演示文稿加工中心的結(jié)構(gòu)原理當(dāng)前1頁，總共47頁。（優(yōu)選）加工中心的結(jié)構(gòu)原理當(dāng)前2頁，總共47頁。

用數(shù)控機(jī)床加工零件時，首先是將被加工零件的幾何信息和工藝信息編制成加工程序，由輸入裝置送入數(shù)控系統(tǒng)，經(jīng)過數(shù)控裝置的處理、運算，按各坐標(biāo)軸的分量送到各軸的驅(qū)動電路，經(jīng)過轉(zhuǎn)換、放大進(jìn)行伺服電動的驅(qū)動，帶動各軸運動，并進(jìn)行反饋控制，使刀具與工件及其他輔助裝置嚴(yán)格地按照加工程序規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)有條不紊地工作，從而加工出零件的全部輪廓。現(xiàn)代加工中心與數(shù)控機(jī)床的不同之處在于：第一，配有刀具庫和自動換刀系統(tǒng)，在工件一次裝夾后，可以連續(xù)完成對工件表面自動進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削等多工序的加工；第二，帶有自動分度的回轉(zhuǎn)工作臺，從而使工件一次裝夾后，自動完成多個平面或多個角度位置的多工序加工；第三，加工中心能自動改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對工件的運動軌跡及其他輔助功能；第四，如果帶有自動交換工作臺，工件在工作位置的工作臺進(jìn)行加工的同時，另外的工件在裝卸位置的工作臺上進(jìn)行裝卸，不影響正常的加工工件，減少了工件搬運時間，提高了生產(chǎn)率。數(shù)控加工中心的工作原理當(dāng)前3頁，總共47頁。

加工中心的組成隨機(jī)床的類別、功能、參數(shù)的不同而有所不同。機(jī)床本身分基本部件和選擇部件，數(shù)控系統(tǒng)有基本功能和選用功能，機(jī)床參數(shù)有主參數(shù)和其他參數(shù)。加工中心主要由以下部分組成：1）基礎(chǔ)部分2）主軸部件（Spindle）3）進(jìn)給機(jī)構(gòu)4）數(shù)控系統(tǒng)（C.N.C.）5）自動換刀系統(tǒng)（A.T.C.）6）輔助裝置7）自動托盤更換系統(tǒng)（A.P.C.）數(shù)控加工中心的基本組成當(dāng)前4頁，總共47頁。

由床身、立柱、橫梁、工作臺和底座等部件組成。它們主要承受加工中心的靜載荷及在加工時產(chǎn)生的切削負(fù)載，對加工中心各部件起支撐和導(dǎo)向作用，因此要求基礎(chǔ)支撐件必須具有足夠的剛度，較高的固有頻率和較大的阻尼，這些工件通常是鑄鐵件或焊接而成的鋼結(jié)構(gòu)件，是加工中心中體積和重量最大的基礎(chǔ)構(gòu)件。數(shù)控加工中心的基本組成1）基礎(chǔ)部分立柱床身（基座）示例：立柱已安裝在床身之上，Z軸直接驅(qū)動主軸系統(tǒng)前后運動。工作臺未安裝，為固定式。快速進(jìn)給率: X/Y/Z軸＝60m/min快速進(jìn)給加速度: Z軸＝1.0G（10m/s2)

X,Y軸＝0.7G(7m/s2)工作臺安裝位置當(dāng)前5頁，總共47頁。大傾角設(shè)計，便于沖屑和排屑。排屑方式為后排屑支撐及地腳螺釘立柱床身旋轉(zhuǎn)工作臺安裝夾具的工作臺面當(dāng)前6頁，總共47頁。

