數(shù)控五軸加工中心

發(fā)布：2016-03-17  閱讀：4012

格特五軸五聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心加工尺寸：1300*2500*850。
B軸的185度，C軸320度。
加工精度為0.05mm
重復(fù)定位精度為0.05mm
X、Y、Z軸結(jié)構(gòu)為絲杠傳動(dòng)。
主軸功率：12KW。
運(yùn)行指令為：G代碼，F(xiàn)/S命令兼容。
操作系統(tǒng)為臺(tái)灣新代。
主軸為意大利原裝進(jìn)口的五軸頭12KW。
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用的是日本安川伺服驅(qū)動(dòng)1000W-2000W。
控制面板為智能面板控制系統(tǒng)，新代五軸系統(tǒng)RTPC
機(jī)柜為工控大機(jī)柜，五軸加工中心專用，配強(qiáng)制風(fēng)冷系統(tǒng)。
導(dǎo)軌為臺(tái)灣進(jìn)口的H30導(dǎo)軌。
軸承為日本NSK。
刀具為定制五軸專用刀具。

五軸加工中心機(jī)器性能

◆ 采用五軸五聯(lián)動(dòng)控制系統(tǒng)，帶RTCP功能（真正五軸插補(bǔ)）適合三維立體造型的曲面加工。獨(dú)特的硬件平臺(tái)模塊化設(shè)計(jì)，功能強(qiáng)大。
◆ 自動(dòng)換刀系統(tǒng)設(shè)計(jì)先進(jìn)，大大提高工作效率。
◆ 集合深浮雕、鉆孔、鋸割、磨邊、倒角、銑底、鏤空、拋光等工序與一體。
◆ 機(jī)身整體焊接，全數(shù)控加工，保證機(jī)器精度。
◆ 機(jī)器結(jié)構(gòu)合理，各部件均采用國(guó)際一流品牌。優(yōu)異的加工性能，極高的可靠性，功能強(qiáng)大，便于維護(hù)。
◆ 采用頂級(jí)控制系統(tǒng)，功能強(qiáng)大，操作簡(jiǎn)便，控制精度高。
◆ 五軸五聯(lián)動(dòng)，帶RTCP功能（真正五軸插補(bǔ)），Z軸行程可超高，適合超大型三維立體曲面加工。
◆ 多元化控制可以分別控制加工速度、空走速度、落刀速度，大大提高了加工產(chǎn)品的質(zhì)量及加工效率。 
◆ 各部件均采用國(guó)際一流品牌。
適用行業(yè)及加工樣品圖
◆ 三維立體件加工行業(yè)：玻璃鋼修邊、樹脂件加工及其他固體碳化件立體加工。
◆ 教學(xué)實(shí)驗(yàn)行業(yè)，椅子等需要三維加工的家具及其他產(chǎn)品。
◆ 模具行業(yè)：鑄造、汽車、陶瓷衛(wèi)浴潔具、輪船、游艇、航天化工、風(fēng)力發(fā)電、軌道交通、工藝品。

數(shù)控五軸加工中心是指在一臺(tái)機(jī)床上至少有五個(gè)坐標(biāo)軸(三個(gè)直線坐標(biāo)和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo))，而且可在計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)系統(tǒng)的控制下同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行加工。

介紹
　　五軸聯(lián)動(dòng)是數(shù)控術(shù)語，聯(lián)動(dòng)是數(shù)控機(jī)床的軸按一定的速度同時(shí)到達(dá)某一個(gè)設(shè)定的點(diǎn)，五軸聯(lián)動(dòng)是五個(gè)軸都可以。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是一種科技含量高、精密度高專門用于加工復(fù)雜曲的機(jī)床，這種機(jī)床系統(tǒng)對(duì)一個(gè)國(guó)家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等等行業(yè)，有著舉足輕重的影響力。裝備制造業(yè)是一國(guó)工業(yè)之基石，它為新技術(shù)、新產(chǎn)品的開發(fā)和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)提供重要的手段，是不可或缺的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。即使是發(fā)達(dá)工業(yè)化國(guó)家，也無不高度重視。
發(fā)展背景
　　近年來，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展和國(guó)防建設(shè)的需要，對(duì)高檔的數(shù)控機(jī)床提出了急迫的大量需求。機(jī)床是一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的象征。而代表機(jī)床制造業(yè)最高境界的是五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)，從某種意義上說，反映了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展水平狀況。
