數(shù)控機床坐標系與五軸聯(lián)動數(shù)控機床是一種高度機電一體化的產(chǎn)品,具有高效率、高精度、高柔性,是利用自動控制技術(shù)和微電子技術(shù)發(fā)展起來的高技術(shù)產(chǎn)品。
數(shù)控機床采用數(shù)字化信號通過伺服機構(gòu)對機床運動及其加工過程進行控制,從而使機床自動完成零件加工。
數(shù)控機床的可控坐標軸及坐標系是用程序編制的文字地址語言描述運動軌跡的基礎(chǔ),標準的坐標系是右手直角坐標系,姆指為X軸,食指為Y軸,中指為Z軸,指尖指向各坐標軸的正方向,即增大刀具和工件距離的方向。
如果在X、Y、Z軸之外還有平行于它們的直線運動,分別指定為U、V、W軸,如還有第三組運動,則指定為P、Q、R。若有旋轉(zhuǎn)軸時,規(guī)定繞X、Y、Z軸的旋轉(zhuǎn)軸分別為A、B、C軸,其方向為右旋螺紋方向。例如:數(shù)控刨臺式銑鏜床,鏜軸橫向移動定義為Z軸,立柱在Z方向上的移動即定義為W軸,主軸箱上下移動定義為Y軸,圍繞Y軸的旋轉(zhuǎn)工作臺定義為B軸,工作臺左右移動定義為X軸。
直線坐標軸X、Y、Z的判定順序是:先Z軸,再X軸,最后按右手定則判定Y軸。Z坐標軸的運動由傳遞切削力的主軸決定,X坐標軸的運動是水平的,它平行于工件裝夾面,Y坐標軸根據(jù)X、Z坐標軸,按照右手直角坐標系確定。
根據(jù)加工要求不同,數(shù)控機床可以實現(xiàn)不同的配置,例如:三軸二聯(lián)動、三軸三聯(lián)動、四軸三聯(lián)動、五軸四聯(lián)動、六軸五聯(lián)動、七軸五聯(lián)動、九軸五聯(lián)動等。三軸、四軸等是指可控制的運動坐標軸數(shù),聯(lián)動是指可以按特定的函數(shù)關(guān)系同時控制的運動坐標軸數(shù),從而實現(xiàn)刀具相對工件的位置和速度控制。一般情況下,通過五軸聯(lián)動方式即可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制,用于加工復(fù)雜的空間曲面。
五軸聯(lián)動數(shù)控機床一般控制三個直線坐標軸和兩個旋轉(zhuǎn)坐標軸同時運動,使刀具和工件能夠按照規(guī)定的運動軌跡進行切削加工,適合于加工葉片、螺旋槳、機翼等復(fù)雜型面的零件。兩個旋轉(zhuǎn)坐標軸可以是轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)及刀具的擺動,也可以是控制平轉(zhuǎn)臺和立轉(zhuǎn)臺的聯(lián)動,或控制刀具作兩個方向的擺動。 2100433B
數(shù)控機床的坐標系 一.確定原則(JB3052-82) 1.相對靜止、工件運動的原則:這樣編程人員在不知是移近工件還是工件移近的情況下,就可以依據(jù)零件圖紙,確定加工的過程。 2.標準坐標系原則:即機床坐...
20世紀中期,隨著電子技術(shù)的發(fā)展,自動信息處理、數(shù)據(jù)處理以及電子計算機的出現(xiàn),給自動化技術(shù)帶來了新的概念,用數(shù)字化信號對機床運動及其加工過程進行控制,推動了機床自動化的發(fā)展。 采用數(shù)字技術(shù)進行機械加工...
