加工中心

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普拉迪加工中心操作指南手册:第一章 认识加工中心

加工中心是从数控铣床发展而来,由机械设备与数控系统组成的用于加工复杂零件的高效率、高精度的自动化机床...

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普拉迪加工中心操作指南手册:第一章 认识加工中心

来源: 点击数:15708次 更新时间:2024-01-15

  目录

  第一章 认识加工中心............................................................................................................................................ 1

  图1-1 加工中心................................................................................................................................................... 18

  1.3 加工中心的结构............................................................................................................................................ 18

  1.3.1机械架构部分............................................................................................................................................ 19

  机械部分是加工中心的骨骼,主要起到支撑、连接其他构件的作用。机械部分床身可分为铸件和焊接件两种,铸件稳定性较好且易于加工,在大批量生产中可节省开模成本,目前在加工中心得到广泛应用。........................................ 19

  ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩................................................................................... 19

  图1-2 加工中心机械部分.................................................................................................................................. 19

  ①立柱 ②机头 ③主轴 ④y轴进给方向 ⑤z轴进给方向................................................. 19

  ⑥工作台 ⑦x轴进给方向 ⑧床鞍 ⑨床身 ⑩减速机......................................................... 19

  1.3.2 配电部分.................................................................................................................................................... 19

  配电部分是加工中心的脉络。配电部分的设立,使得机床可以实现规定的轴向进给,刀库换刀及正转反转,加工吹屑排屑等一系列自动化操作。它的运行体现了加工中心的功能延伸性。............................................................................... 19

  机床动力线、反馈线、水管、油管、气管被包裹在拖链中,起到保护线路和美观的作用。风琴罩紧密覆盖在三轴位置,可防止滑屑进落入,影响精度。打刀缸是一种增力气液转换装置,上部是气缸,下部分是液压缸,并与油杯相通,底部为压杆回程气缸,气缸上腔进气,推动活塞及活塞杆向下运动,压缩密封在油腔内的液压油,产生推力,推动压杆运动,实现执行装置的动作。 19

  图1-3 加工中心配电部分.................................................................................................................................. 20

  ①减速电机 ②刀库电机 ③拖链 ④风琴罩 ⑤刀库............................................................ 20

  图1-4 打刀缸........................................................................................................................................................ 20

  1.3.3 电柜部分.................................................................................................................................................... 20

  电柜是加工中心的控制中枢。电柜的作用是对加工中心的各个用电设备进行电能分配和控制,在电路出现过载、短路和漏电现象时,电柜还可以提供断电保护。............................................................................................................................... 20

  伺服放大器可以将伺服马达编码的脉冲信号放大转变为数值信号,经由NC控制器处理,再由伺服放大器转为脉冲信号,以达到控制伺服轴运动的目的。I/0模块用来控制信号的输入与输出。................................................................... 20

  图1-5 电柜............................................................................................................................................................ 21

  ①电抗 ②伺服放大器 ③电动机断路器 ④交流接触器 ⑤继电器模块.................................. 21

  ⑥接线端子 ⑦24v电源 ⑧小型断路器 ⑨I/0模块....................................................................... 21

  1.3.4 钣金部分.................................................................................................................................................... 21

  钣金部分是加工中心的保护层。钣金件覆盖在机床的设备上,可以保护设备不被意外损坏,保持设备的理论使用寿命。经过无外露孔设计和防水设计的钣金件能够保持机床整洁美观。.................................................................................... 21

  1.4 加工中心重要零部件................................................................................................................................... 21

  1.4.1 硬轨与线轨................................................................................................................................................ 21

  硬轨与线轨都是机床上轴向运动的结构方式。硬轨的导轨和床身是一体的铸造件,在铸件的基础上加工出导轨面,最后通过淬火热处理和磨削工艺加工完成。硬轨刚性好,强度高,但是惯性也很大,较难进行加工、装配及维修。同时由于导轨接触面大,使得摩擦阻力也较大,导轨较易磨损,进给速度受限,易产生爬行现象。硬轨常用于经济型机床或加工速度精度要求不高的重型切削上,如切削铸铁、大型模具等。............................................................................................................................................ 22