長(zhǎng)期以來，以美國(guó)為首的西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，一直把五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)作為重要的戰(zhàn)略物資，實(shí)行出口許可證制度。特別是冷戰(zhàn)時(shí)期，對(duì)中國(guó)、前蘇聯(lián)等社會(huì)主義陣營(yíng)實(shí)行封鎖禁運(yùn)。愛好軍事的朋友可能知道著名的“東芝事件”：上世紀(jì)末，日本東芝公司賣給前蘇聯(lián)幾臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床，結(jié)果讓前蘇聯(lián)用于制造潛艇的推進(jìn)螺旋槳，上了幾個(gè)檔次，使美國(guó)間諜船的聲納監(jiān)聽不到潛艇的聲音了，所以美國(guó)以東芝公司違反了戰(zhàn)略物資禁運(yùn)政策，要懲處東芝公司。
種類
　　五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床有立式、臥式和搖籃式二軸NC工作臺(tái)，NC工作臺(tái)NC分度頭，NC工作臺(tái)90軸，NC工作臺(tái)45B軸，NC工作臺(tái)A軸，二軸NC主軸 等類型。上述六大類共7種五軸聯(lián)動(dòng)方式都有各自的特點(diǎn)，無法說哪一種形式更好，只能說你的產(chǎn)品適合哪種類型的數(shù)控五軸加工中心。
　　(1)五軸五聯(lián)動(dòng)聯(lián)動(dòng)雙轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)床
　　(A)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)有足夠的行程范圍，工藝性能好．
(B)由于受結(jié)構(gòu)的*，擺動(dòng)坐標(biāo)的剛性較低，成為整個(gè)機(jī)床剛性的薄弱環(huán)節(jié)．而雙轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)床，轉(zhuǎn)臺(tái)的剛性大大高于擺頭的剛性，從而提高了機(jī)床總體剛性.
　　(C)便于發(fā)展成為加工中心．只需加裝獨(dú)立式刀庫及換刀機(jī)械手即可但雙轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)床轉(zhuǎn)臺(tái)坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)功率較大，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系較復(fù)雜；
　　(2)五軸五聯(lián)動(dòng)聯(lián)動(dòng)雙擺頭機(jī)床
　　雙擺頭機(jī)床擺動(dòng)坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)功率較小，工件裝卸方便且坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系簡(jiǎn)單
　　(3)五軸五聯(lián)動(dòng)聯(lián)動(dòng)一擺頭一轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)床
　　一擺頭一轉(zhuǎn)臺(tái)式機(jī)床性能則介于上述兩者之間
特點(diǎn)
　　1、可有效避免刀具干涉
　　2、對(duì)于直紋面類零件，可采用側(cè)銑方式一刀成型
　　3、對(duì)一般立體型面特別是較為平坦的大型表面，可用大直徑端銑刀端面貼近表面進(jìn)行加工
　　4、可一次裝卡對(duì)工件上的多個(gè)空間表面進(jìn)行多面、多工序加工
　　5、數(shù)控五軸加工中心時(shí)，刀具相對(duì)于工件表面可處于最有效的切削狀態(tài)。零件表面上的誤差分布均勻
　　6、在某些加工場(chǎng)合，可采用較大尺寸的刀具避開干涉進(jìn)行加工
點(diǎn)接觸式
　　應(yīng)用最廣的數(shù)控五軸加工中心型式
　　所謂點(diǎn)接觸式加工是指加工過程中以點(diǎn)接觸成型的加工方式，如球形銑刀加工、球形砂輪磨削等．這種加工方式的主要特點(diǎn)是；球形表面法矢指向全空間，加工時(shí)對(duì)曲面法矢有自適應(yīng)能力，與線、面接觸式加工相比較，其編程較簡(jiǎn)單、計(jì)算量較小，并且只要使刀具半徑小于曲面最小曲率半徑就可避免干涉．因而它適合任意曲面的加工．但由于是點(diǎn)接觸成型，在切削點(diǎn)處切創(chuàng)速度趨近于零，因而切削條件差，加工精度和效率低．
面接觸式
　　所謂面接觸式加工是指以面接觸成型的加工方式，如端面銑削(磨削)加工．這種加工方式的主要特點(diǎn)是：由于切削點(diǎn)有較高的切削速度，周期進(jìn)給量大，因而它具有較高的加工效率和精度．但由于受成型方式和刀具形狀的影響，它主要適合于中凸曲率變化較平坦的曲面的加工．
線接觸式
　　五軸五聯(lián)動(dòng)聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工當(dāng)前和今后研究的重點(diǎn)
　　所謂線接觸式加工是指加工過程中以線接觸成型的加工方式，如圓柱周銑、圓錐周銑、樟形窿削及砂帶磨削等．這種加工方式的特點(diǎn)是：由于切削點(diǎn)處切削速度較高，因而可獲得較高的加工精度，同時(shí)，由于是線接觸成型，因而具有較高的加工效率．目前已發(fā)展到對(duì)任意曲面線接觸加工的研究．
使用優(yōu)勢(shì)