由主軸箱、主軸電動機(jī)、主軸和主軸軸承等零件組成。主軸的啟、停、變速等動作由數(shù)控系統(tǒng)控制，并通過裝在主軸上的刀具參與切削運動，是切削加工的功率輸出部件。主軸系統(tǒng)為加工中心的主要組成部分，和常規(guī)機(jī)床主軸系統(tǒng)相比，加工中心主軸系統(tǒng)要具有更高的轉(zhuǎn)速、更高的回轉(zhuǎn)精度以及更高的結(jié)構(gòu)剛性和抗振性。數(shù)控加工中心的基本組成2）主軸部件(Spindle)示例1：直聯(lián)式主軸，后部是主軸電機(jī)，前端為機(jī)械主軸。電機(jī)為空心軸，用于向內(nèi)冷刀具傳送冷卻液，其非傳動端有軸伸出用于連接注入冷卻液的旋轉(zhuǎn)接頭。最大轉(zhuǎn)速12000rpm。當(dāng)前7頁，總共47頁。主軸系統(tǒng)示例2：電主軸——為“高頻主軸”（HighFrequencySpindle）的簡稱，也稱為內(nèi)裝式電機(jī)主軸單元，其主要特征是將電機(jī)內(nèi)置于主軸內(nèi)部直接驅(qū)動主軸，實現(xiàn)電機(jī)、主軸一體化的功能。它省略了齒輪傳動、變速裝置（如皮帶、聯(lián)軸節(jié)）等中間傳動件，轉(zhuǎn)、調(diào)速范圍大，具有極高的精度和足夠的剛度、潤滑冷卻可靠，還具有體積小、功耗低、標(biāo)準(zhǔn)化程度高的特點。圖示電主軸特點及參數(shù)：可從前端拆卸的套筒式主軸總成功率(S6-60%) 35kW軸承直徑 65mm最大轉(zhuǎn)速 20000rpm或24000rpm最大扭矩 37N.m在9000rpm刀具接口

HSKA-63冷卻

乳化液主軸內(nèi)冷潤滑

空氣-油主軸安裝座當(dāng)前8頁，總共47頁。電主軸與機(jī)床主機(jī)的連接示例當(dāng)前9頁，總共47頁。主軸垂直度校準(zhǔn)工具主軸同心度校準(zhǔn)工具帶有HSK63適配器的LED測量探針主軸夾緊力傳感器近端：0.007mm遠(yuǎn)端：0.015mm18kN,公差:+5.4/-1.8kN主軸常用維修、檢查工具：當(dāng)前10頁，總共47頁。電主軸夾爪(OTT)當(dāng)前11頁，總共47頁。當(dāng)前12頁，總共47頁。HSK63及HSK100刀具當(dāng)前13頁，總共47頁。

由進(jìn)給伺服電動機(jī)、機(jī)械傳動裝置和位移測量元件等組成．它驅(qū)動工作臺等移動部件形成進(jìn)給運動。加工中心進(jìn)給驅(qū)動機(jī)械系統(tǒng)直接實現(xiàn)直線或旋轉(zhuǎn)運動的進(jìn)給和定位，對加工的精度和質(zhì)量影響很大，因此對加丁中心進(jìn)給系統(tǒng)的要求是運動精度、運動穩(wěn)定性和快速響應(yīng)能力。數(shù)控加工中心的基本組成3）進(jìn)給機(jī)構(gòu)Y軸伺服電機(jī)Y軸滾珠絲桿Y軸平衡氣缸，后面還可見氣罐2個示例：示例中Y軸為雙軸驅(qū)動并帶平衡氣缸，從運行平穩(wěn)性和安全性上都進(jìn)行了充分的考慮。當(dāng)前14頁，總共47頁。X軸滾珠絲桿及伺服電機(jī)安裝主軸部件的框架Z軸驅(qū)動電機(jī)X軸直線導(dǎo)軌當(dāng)前15頁，總共47頁。直線導(dǎo)軌皮帶傳動時的結(jié)構(gòu)滾珠絲桿及其各種應(yīng)用當(dāng)前16頁，總共47頁。B軸旋轉(zhuǎn)分度臺電機(jī)B軸旋轉(zhuǎn)分度臺，其上將安裝機(jī)床工作臺工作臺采用液壓夾緊，在夾緊過程中，工作臺用4個夾緊圓錐體緊密地固定在轉(zhuǎn)臺表面。當(dāng)前17頁，總共47頁。1—工件裝料臺2—托盤交換器3—B軸旋轉(zhuǎn)工作臺4—主軸部件5—立柱笛卡爾直角坐標(biāo)系簡介：當(dāng)前18頁，總共47頁。MCSMachineCoordinateSystem機(jī)床坐標(biāo)系WCSWorkpieceCoordinateSystem工件坐標(biāo)系BZSBasicZeroSystem基礎(chǔ)零點坐標(biāo)系SZSSettableZeroSystem可設(shè)置零點坐標(biāo)系BCSBasicCoordinateSystem基礎(chǔ)坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系簡介：當(dāng)前19頁，總共47頁。伺服和驅(qū)動系統(tǒng)

