数控加工中心原理及介绍课件.ppt

1、数控加工中心的基本操作数控加工中心的基本操作l加工中心是一种功能较全的数控加工机床。它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功能集中在一台设备上，使其具有多种工艺手段。段。它的综合加工能力较强，工件一次装夹后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，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，其效率是普通设就中等加工难度的批量工件，其效率是普通设备的备的5 51010倍，特别是它能完成许多普通设备倍，特别是它能完成许多

2、普通设备不能完成的加工，对形状较复杂，精度要求高不能完成的加工，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。的单件加工或中小批量多品种生产更为适用。l加工中心与其它数控机床相比，具有以下特点：加工中心与其它数控机床相比，具有以下特点：1 1、加工的工件复杂、工艺流程较长，能排除人为、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。干扰因素，具有较高的生产效率和质量稳定性。2 2、工序集中、具有自动换刀装置，工件在一次装、工序集中、具有自动换刀装置，工件在一次装夹后能完成有高精度要求的铣、钻、镗、扩、铰、夹后能完成有高精度要求的铣、钻、镗、扩

3、、铰、攻丝等复合加工。攻丝等复合加工。3 3、在具有自动交换工作台时，一个工件在加工时，、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。短辅助时间，提高加工效率。4 4、刀库容量越大，加工范围越广，加工的柔性化、刀库容量越大，加工范围越广，加工的柔性化程度越高。程度越高。从主体上看，加工中心主要由以下几大部分组成：从主体上看，加工中心主要由以下几大部分组成：1 1基础部件基础部件2 2主轴部件主轴部件3 3数控系统数控系统4 4自动换刀系统自动换刀系统5.5.辅助装置辅助装置o基础部件基础

4、部件是加工中心的基础结构，它主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。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。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足够的刚度，通常要求这三大部件都是铸造而成。铸造而成。o主轴部件主轴部件由主轴箱、主轴电动机、主轴由主轴箱、主轴电动机、主轴和主轴轴承等零部件组成。主轴是加工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，它的起中心

5、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性，是影响加工中心加工精度的重要因素。素。o加工中心的数控系统加工中心的数控系统由由CNCCNC装置、可编装置、可编程序控制器、伺服驱动系统以及面板操程序控制器、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。加工过程的控制中心。CNCCNC装置是一种位置控制系统，其控制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、过

6、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，插补运算，获得理想的运动轨迹信息，然后输出到执行部件，加工出所需要的然后输出到执行部件，加工出所需要的工件。工件。o自动换刀系统自动换刀系统主要由刀库、机械手等部主要由刀库、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成整个换刀动作。上的刀具送回刀库完成整个换刀动作。o辅助装置辅助装置包括润滑、冷却、排屑、防护、包括润滑、冷却、排屑、防护、液压

7、、气动和检测系统等部分。这些装液压、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作效率、加工精度和可靠性起着保障作用。用。加工中心的组成加工中心的组成 1 1、带刀库机械手的加工中心。其换、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，换刀动作刀装置由刀库、机械手级组成，换刀动作由机械手完成。由机械手完成。2 2、机械手的加工中心。其换刀通过、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。刀库和主轴箱配合动作来完成

8、换刀过程。3 3、转塔刀库式加工中心。一般应用、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。于小型加工中心，主要以加工孔为主。1 1、卧式加工中心。卧式加工中心。泛指主轴轴线为泛指主轴轴线为水平状态设置的加工中心。卧式加工中心水平状态设置的加工中心。卧式加工中心一般具有一般具有3-53-5个运动坐标。常见的有三个个运动坐标。常见的有三个直线运动坐标直线运动坐标(沿沿X X、Y Y、Z Z轴方向轴方向)加一个加一个回转坐标回转坐标(工作台工作台)，它能够使工件一次装，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

9、立式加工中心应的加工。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、用范围广，适宜复杂的箱体类零件、泵体、阀体等零件的加工。阀体等零件的加工。2 2、立式加工中心。、立式加工中心。泛指主轴轴心线泛指主轴轴心线为垂直状态设置的加工中心。立式加工中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。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、立式加工中心多用于加工筒单箱体、箱盖、板类零件

10、和平面凸轮的加工。板类零件和平面凸轮的加工。3 3、龙门加工中心、龙门加工中心，与龙门铣床类似，与龙门铣床类似，适应于大型或形状复杂的工件加工。适应于大型或形状复杂的工件加工。4 4、万能加工中心。、万能加工中心。万能加工中心也万能加工中心也称五面加工中心，具有立式和卧式加工中称五面加工中心，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心的功能。常见的万能镗工中心有两种形式：一种是主轴可以旋转式：一种是主轴可以旋转900900既可像立既可像立式加工中心一样，也可像卧式加工中心一式加工中心一样，也可像卧式加工中心一样；另一种是主轴不改变方向，而工作台样；另一种是主轴不改变方向，而工作