　　五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的使用，讓工件的裝夾變得容易。加工時(shí)無需特殊夾具，降低了夾具的成本，避免了多次裝夾，提高模具加工精度。采用五軸技術(shù)加工模具可以減少夾具的使用數(shù)量。另外，由于五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床可在加工中省去許多特殊刀具，所以降低了刀具成本。五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床在加工中能增加刀具的有效切削刃長(zhǎng)度，減小切削力，提高刀具使用壽命，降低成本。
　　采用五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床加工模具可以很快的完成模具加工，交貨快，更好的保證模具的加工質(zhì)量，使模具加工變得更加容易，并且使模具修改變得容易。在傳統(tǒng)的模具加工中，一般用立式加工中心來完成工件的銑削加工。隨著模具制造技術(shù)的不斷發(fā)展，立式加工中心本身的一些弱點(diǎn)表現(xiàn)得越來越明顯?，F(xiàn)代模具加工普遍使用球頭銑刀來加工，球頭銑刀在模具加工中帶來好處非常明顯，但是如果用立式加工中心的話，其底面的線速度為零，這樣底面的光潔度就很差，如果使用四、五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床加工技術(shù)加工模具，可以克服上述不足。
未來的發(fā)展方向
　　當(dāng)前國(guó)外五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床一歐美、日本為代表，這些國(guó)家的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床代表了當(dāng)今五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的最高水平。目前國(guó)外著名的機(jī)床廠五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)可以歸結(jié)為：高速、高精度、環(huán)保、智能、復(fù)合化。力矩電機(jī)在國(guó)外作為回轉(zhuǎn)坐標(biāo)驅(qū)動(dòng)裝置的廣泛使用，使得國(guó)外機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了高速、低損耗、高精度、高效率的目標(biāo)。　
　　首先是采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)。經(jīng)過十幾年的發(fā)展，直線電機(jī)技術(shù)已經(jīng)非常成熟。直線電機(jī)剛開發(fā)出來易受干擾和產(chǎn)熱量大的問題已經(jīng)得到解決，而直線電機(jī)的定位技術(shù)，既在高速移動(dòng)中快速停止，也有部分機(jī)床廠家采用阻尼技術(shù)給予解決。直線電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是直線驅(qū)動(dòng)、無傳動(dòng)鏈、無磨損、無反向間隙，所以能達(dá)到最佳的定位精度。直線電機(jī)具有較高的動(dòng)態(tài)性，加速度可超過2g。采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)還具有可靠性高、免維護(hù)等特點(diǎn)。
　　其次是采用雙驅(qū)動(dòng)技術(shù)。對(duì)于較寬工作臺(tái)或龍門架型式，如果采用中間驅(qū)動(dòng)，實(shí)際無法保證驅(qū)動(dòng)力在中心，容易造成傾斜，使得動(dòng)態(tài)性能較差。使用雙驅(qū)動(dòng)，雙光柵尺，一個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊，就能使動(dòng)態(tài)性能非常完美。一個(gè)驅(qū)動(dòng)指令，雙驅(qū)同時(shí)工作，光柵尺來檢測(cè)兩點(diǎn)是否平衡，如果不平衡則通過不同指令使其達(dá)到平衡。當(dāng)然，五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床技術(shù)的發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止這些，許多技術(shù)在德馬吉的機(jī)床產(chǎn)品中都將會(huì)體現(xiàn)出來。
價(jià)值
五軸聯(lián)動(dòng)加工中心
　　加工中心一般分為立式加工中心和臥式加工中心，立式加工中心（三軸）最有效的加工面僅為工件的頂面，臥式加工中心借助回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，也只能完成工件的四面加工。目前高檔的加工中心正朝著五軸控制的方向發(fā)展，五軸聯(lián)動(dòng)加工中心有高效率、高精度的特點(diǎn)，工件一次裝夾就可完成五面體的加工。如配置上五軸聯(lián)動(dòng)的高檔數(shù)控系統(tǒng)，還可以對(duì)復(fù)雜的空間曲面進(jìn)行高精度加工，更能夠適宜象汽車零部件、飛機(jī)結(jié)構(gòu)件等現(xiàn)代模具的加工。（本期介紹立式數(shù)控五軸加工中心中心）立式數(shù)控五軸加工中心中心這類加工中心的回轉(zhuǎn)軸有兩種方式，一種是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)軸。設(shè)置在床身上的工作臺(tái)可以環(huán)繞X軸回轉(zhuǎn)，定義為A軸，A軸一般工作范圍+30度至-120度。