加工中心的數(shù)控部分由CNC裝置、可編程控制器（PLC）、伺服驅(qū)動裝置（SERVODRIVE）以及操作面板（OP）等組成。它是完成加工過程的控制中心。CNC系統(tǒng)一般由中央處理器、存儲器和輸人、輸出接口組成。中央處理器又由存儲器、運算器、控制器和總線組成。CNC系統(tǒng)的主要特點是輸入存儲，數(shù)據(jù)的加工、插補運算以及機(jī)床各種控制功能都通過計算機(jī)軟件來完成，能增加許多邏輯電路難以實現(xiàn)的功能。計算機(jī)與其他裝置之間還可經(jīng)通用接口進(jìn)行相互連接。數(shù)控加工中心的基本組成4）數(shù)控系統(tǒng)(C.N.C.)數(shù)控裝置PLC操作面板伺服驅(qū)動當(dāng)前20頁，總共47頁。數(shù)控系統(tǒng)（C.N.C.）——PLCS5CPUS7-200CPUS7-300CPUS7-400CPU三菱Q系列CPUPLC是可編程序控制器的簡稱，是在60年代末從繼電器控制系統(tǒng)上發(fā)展起來的。它是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)，用面向控制過程、面向用戶的簡單編程語句適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，是簡單易懂、操作方便、可靠性高的新一代通用工業(yè)控制器。它擁有豐富的I/O接口，并具有較強(qiáng)的驅(qū)動能力。常見的PLC生產(chǎn)廠家有：SIEMENS、MITSUBISHI、OMRON、GE-FANUC、etc.當(dāng)前21頁，總共47頁。數(shù)控系統(tǒng)（C.N.C.）——伺服系統(tǒng)

按有無檢測元件和反饋環(huán)節(jié)，伺服系統(tǒng)可分為開環(huán)、全閉環(huán)和半閉環(huán)系統(tǒng)。1）開環(huán)系統(tǒng)。開環(huán)系統(tǒng)的特點是無位置反饋裝置，常用步進(jìn)電機(jī)作為伺服系統(tǒng)執(zhí)行元件，在該類系統(tǒng)中,CNC裝置經(jīng)過控制運算發(fā)出脈沖信號，每一脈沖信號使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動一定的角度，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動絲桿推動工作臺移動一定距離。開環(huán)系統(tǒng)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定，制造成本低，缺點是各傳動過程中的誤差得不到消除，從而最終影響加工零件的精度。當(dāng)前22頁，總共47頁。數(shù)控系統(tǒng)（C.N.C.）——伺服系統(tǒng)2）全閉環(huán)系統(tǒng)。全閉環(huán)系統(tǒng)的特點是機(jī)床移動部件上直接安裝有直線位移檢測裝置，檢測裝置將檢測到的實際位移反饋到系統(tǒng)的比較器中，與輸入的原指令位移值進(jìn)行比較，系統(tǒng)用比較后的差值控制移動部件作補充位移，直到差值消除時才停止移動，從而實際精確定位與運動控制。全閉環(huán)系統(tǒng)的特點是其運動精度僅取決于檢測精度。一個優(yōu)良的全閉環(huán)系統(tǒng)能對傳動系統(tǒng)的間隙、磨損等進(jìn)行自動補償，其加工精度是非常高的。但其缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)試維修難度較大。當(dāng)前23頁，總共47頁。數(shù)控系統(tǒng)（C.N.C.）——伺服系統(tǒng)3）半閉環(huán)系統(tǒng)。半閉環(huán)系統(tǒng)的特點是將角位移傳感器裝在傳動絲桿或伺服電機(jī)上，它檢測的是轉(zhuǎn)角信號。角位移信號反饋到數(shù)控裝置的比較器中，與輸入原指令位移值進(jìn)行比較，用比較后的差值進(jìn)行控制，使移動部件補充位移，直到差值消除為止。半閉環(huán)系統(tǒng)的特點是系統(tǒng)穩(wěn)定性好，精度控制適中，缺點是所組成的控制環(huán)不包括機(jī)械傳動鏈，故精度相對于全閉環(huán)要低。當(dāng)前24頁，總共47頁。1PH7主軸電機(jī)1FT7進(jìn)給軸電機(jī)直線電機(jī)當(dāng)前25頁，總共47頁。MPP483PP012MCP483CMCP＝MachineControlPanelPP=PushbuttonPanelMPP=MachineoPeratorPanelOP=OperatorPanelOP012HT6PCU50HandheldunitB-MPIHT=HandheldunitsPCU=PCunits當(dāng)前26頁，總共47頁。當(dāng)前27頁，總共47頁。Protool或其它組態(tài)軟件PCU50+OP12制造商根據(jù)機(jī)床實際和用戶要求制作出人機(jī)界面,并傳送到PCU中。人機(jī)界面：OP12PCU50/50.3/70OperatorPanel(OP)OP27當(dāng)前28頁，總共47頁。