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數(shù)控機床解析 數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)的突飛猛進為數(shù)控機床的技術(shù)進步提供了條件, 為了滿足市場的需要, 達到現(xiàn) 代制造技術(shù)對數(shù)控機床提出的更高的要求,當前,數(shù)控技術(shù)主要體現(xiàn)為以下幾方面: 1 、數(shù)控系統(tǒng)的組成 計算機數(shù)控系統(tǒng) (簡稱 CNC系統(tǒng))由程序、輸入輸出設(shè)備、 CNC裝置、可編程控制器(PLC)、 主軸驅(qū)動裝置和進給驅(qū)動裝置等組成,如圖 1-20 為 CNC系統(tǒng)組成框圖。 2、數(shù)控系統(tǒng)的作用 數(shù)控系統(tǒng)接受按零件加工順序記載機床加工所需的各種信息,并將加工零件圖上的幾 何信息和工藝信息數(shù)字化,同時進行相應(yīng)的運算、 處理,然后發(fā)出控制命令,使刀具實現(xiàn)相 對運動,完成零件加工過程。 數(shù)控系統(tǒng)工作過程 如圖 1-21 所示(圖中的虛線框為 CNC單元),一個零件程序的執(zhí)行首先要輸入 CNC中,經(jīng) 過譯碼、數(shù)據(jù)處理、 插補、位置控制, 由伺服系統(tǒng)執(zhí)行 CNC輸出的指令以驅(qū)動機床完成加工。 CNC系
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本文主要是以單轉(zhuǎn)臺單擺頭機床臺五軸聯(lián)動數(shù)控機床為例,具體介紹五軸數(shù)控機床各個軸的對刀方法。
五軸聯(lián)動數(shù)控機床發(fā)展現(xiàn)狀
國外五軸聯(lián)動數(shù)控機床是為適應(yīng)多面體和曲面零件加工而出現(xiàn)的。隨著機床復(fù)合化技術(shù)的新發(fā)展,在數(shù)控車床的基礎(chǔ)上,又很快生產(chǎn)出了能進行銑削加工的車銑中心。五軸聯(lián)動數(shù)控機床的加工效率相當于兩臺三軸機床,有時甚至可以完全省去某些大型自動化生產(chǎn)線的投資,大大節(jié)約了占地空間和工作在不同制造單元之間的 周轉(zhuǎn)運輸時間及費用。市場的需求推動了我國五軸聯(lián)動數(shù)控機床的發(fā)展,CIMT99 展覽會上國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控機床第一次登上機床市場的舞臺。自江蘇多棱數(shù)控機床股份有限公司展出第一臺五軸聯(lián)動龍門加工中心以來,北京機電研究院、北京第一機床廠、桂林機床股份有限公司、濟南二機床集團有限公司等企業(yè)也相繼開發(fā)出五軸聯(lián)動數(shù)控機床。
當前,國產(chǎn)五軸聯(lián)動數(shù)控機床在品種上已經(jīng)擁有立式、臥式、龍門式和落地式的加工中心,適應(yīng)不同大小尺寸的雜零件加工,加上五軸聯(lián)動銑床和大型鏜銑床以及車銑中心等的開發(fā),基本涵蓋了國內(nèi)市場的需求。精度上,北京機床研究所的高精度加工中心、寧江機械集團股份有限公司的NJ25HMC40 臥式加工中心和交大昆機科技股份有限公司的TH61160 臥式鏜銑加工中心都具有較高的精度,可與發(fā)達國家的產(chǎn)品相媲美。在產(chǎn)品市場銷售上,江蘇多棱、濟南二機床、北京機電研究院、寧江機床、桂林機床、北京一機床等企業(yè)的產(chǎn)品已獲得國內(nèi)市場的認同。
2013年7月31日上午由大連科德制造的高精度五軸立式機床,啟運出口德國。工信部裝備司副司長王衛(wèi)明表示:"這一高檔數(shù)控機床銷往西方發(fā)達國家,是中國機床制造行業(yè)的重要里程碑。"
五軸聯(lián)動——數(shù)控機床達“高精尖”水平
眾所周知,機床是“工業(yè)之母”,機床的水平是裝備制造實力乃至工業(yè)水平的直觀體現(xiàn),格力在珠洽會上展出的多款數(shù)控機床,已顯現(xiàn)出為工業(yè)制造再添新翼的架勢。在珠洽會展區(qū)內(nèi),不少參展觀眾被一個外觀形似白色小房子的裝備吸引,隨著攝影記者鏡頭的轉(zhuǎn)動,現(xiàn)場觀眾的目光也鎖定到了小房子里正 “旁若無人”進行著的對葉輪的曲面加工作業(yè)上。據(jù)格力智能裝備技術(shù)研究院有限公司總經(jīng)理段堯介紹,這是格力較高端的數(shù)控機床——GA-F500五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心。