  图1-6 硬轨图........................................................................................................................................................ 22

  线轨全称为线性导轨,一般指的是滚动导轨。线轨本身分为滑轨和滑块两部分,滑块内设有可以进行内循环的滚珠或滚珠,滑轨的长度可以定制。它是一种模块化的元件,选择余地大,通过压板安装在床身上,磨损后可以拆下来更换,安装维修方便。线轨是滚动摩擦,通过滚珠或滚珠在导轨上滚动来带动导轨滑动,承受切削力和摩擦阻力相对较小,无爬行现象,运动速度快,精度高。线轨的承载能力和平稳性相比于硬轨而言相对较低,但是随着机械工艺的发展已经得到极大的提升,除了特殊构件,一般能够满足设备加工的需求。线轨因其高精度,需要按规范对它进行润滑等检修防护。线轨多用于高速度加工、高精度要求和快速走刀的工件加工上。................................................................................................................................................................................... 22

  线轨按结构可分为滚珠型导轨和滚柱型导轨。滚珠型导轨与接触面属于点接触,成本低,速度快,但是由于接触面小,刚性相对较低,适合高速轻切削。滚柱与接触面属于线接触,接触面较大,因此刚性相对高,承载能力大,相应的,速度相比于滚珠型导轨较低,适合低速重切削。..................................................................................................................................................... 22

  图1-7 线轨图........................................................................................................................................................ 23

  1.4.2 丝杆和齿轮齿条装置.............................................................................................................................. 23

  丝杆主要功能是将回转运动转换成线性运动,或将扭矩转换成轴向反复作用力。由于滚珠丝杆副是利用丝杆轴与丝杆螺母之间的滚珠做滚动运动的,所以丝杆传动摩擦力小,传动效率高,精度高,噪音低,能够实现精确的微进给,丝杆不能自锁,所以丝杆的传动具有可逆性。但是在长距离直线传动时,丝杆在重力作用下有可能因为强度不够而产生自垂,导致丝杆弯曲、变形,影响精度,所以丝杆一般适用于短距离高速往返传动。.............................................................................................................. 23

  齿条可以分为直尺和斜齿。齿条的选型是根据客户对负载、运行速度和精度的需要进行设计制造的。齿条的优点是可以无限延长,便于拼接,运行速度快,寿命长,高刚性。缺点是相对于丝杆来说精度低,安装测试复杂。齿条需要进行定期的打油,检查铁屑是否在齿面是残留。......................................................................................................................................................... 23

  ① 齿条 ② 丝杆....................................................................................................................................... 23

  图1-8 丝杆传动和齿轮齿条传动..................................................................................................................... 24

  1.5 加工中心各轴实际运动方向...................................................................................................................... 24

  图1-9 各轴运动方向........................................................................................................................................... 24

  人面对机床站立,上下为z轴,左右为x轴,前后为y轴,“+”号方向为各轴正方向。............ 24

  1.6 加工中心不同机型部分机械规格参数示例............................................................................................ 24

  机型.......................................................................................................................................................................... 24

  项目.......................................................................................................................................................................... 24

  主轴.......................................................................................................................................................................... 24

  NO............................................................................................................................................................................. 24

  主轴转速.................................................................................................................................................................. 24

  rpm............................................................................................................................................................................ 24

  行程.......................................................................................................................................................................... 24

  mm.............................................................................................................................................................................. 24

  进给.......................................................................................................................................................................... 24

  m/min....................................................................................................................................................................... 24

  定位精度.................................................................................................................................................................. 24

  mm.............................................................................................................................................................................. 24

  PYC............................................................................................................................................................................ 24

  BT40.......................................................................................................................................................................... 24

  10000(20000电主轴)..................................................................................................................................... 24

  2500~8500,580,450....................................................................................................................................... 24

  60,28,28................................................................................................................................................................ 24

  0.05,0.02,0.01.................................................................................................................................................. 24

  PIC............................................................................................................................................................................ 24

  BT30.......................................................................................................................................................................... 24

  12000(24000电主轴)..................................................................................................................................... 24

  2500~6500,450,450........................................................................................................................................... 24

