数控加工中心原理及介绍课件

1、数控加工中心的基本操作主讲 苏清什么是加工中心加工中心是一种功能较全的数控加工机床。它能把铣削、镗削、钻削、攻螺纹和切削螺纹等功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。它的综合加工能力较强，工件一次装夹后能完成较多的加工内容，而且加工精度较高，就中等加工难度的批量工件，其效率是普通设备的510倍，特别是它能完成许多普通设备不能完成的加工，对形状较复杂，精度要求高的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。加工中心的加工特点加工中心与其它数控机床相比，具有以下特点： 1、加工的工件复杂、工艺流程较长，能排除人为干扰因素，具有较高的生产效率和质量稳定性。 2、工序集中、具有自动换刀装置，工件在一次装

2、夹后能完成有高精度要求的铣、钻、镗、扩、铰、攻丝等复合加工。 3、在具有自动交换工作台时，一个工件在加工时，另一个工作台可以实现工件的装夹，从而大大缩短辅助时间，提高加工效率。 4、刀库容量越大，加工范围越广，加工的柔性化程度越高。 加工中心的组成从主体上看，加工中心主要由以下几大部分组成：1基础部件2主轴部件3数控系统4自动换刀系统5.辅助装置基础部件是加工中心的基础结构，它主要由床身、工作台、立柱三大部分组成。这三大部分不仅要承受加工中心的静载荷，还要承受切削加工时产生的动载荷。所以要求加工中心的基础部件，必须有足够的刚度，通常要求这三大部件都是铸造而成。 主轴部件由主轴箱、主轴电动机、主

3、轴和主轴轴承等零部件组成。主轴是加工中心切削加工的功率输出部件，它的起动、停止、变速、变向等动作均由数控系统控制；主轴的旋转精度和定位准确性，是影响加工中心加工精度的重要因素。加工中心的数控系统由CNC装置、可编程序控制器、伺服驱动系统以及面板操作系统组成，它是执行顺序控制动作和加工过程的控制中心。 CNC装置是一种位置控制系统，其控制过程是根据输入的信息进行数据处理、插补运算，获得理想的运动轨迹信息，然后输出到执行部件，加工出所需要的工件。自动换刀系统主要由刀库、机械手等部件组成。当需要更换刀具时，数控系统发出指令后，由机械手从刀库中取出相应的刀具装入主轴孔内，然后再把主轴上的刀具送回刀库完

4、成整个换刀动作。辅助装置包括润滑、冷却、排屑、防护、液压、气动和检测系统等部分。这些装置虽然不直接参与切削运动，但是加工中心不可缺少的部分。对加工中心的工作效率、加工精度和可靠性起着保障作用。加工中心的组成加工中心的分类按换刀形式分类 1、带刀库机械手的加工中心。其换刀装置由刀库、机械手级组成，换刀动作由机械手完成。 2、机械手的加工中心。其换刀通过刀库和主轴箱配合动作来完成换刀过程。 3、转塔刀库式加工中心。一般应用于小型加工中心，主要以加工孔为主。按机床形态分类 1、卧式加工中心。泛指主轴轴线为水平状态设置的加工中心。卧式加工中心一般具有3-5个运动坐标。常见的有三个直线运动坐标(沿X、Y

5、、Z轴方向)加一个回转坐标(工作台)，它能够使工件一次装夹完成除安装面和顶面以外的其余四个面的加工。卧式加工中心较立式加工中心应用范围广，适宜复杂的箱体类零件、泵体、阀体等零件的加工。 2、立式加工中心。泛指主轴轴心线为垂直状态设置的加工中心。立式加工中心一般具有三个直线运动坐标，工作台具有分度和旋转功能，可在工作台上安装个水平轴的数控转台用以加工螺旋线零件。立式加工中心多用于加工筒单箱体、箱盖、板类零件和平面凸轮的加工。 3、龙门加工中心，与龙门铣床类似，适应于大型或形状复杂的工件加工。 4、万能加工中心。万能加工中心也称五面加工中心，具有立式和卧式加工中心的功能。常见的万能镗工中心有两种形