工作臺(tái)的中間還設(shè)有一個(gè)回轉(zhuǎn)臺(tái)，在圖示的位置上環(huán)繞Z軸回轉(zhuǎn)，定義為C軸，C軸都是360度回轉(zhuǎn)。這樣通過A軸與C軸的組合，固定在工作臺(tái)上的工件除了底面之外，其余的五個(gè)面都可以由立式主軸進(jìn)行加工。A軸和C軸最小分度值一般為0.001度，這樣又可以把工件細(xì)分成任意角度，加工出傾斜面、傾斜孔等。A軸和C軸如與XYZ三直線軸實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，就可加工出復(fù)雜的空間曲面，當(dāng)然這需要高檔的數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)以及軟件的支持。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，主軸剛性非常好，制造成本比較低。但一般工作臺(tái)不能設(shè)計(jì)太大，承重也較小，特別是當(dāng)A軸回轉(zhuǎn)大于等于90度時(shí)，工件切削時(shí)會(huì)對(duì)工作臺(tái)帶來很大的承載力 矩。 另一種是依靠立式主軸頭的回轉(zhuǎn)。主軸前端是一個(gè)回轉(zhuǎn)頭，能自行環(huán)繞Z軸360度，成為C軸，回轉(zhuǎn)頭上還有帶可環(huán)繞X軸旋轉(zhuǎn)的A軸，一般可達(dá)±90度以上，實(shí)現(xiàn)上述同樣的功能。這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸加工非常靈活，工作臺(tái)也可以設(shè)計(jì)的非常大，客機(jī)龐大的機(jī)身、巨大的發(fā)動(dòng)機(jī)殼都可以在這類加工中心上加工。這種設(shè)計(jì)還有一大優(yōu)點(diǎn)：我們?cè)谑褂们蛎驺姷都庸で鏁r(shí)，當(dāng)?shù)毒咧行木€垂直于加工面時(shí)，由于球面銑刀的頂點(diǎn)線速度為零，頂點(diǎn)切出的工件表面質(zhì)量會(huì)很差，采用主軸回轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)，令主軸相對(duì)工件轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，使球面銑刀避開頂點(diǎn)切削，保證有一定的線速度，可提高表面加工質(zhì)量。這種結(jié)構(gòu)非常受模具高精度曲面加工的歡迎，這是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)式加工中心難以做到的。為了達(dá)到回轉(zhuǎn)的高精度，高檔的回轉(zhuǎn)軸還配置了圓光柵尺反饋，分度精度都在幾秒以內(nèi)，當(dāng)然這類主軸的回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本也較高。
五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的戰(zhàn)略價(jià)值
　　由于五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)價(jià)格十分昂貴，加之NC程序制作較難，使五軸系統(tǒng)難以“平民”化應(yīng)用。但近年來，隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）系統(tǒng)取得了突破性發(fā)展，珊星公司等中國(guó)多家數(shù)控企業(yè)，紛紛推出五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)，打破了外國(guó)的技術(shù)封鎖，占領(lǐng)了這一戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)的至高點(diǎn)，大大降低了其應(yīng)用成本，從而使中國(guó)裝備制造業(yè)迎來了一個(gè)嶄新的時(shí)代！以信息技術(shù)為代表的現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展對(duì)裝備制造業(yè)注入了強(qiáng)勁的動(dòng)力，同時(shí)也對(duì)它提出更強(qiáng)要求，更加突出了機(jī)械裝備制造業(yè)作為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化載體在推動(dòng)整個(gè)社會(huì)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)中無可替代的基礎(chǔ)作用。作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和技術(shù)升級(jí)的原動(dòng)力，以五軸聯(lián)動(dòng)為標(biāo)志的機(jī)械裝備制造業(yè)將伴隨著高新技術(shù)和新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而共同進(jìn)步。中國(guó)不僅要做世界制造的大國(guó)，更要做世界制造強(qiáng)國(guó)！預(yù)計(jì)在不久的將來，隨著五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)的普及推廣，必將為中國(guó)成為世界最強(qiáng)國(guó)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)！