GA-F500五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心
五軸聯(lián)動數(shù)控機床是一種科技含量高、精密度高專門用于加工復(fù)雜曲面的機床,這種機床系統(tǒng)對國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等行業(yè)有著舉足輕重的影響力。目前五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng)是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機轉(zhuǎn)子、汽輪機轉(zhuǎn)子、大型柴油機曲軸等加工的重要手段。
格力GA-F500五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心不僅代表格力智能制造的行業(yè)領(lǐng)先水平,甚至可以說代表了中國“智”造的較高水平,這從它高度精密的特性可見一斑。格力GA-F500五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心適用于葉輪等復(fù)雜零件的加工,得益于其所具備的1000mm*900mm*550mm工作行程,高速高剛性電主軸,高精度搖籃式工作臺;同時,這款數(shù)控機床還采用高剛性滾珠絲杠及線軌,三軸快移速度高達 60M/min,進給加速度1g,加工精度可達0.003mm;搖籃工作臺可實現(xiàn)A軸±120°、C軸DD馬達360°多角度加工,機床定位精度5μm,重復(fù)定位精度3μm。
中國智造——格力多元化發(fā)展越走越遠
“在智能裝備領(lǐng)域堅持自主研發(fā)生產(chǎn),以先行者的姿態(tài)深耕裝備制造領(lǐng)域,格力路走得穩(wěn)、走得更有力。”對于格力在智能裝備方面的探索,《人民日報》如是評論。
自2013年正式起步至今,格力在不到5年的時間內(nèi)完成了內(nèi)部生產(chǎn)線的自動化,2016年,格力通過自主研發(fā)制造的智能裝備,整體生產(chǎn)效率提升10.5%。目前,格力智能裝備產(chǎn)品覆蓋了數(shù)控機床、工業(yè)機器人、伺服機械手、智能倉儲裝備、智能檢測、換熱器專用機床設(shè)備、無人自動化生產(chǎn)線體等多個領(lǐng)域。
正如《人民日報》評論:“從中國制造到中國智造,技術(shù)創(chuàng)新是關(guān)鍵。把脈中國制造的大而不強,自主創(chuàng)新能力不足是軟肋。中國制造業(yè)的整體躍升,首先要過的不是資金門檻,而是創(chuàng)新門檻。在邁向中國制造的進程中,格力通過自主創(chuàng)新,掌握核心技術(shù),用匠心磨礪品質(zhì),以企業(yè)轉(zhuǎn)型升級踐行國家發(fā)展戰(zhàn)略,無疑為這場變革注入了新鮮血液,提供了生動啟示。
五軸聯(lián)動數(shù)控機床優(yōu)勢
大家普遍認為,五軸聯(lián)動數(shù)控機床系統(tǒng)是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機轉(zhuǎn)子、汽輪機轉(zhuǎn)子、大型柴油機曲軸等等加工的唯一手段。它是 一種科技含量高、精密度高專門用于加工復(fù)雜曲面的機床,該機床系統(tǒng)對一個國家的航空、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。
五軸聯(lián)動機床的使用,讓工件的裝夾變得容易。加工時無需特殊夾具,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)動機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)動機床在加工中能增加刀具的有效切削刃長 度,減小切削力,提高刀具使用壽命,降低成本。采用五軸聯(lián)動機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 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)動機床加工技術(shù)加工模具,可以克服上述不足。