 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(cè) 激光干涉儀（視設(shè)備品牌可以自動(dòng)補(bǔ)償）
6、主軸300mm徑向跳動(dòng)檢測(cè)
7、主軸與工作臺(tái)面的垂直度檢測(cè)
8、X/Y/Z軸滾珠絲杠軸承狀態(tài)檢測(cè)、
9、X/Y/Z軸絲杠狀態(tài)檢測(cè)
加工中心定期保養(yǎng)項(xiàng)目
機(jī)械部份
1、 檢查潤(rùn)滑系統(tǒng)，壓力表狀態(tài)，清洗潤(rùn)滑系統(tǒng)過(guò)濾網(wǎng)，更換潤(rùn)滑油，疏通油路，
2、 檢查氣路系統(tǒng)，清潔空氣過(guò)濾網(wǎng)，消除壓力氣體的泄漏。
3、 檢查液路系統(tǒng)，清潔過(guò)濾器、清洗油箱，更換或過(guò)濾油液?？赡艿那闆r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(rùn)滑部位，按要求，加注潤(rùn)滑脂
6、 清潔、清洗各傳動(dòng)面，
7、 檢查刀庫(kù)、機(jī)械手狀態(tài)，分析機(jī)械手磨損狀態(tài)，向客戶(hù)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(hù)。
電氣部份
10、清潔控制柜內(nèi)電氣元件，檢查、緊固接線(xiàn)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(guò)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)。
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(kāi)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(duì)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(hào)、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(rùn)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(chē)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(zhuān)門(mén)工具清掃。
11．發(fā)現(xiàn)異常情況及報(bào)警信號(hào)，應(yīng)立即停車(chē)，請(qǐng)有關(guān)人員檢查。
12．不準(zhǔn)在機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)離開(kāi)工作崗位，因故要離開(kāi)時(shí)，將工作臺(tái)放在中間位置，刀桿退回，必須停車(chē)，并切斷主機(jī)電源。