自動換刀裝置(AutomaticToolChanger，ATC)由刀庫、機(jī)械手和驅(qū)動機(jī)構(gòu)等部件組成。刀庫是存放加工過程所使用的全部刀具的裝置；刀庫有盤式、鼓式和鏈?zhǔn)降榷喾N形式，容量從幾把到幾百把，當(dāng)需換刀時，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)指令，伸出機(jī)械手(或通過別的方式)將刀具從刀庫取出/裝入主軸中，機(jī)械手的結(jié)構(gòu)根據(jù)刀庫與主軸的相對位置及結(jié)構(gòu)的不同也有多種形式，如單臂式、雙臂式、回轉(zhuǎn)式和軌道式等。有的加工中心不用機(jī)械手而利用主軸箱或刀庫的移動來實現(xiàn)換刀。盡管換刀過程、選刀方式、刀庫結(jié)構(gòu)、機(jī)械手類型等各不相同，但都是在數(shù)控裝置及可編程序控制器的控制下，由電機(jī)和液壓或氣動機(jī)構(gòu)驅(qū)動刀庫和機(jī)械手實現(xiàn)刀具的選擇與交換。在機(jī)構(gòu)中裝入接觸式傳感還可實現(xiàn)對刀具和工件誤差的測量或者刀具折斷的檢測。數(shù)控加工中心的基本組成5）自動換刀系統(tǒng)（A.T.C.）當(dāng)前29頁，總共47頁。圓盤式刀庫刀盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動電機(jī)臥式加工中心換刀示意圖鏈?zhǔn)降稁炝⑹郊庸ぶ行膿Q刀示意圖當(dāng)前30頁，總共47頁。1Pneumaticcylinder氣缸3Hydraulicswivelcylinder液壓旋轉(zhuǎn)缸2Z1axisZ1軸4Toolclampingcylinder刀具夾緊缸刀具機(jī)械手：當(dāng)前31頁，總共47頁。加工中心ATC系統(tǒng)(HELLER)：硬件方面：由MIKSCH換刀器、Vogel減速器、Siemens變頻器、刀具庫等構(gòu)成。軟件方面：HELLER公司專門開發(fā)了MTV刀具管理系統(tǒng)來處理刀具交換過程的信息，通過設(shè)置，可以快速的裝填新刀具。P1P2夾刀臂ATC當(dāng)前32頁，總共47頁。

包括潤滑、冷卻、排屑、防護(hù)、液壓、氣動和檢測系統(tǒng)等部分，這些裝置雖然不直接參與切削運動，但對加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起著保障作用，因此也是加工中心不可缺少的部分。由于加工中心生產(chǎn)效率極高，并可長時間實現(xiàn)自動化加工，因而冷卻、潤滑、排屑等問題比常規(guī)機(jī)床更為突出。大切削量的加工需要強(qiáng)力冷卻和及時排屑。大量冷卻和潤滑液的作用還對系統(tǒng)的密封和泄漏提出了更高的要求。從而促進(jìn)了半封閉、全封閉結(jié)構(gòu)機(jī)床的產(chǎn)生。數(shù)控加工中心的基本組成6）輔助裝置機(jī)床安全集成裝置圓光柵、光柵尺旋轉(zhuǎn)編碼器當(dāng)前33頁，總共47頁。排屑用電機(jī)減速器泵系統(tǒng)電控系統(tǒng)水位檢測開關(guān)典型的加工中心冷卻水處理系統(tǒng):當(dāng)前34頁，總共47頁。液壓站排屑器冷卻裝置集中潤滑單元氣動系統(tǒng)油霧收集器當(dāng)前35頁，總共47頁。COMAU加工中心部分輔助功能介紹：M00無條件程序終止M20打開主軸夾爪M01條件程序終止M21關(guān)閉主軸夾爪M02主程序終止M24開始刀具監(jiān)控M03主軸順時針旋轉(zhuǎn)M25刀具監(jiān)控結(jié)束M04主軸逆時針旋轉(zhuǎn)M28搜索刀庫空位以放置主軸上的刀M05主軸停止旋轉(zhuǎn)M29搜索刀庫空位以便主軸抓刀M06換刀M50檢查托盤交換臺定位M07主軸外部低壓冷卻M55松開B軸M08主軸內(nèi)部高壓冷卻（40bar）M56夾緊B軸M09關(guān)閉冷卻M64允許進(jìn)行新的循環(huán)M10啟動高壓冷卻泵M65加工完成（WorkDone）M11主軸內(nèi)部高壓冷卻（60bar）M66工件推出M12檢查冷卻壓力M68加工完成執(zhí)行刀具檢測M13啟動托盤清洗……當(dāng)前36頁，總共47頁。數(shù)控加工中心的基本組成7）自動托盤更換系統(tǒng)(A.P.C.)托盤抬起、交換裝置