6、式：一种是主轴可以旋转900既可像立式加工中心一样，也可像卧式加工中心一样；另一种是主轴不改变方向，而工作台带着工件旋转900完成对工件五个面的加工。在万能加工中心安装工件避免了由于二次装夹带来的安装误差，所以效率和精度高，但结构复杂、造价也高。HMC80u卧式五轴加工中心 该机床可满足鼓风机及航空航天等行业对大扭矩、高刚性的需求，为鼓风机及航空航天等行业的叶片、叶轮高效率、高精度的复杂型面的5轴联动加工提供可靠的理想设备。BW60HS/1高速卧式加工中心 BW60HS系列高速卧式加工中心，具有高精度、高速度、高效率、高可靠性的特点，是目前国际先进的现代化机床，广泛适用于汽车、摩托车、仪表、液

7、压件、模具、航空等行业，是加工箱体、壳体、阀体、连杆类零部件加工以及轴类零件端面加工的理想设备。VMC650m立式加工中心 VMC650m高速五轴加工中心主要针对模具行业，用于加工型腔模、压铸模、铸模、深拉模和冲压模等各类模具。同时还适合于阀体、薄壁类、壳体类、框架类零件的柔性高效加工。本机标配为三轴，还可以选配两轴工作台，实现五轴加工，工件可以在一次装夹后自动连续完成多个平面的高速铣、镗、钻、铰、攻丝等多种加工工序，可以加工叶轮、叶片等具有复杂曲面的零件。GMB30/40mr型动龙门式镗铣加工中心 本系列龙门式数控镗铣（加工中心）床主要对各种基础大件、板件、盘类件、壳体件、模具等多品种精密零

8、件进行数控加工。适用于航空航天、造船、发电、军工、重机、机车、机床、纺织机械、印刷机械、模具制造等行业。根据用户需求可增加数控回转台或合适的附件铣头实现对工件进行五面加工。DMU100万能加工中心 本系列标准型包括用于5面加工的手动摆动铣削头、12,000 rpm转速的DECKEL MAHO电动主轴、切屑输送机、有32个刀位的刀具库和最先进的控制技术。根据需要，机床可以集成NC回转工作台、NC附加工作台或NC工件装置。由CNC驱动的b轴（回转范围103，带夹紧机构）使DMU 100性能达到完美。该机床可以选装MillPlus IT或iTNC 530控制器。其他可选项还有带缝隙筛或纸带过滤器的内

9、冷式主轴（580 psi）系统、可转动的观察玻璃窗和切屑冲刷机构以及附加的带刮屑皮带的切屑输送机。（1）熟悉了解加工中心机床的操作面板和控制软件； （2）掌握加工中心机床的基本操作方法和步骤； （3）了解加工中心机床的结构组成、换刀动作实现机理；实训目的： 认真阅读加工中心机床组成、换刀装置、位置调整、坐标系设定等章节内容。 基本要求：（1）回参考点操作 （2）手动位置调整操作 （3） MDI 操作 （4）自动换刀操作 （5）钻镗固定循环程序调试与运行实训内容：FANUC-OI操作面板： 1、光标键（）2、页面键（PAGE）3、地址数字键（地址字母、数字符号）4、编辑键（CAN、INPUT、A

10、LTER、INSERT、DELETE）5、功能键（POS、OFFSET/SETTING、 PRGRM、 SYSTEM、MESSAGE、CUSTOM/GRAPH）6、复位键（RESET）机床面板： 模式选择开关快速移动进给调整钮手动连续进给率主轴转速调整钮手持操作单元： 操作步骤： 1 、手动回参考点 手动回机床原点（参考点）：将手动操作面板上的操作方式 ( MODE ) 开关置“ REF.RETURN （回零）”档位，先将手动轴选择为 Z 轴，再按下“ + ”移动方向键，则 Z 轴将向参考点方向移动，一直至回零指示灯亮。然后分别选择 Y 、 X 轴进行同样的操作。 2 、工作台的手动调整 工作

11、台拖板的手动调整是采用方向按键通过产生触发脉冲的形式或使用手轮通过产生手摇脉冲的方式来实施的。和手柄的粗调、微调一样，其手动调整也有两种方式。 （1）粗调： 置操作方式开关为“ JOG （手动连续进给）”方式档。先选择要移动的轴，再按轴移动方向按钮，则刀具主轴相对于工作台向相应的方向连续移动，移动速度受“ JOG FEEDRATE ”（快速倍率）旋钮的控制，移动距离受按压轴方向选择钮的时间的控制，即按即动，即松即停。采用该方式无法进行精确的尺寸调整，当移动量大时可采用此方法。 （2）微调： 本机床系统的微调需使用手轮来操作。将方式开关置为“手轮”方式档。再在手轮中选择移动轴和进给增量，按“逆正