  60,28/40,28/40.................................................................................................................................................. 24

  0.05,0.02,0.01.................................................................................................................................................. 24

  PHA............................................................................................................................................................................ 24

  BT40.......................................................................................................................................................................... 24

  10000(20000电主轴)..................................................................................................................................... 24

  3000`6000,2000,800......................................................................................................................................... 24

  40,50,20................................................................................................................................................................ 24

  0.05,0.03,0.02.................................................................................................................................................. 24

  PHB............................................................................................................................................................................ 24

  HSK............................................................................................................................................................................ 24

  16000(20000电主轴)..................................................................................................................................... 24

  4000~30000,2000~2500,800~1250............................................................................................................... 24

  30,30,30................................................................................................................................................................ 24

  0.02,0.015,......................................................................................................................................................... 24

  0.01.......................................................................................................................................................................... 24

  PW.............................................................................................................................................................................. 24

  8050.......................................................................................................................................................................... 24

  BT30.......................................................................................................................................................................... 24

  24000....................................................................................................................................................................... 24

  800,800,500......................................................................................................................................................... 24

  48,48,48................................................................................................................................................................ 24

  0.02,0.02,............................................................................................................................................................ 24

  0.015....................................................................................................................................................................... 24

  表1-1 机型部分技术参数.................................................................................................................................. 24

  


  第一章 认识加工中心

  加工中心是从数控铣床发展而来,由机械设备与数控系统组成的用于加工复杂零件的高效率、高精度的自动化机床。它与数控铣床的最大区别在于加工中心配有刀库,具有自动交换加工刀具的功能。通过在刀库上安装不同用途的刀具,可在单次装夹中自动换刀对工件进行多道工序的加工。


  1.1 本章内容

  §. 加工中心的认识

  §. 加工中心的结构

  §. 加工中心重要零部件


  1.2 加工中心的认识

  加工中心(英文缩写为CNC,全称为Computerized Numerical Control)是一种装有数字控制系统的自动化机床。数字控制系统能够逻辑地处理控制编码或其他符合指令规定的程序,并将其译码,用代码化的数字表示,通过信息载体输入数控装置。数控装置经运算处理发出各种控制信号控制机床的运行,从而能够按照图纸要求的形状尺寸,通过铣、镗削、钻削、攻螺纹等工序,自动的将零件加工出来。加工中心较好的解决了形状较为复杂,精度要求高的单件或中小批量多品种的工件生产问题,是一种高综合性的、高效能的自动化机床。加工中心是目前世界上产量最高、应用最广泛的数控机床之一,是一种典型的机电一体化产品。

  标准的数控加工中心由机床本体、数控系统、电气控制装置、辅助装置组成。其余可供选择的特殊配置有特殊测量装置、排屑机、刀具等。


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  1.3 加工中心的结构

  1.3.1机械架构部分

  机械部分是加工中心的骨骼,主要起到支撑、连接其他构件的作用。机械部分床身可分为铸件和焊接件两种,铸件稳定性较好且易于加工,在大批量生产中可节省开模成本,目前在加工中心得到广泛应用。


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  1.3.2 配电部分

  配电部分是加工中心的脉络。配电部分的设立,使得机床可以实现规定的轴向进给,刀库换刀及正转反转,加工吹屑排屑等一系列自动化操作。它的运行体现了加工中心的功能延伸性。

  机床动力线、反馈线、水管、油管、气管被包裹在拖链中,起到保护线路和美观的作用。风琴罩紧密覆盖在三轴位置,可防止滑屑进落入,影响精度。打刀缸是一种增力气液转换装置,上部是气缸,下部分是液压缸,并与油杯相通,底部为压杆回程气缸,气缸上腔进气,推动活塞及活塞杆向下运动,压缩密封在油腔内的液压油,产生推力,推动压杆运动,实现执行装置的动作。