有的加工中心為進(jìn)一步縮短非切削時間，配有兩個自動交換工件托盤：一個安裝在工作臺上進(jìn)行加工，另一個則位于工作臺外進(jìn)行裝卸工件。當(dāng)完成一個托盤上的工件加工后，便自動交換托盤，進(jìn)行新零件的加工，這樣可減少輔助時間，提高加工效率。當(dāng)前37頁，總共47頁。A軸旋轉(zhuǎn)臺B軸旋轉(zhuǎn)臺工件更換裝置鏈?zhǔn)降稁靁XZZ軸驅(qū)動電機(jī)，其上集成了AB軸操作區(qū)域主軸液壓站示例：冷卻水處理系統(tǒng)維修區(qū)域當(dāng)前38頁，總共47頁。五軸數(shù)控銑床操作面板主軸頭排屑機(jī)構(gòu)底座示例：當(dāng)前39頁，總共47頁。西門子SINUMERIK840D報警的相關(guān)知識:報警類型及代碼1）NC數(shù)控系統(tǒng)報警：

000000~009999為一般報警；

010000~019999為通道報警；

200000~029999為進(jìn)給軸/主軸報警；

030000~039999為功能報警；

060000~064999為SIEMENS循環(huán)報警；

065000~069999為用戶循環(huán)報警；

070000~079999為機(jī)床廠編制的報警。2）611D驅(qū)動系統(tǒng)報警：

300000~399999為驅(qū)動報警3）PLC故障報警：

400000~499999為一般報警；

500000~599999為通道報警；

600000~699999為進(jìn)給軸/主軸報警；

700000~799999為用戶自定義報警；

800000~899999為順序控制報警。當(dāng)前40頁，總共47頁。數(shù)控加工程序舉例1（COMAU）：N31600……N31700H7=16H8=200;**EL.SPINDLEPOWER(%)CONT.TIME(MS)**主軸功率檢查N31800G0G9X=23.3Y=356S1000H1=QU(0)M=QU(07)M=QU(10)M=QU(08)M=QU(13)**X、Y移動到23.3Y移動到356位置，主軸轉(zhuǎn)速1000RPM，M7，M10，M08，M13打開N31900M80;**ENABLECONTROLSPINDLE**主軸控制使能打開N32000WAITP(B);waitpositionaxeB**等候B軸位置信號N32100STOPRE**塊搜索停止N32200IF$TC_TPC4[$TC_MPP6[9998,1]]==1;checktool**檢查刀具狀態(tài)N32300M68;checktoolafterfinishwork**加工完成后檢查刀具N32400ENDIF

**結(jié)束條件語句N32500G64G0Z=46M59M56M12D1;checkspindleandtable**檢查主軸及工作臺N32600G1G9Z=33F500;axP11**加工P11孔N32700S6000**主軸轉(zhuǎn)速6000rpmN32800G1G9Z=-132.5F500M59**Z軸以F500的進(jìn)給率移動到-132.5位置，M59N32900G0Z=300S1000**Z軸快速移動到300位置，主軸轉(zhuǎn)速1000rpmN33000……當(dāng)前41頁，總共47頁。數(shù)控加工程序舉例2（HELLER）：N670……N680MSG(“DrillHole134,B0”) **B0面，鉆134孔N690CS_TOOL(“20”) **更換20#刀具N700CS_TP(“31”) **

31#刀具準(zhǔn)備N710G0G54X-73Y31Z205D1B=DC(0)F2210S7368M3M8M21M125**

X軸移動到-73，Y軸移動到205位置，B軸0度，倍率2210，主軸轉(zhuǎn)速7368，正轉(zhuǎn)，M8（主軸冷卻打開），M21（內(nèi)冷打開），M125（內(nèi)冷壓力檢測）N720R0=173.3R1=94+1.29R5=30R6=3R8=26 **給R0，R1，