12、顺负”方向旋动手轮手柄，则刀具主轴相对于工作台向相应的方向移动，移动距离视进给增量档值和手轮刻度而定，手轮旋转 360 ，相当于 100 个刻度的对应值。 3 、MDI 程序运行 （ 1 ）置手动操作面板上的方式开关于 MDI 运行方式。 （ 2 ）按数控面板上的“ PROG ”功能键。屏幕显示如图 所示。当前各指令模态也可在此屏中查看出。 （ 3 ）在输入缓冲区输入一段程序指令，并以分号（EOB）结束，然后按 INSERT （插入）键，程序内容即被加到番号为 O0000 的程序中。本系统中MDI方式可输入执行最多 6 行程序指令，而且在 MDI程序指令中可调用已经存储的子程序或宏程序。 MD

13、I 程序在运行以前可编辑修改，但不能存储，运行完后程序内容即被清空。若用 M99 作结束，则可重新运行该 MDI 程序。 （ 4 ）程序输入完成后，按“循环启动”键即可实施 MDI 运行方式。 4 、程序输入及调试 （1）程序的检索和整理 a ）将手动操作面板上的工作方式开关置编辑（ EDIT ）或自动挡，按数控面板上的程序（ PROG ）键显示程序画面。 b）输入地址“ o ”和要检索的程序号，再按 o SRH 软键，检索到的程序号显示在屏幕的右上角，若没有找到该程序，即产生“ 071 ”的报警。再按 o SRH 软键，即检索下一个程序。在自动运行方式的程序屏幕下，按“ ? ”软键，按“ F

14、L.SDL ”软键，再按“目录（ DIR ）”软键，即可列出当前存贮器内已存的所有程序。 c）若要浏览某一番号程序（如 O0001 ）的内容，可先键入该程序番号如“ O0001 ” 后，再按向下的光标键即可。若如此操作产生“ 071 ”番号的报警，则表示该程序番号为空，还没有被使用。 d）由于受存贮器的容量限制，当存贮的程序量达到某一程度时，必须删除一些已经加工过而不再需要的程序，以腾出足够的空间来装入新的加工程序。否则将会在进行程序输入的中途就产生“ 070 ”番号的存贮范围不够的报警。删除某一程序的方法是：在确保某一程序如“ O0002 ”已不再需要保留的情况下，先键入该程序番号“ O00

15、02 ” 后，再按删除（ DELETE ）键即可。 注意：若键入“ O0010 ， O0020 ”后按“ DELETE ”则将删除程序号从 O0010 到 O0020 之间的程序。若键入“ O-9999 ”后按“ DELETE ”则将删除已存贮的所有程序，因此应小心使用。 2 ）程序输入与修改 程序输入和修改操作同样也必须在编辑档方式下进行。 a ）用手工键入一个新程序 ；b ）调入已有的程序 ；c ）从 PC 机、软盘或纸带中输入程序 ； 3）程序的空运行调试 将光标移至主程序开始处，或在编辑档方式下按复位（ RESET ）键使光标复位到程序头部，再置“ MODE SELECT （工作方式）

16、”为“自动（ MEM 或 AUTO ）”档，按下手动操作面板上的“ DRY RUN （空运行）”开关至灯亮后，再按“ CYCLE START （循环启动）”按钮，机床即开始以快进速度执行程序，由数控装置进行运算后送到伺服机构驱动机械工作台实施移动。空运行时将无视程序中的进给速度而以快进的速度移动，并可通过“快速倍率”旋钮来调整。有图形监控功能时，若需要观察图形轨迹，可按数控操作面板上的“ GRAPH ”功能键切换到图形显示画页。 （1）回参考点时应先走Z轴，待提升到一定高度后再走向 X、Y 轴，以免碰撞刀、夹具； （2）启动系统后，必须用 MDI 执行 M19 实施主轴准停操作，尔后才可以进行换刀操作。 （3）手动或自动移动过程中若出现超程报警，必须转换到“手动”方式，然后按反方向轴移动按钮，退出超程位置，再按“ RESET ”复位键解除报警。注意事项：5、加工中心刀具的装夹 1）刀具的组成： 加工中心常用TSG刀具系统，其刀具一般由拉钉、刀柄、夹头和刀具等组成。采用ER弹簧夹头（筒夹）夹持形式的