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  图1-3 加工中心配电部分

  ①减速电机 ②刀库电机 ③拖链 ④风琴罩 ⑤刀库


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  图1-4 打刀缸

  1.3.3 电柜部分


  电柜是加工中心的控制中枢。电柜的作用是对加工中心的各个用电设备进行电能分配和控制,在电路出现过载、短路和漏电现象时,电柜还可以提供断电保护。

  伺服放大器可以将伺服马达编码的脉冲信号放大转变为数值信号,经由NC控制器处理,再由伺服放大器转为脉冲信号,以达到控制伺服轴运动的目的。I/0模块用来控制信号的输入与输出。


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  图1-5 电柜

  ①电抗 ②伺服放大器 ③电动机断路器 ④交流接触器 ⑤继电器模块

  ⑥接线端子 ⑦24v电源 ⑧小型断路器 ⑨I/0模块


  1.3.4 钣金部分

  钣金部分是加工中心的保护层。钣金件覆盖在机床的设备上,可以保护设备不被意外损坏,保持设备的理论使用寿命。经过无外露孔设计和防水设计的钣金件能够保持机床整洁美观。

  1.4 加工中心重要零部件

  1.4.1 硬轨与线轨

  硬轨与线轨都是机床上轴向运动的结构方式。硬轨的导轨和床身是一体的铸造件,在铸件的基础上加工出导轨面,最后通过淬火热处理和磨削工艺加工完成。硬轨刚性好,强度高,但是惯性也很大,较难进行加工、装配及维修。同时由于导轨接触面大,使得摩擦阻力也较大,导轨较易磨损,进给速度受限,易产生爬行现象。硬轨常用于经济型机床或加工速度精度要求不高的重型切削上,如切削铸铁、大型模具等。


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  图1-6 硬轨图

  线轨全称为线性导轨,一般指的是滚动导轨。线轨本身分为滑轨和滑块两部分,滑块内设有可以进行内循环的滚珠或滚珠,滑轨的长度可以定制。它是一种模块化的元件,选择余地大,通过压板安装在床身上,磨损后可以拆下来更换,安装维修方便。线轨是滚动摩擦,通过滚珠或滚珠在导轨上滚动来带动导轨滑动,承受切削力和摩擦阻力相对较小,无爬行现象,运动速度快,精度高。线轨的承载能力和平稳性相比于硬轨而言相对较低,但是随着机械工艺的发展已经得到极大的提升,除了特殊构件,一般能够满足设备加工的需求。线轨因其高精度,需要按规范对它进行润滑等检修防护。线轨多用于高速度加工、高精度要求和快速走刀的工件加工上。

  线轨按结构可分为滚珠型导轨和滚柱型导轨。滚珠型导轨与接触面属于点接触,成本低,速度快,但是由于接触面小,刚性相对较低,适合高速轻切削。滚柱与接触面属于线接触,接触面较大,因此刚性相对高,承载能力大,相应的,速度相比于滚珠型导轨较低,适合低速重切削。


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  图1-7 线轨图

  1.4.2 丝杆和齿轮齿条装置

  丝杆主要功能是将回转运动转换成线性运动,或将扭矩转换成轴向反复作用力。由于滚珠丝杆副是利用丝杆轴与丝杆螺母之间的滚珠做滚动运动的,所以丝杆传动摩擦力小,传动效率高,精度高,噪音低,能够实现精确的微进给,丝杆不能自锁,所以丝杆的传动具有可逆性。但是在长距离直线传动时,丝杆在重力作用下有可能因为强度不够而产生自垂,导致丝杆弯曲、变形,影响精度,所以丝杆一般适用于短距离高速往返传动。

  齿条可以分为直尺和斜齿。齿条的选型是根据客户对负载、运行速度和精度的需要进行设计制造的。齿条的优点是可以无限延长,便于拼接,运行速度快,寿命长,高刚性。缺点是相对于丝杆来说精度低,安装测试复杂。齿条需要进行定期的打油,检查铁屑是否在齿面是残留。


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  ① 齿条 ② 丝杆

  图1-8 丝杆传动和齿轮齿条传动


  1.5 加工中心各轴实际运动方向


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  图1-9 各轴运动方向

  人面对机床站立,上下为z轴,左右为x轴,前后为y轴,“+”号方向为各轴正方向。


  1.6 加工中心不同机型部分机械规格参数示例

  

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  表1-1 机型部分技术参数


下一章:安装调试机床

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