11、台带着工件旋转带着工件旋转900900完成对工件五个面的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。精度高，但结构复杂、造价也高。该机床可满足鼓该机床可满足鼓风机及航空航天等行风机及航空航天等行业对大扭矩、高刚性业对大扭矩、高刚性的需求，为鼓风机及的需求，为鼓风机及航空航天等行业的叶航空航天等行业的叶片、叶轮高效率、高片、叶轮高效率、高精度的复杂型面的精度的复杂型面的5 5轴轴联动加工提供可靠的联动加工提供可靠的理想设备。理想设备。BW60HSBW

12、60HS系列高速卧式加系列高速卧式加工中心，具有高精度、高工中心，具有高精度、高速度、高效率、高可靠性速度、高效率、高可靠性的特点，是目前国际先进的特点，是目前国际先进的现代化机床，广泛适用的现代化机床，广泛适用于汽车、摩托车、仪表、于汽车、摩托车、仪表、液压件、模具、航空等行液压件、模具、航空等行业，是加工箱体、壳体、业，是加工箱体、壳体、阀体、连杆类零部件加工阀体、连杆类零部件加工以及轴类零件端面加工的以及轴类零件端面加工的理想设备。理想设备。VMC650mVMC650m高速五轴加工中高速五轴加工中心主要针对模具行业，用于加心主要针对模具行业，用于加工型腔模、压铸模、铸模、深工型腔模、压铸

13、模、铸模、深拉模和冲压模等各类模具。同拉模和冲压模等各类模具。同时还适合于阀体、薄壁类、壳时还适合于阀体、薄壁类、壳体类、框架类零件的柔性高效体类、框架类零件的柔性高效加工。本机标配为三轴，还可加工。本机标配为三轴，还可以选配两轴工作台，实现五轴以选配两轴工作台，实现五轴加工，工件可以在一次装夹后加工，工件可以在一次装夹后自动连续完成多个平面的高速自动连续完成多个平面的高速铣、镗、钻、铰、攻丝等多种铣、镗、钻、铰、攻丝等多种加工工序，可以加工叶轮、叶加工工序，可以加工叶轮、叶片等具有复杂曲面的零件。片等具有复杂曲面的零件。本系列龙门式数控镗本系列龙门式数控镗铣（加工中心）床主要对铣（加工中心）

14、床主要对各种基础大件、板件、盘各种基础大件、板件、盘类件、壳体件、模具等多类件、壳体件、模具等多品种精密零件进行数控加品种精密零件进行数控加工。适用于航空航天、造工。适用于航空航天、造船、发电、军工、重机、船、发电、军工、重机、机车、机床、纺织机械、机车、机床、纺织机械、印刷机械、模具制造等行印刷机械、模具制造等行业。根据用户需求可增加业。根据用户需求可增加数控回转台或合适的附件数控回转台或合适的附件铣头实现对工件进行五面铣头实现对工件进行五面加工。加工。本系列本系列标准型包括用于标准型包括用于5 5面加工的手动摆动铣削头、面加工的手动摆动铣削头、12,000 rpm12,000 rpm转速的

15、转速的DECKEL DECKEL MAHOMAHO电动主轴、切屑输送机、电动主轴、切屑输送机、有有3232个刀位的刀具库和最先进个刀位的刀具库和最先进的控制技术。根据需要，机床的控制技术。根据需要，机床可以集成可以集成NCNC回转工作台、回转工作台、NCNC附附加工作台或加工作台或NCNC工件装置。由工件装置。由CNCCNC驱动的驱动的b b轴（回转范围轴（回转范围103103，带夹紧机构）使，带夹紧机构）使DMU DMU 100100性能达到完美。该机床可性能达到完美。该机床可以选装以选装MillPlus ITMillPlus IT或或iTNC iTNC 530530控制器。其他可选项还有控

16、制器。其他可选项还有带缝隙筛或纸带过滤器的内冷带缝隙筛或纸带过滤器的内冷式主轴（式主轴（580 psi580 psi）系统、可）系统、可转动的观察玻璃窗和切屑冲刷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机构以及附加的带刮屑皮带的切屑输送机。切屑输送机。1 1、手动回参考点、手动回参考点 手动回机床原点（参考点）：将手动操手动回机床原点（参考点）：将手动操作面板上的操作方式作面板上的操作方式 (MODE)(MODE)开关置开关置“REF.RETURN REF.RETURN（回零）（回零）”档位，先将手动档位，先将手动轴选择为轴选择为 Z Z 轴，再按下轴，再按下“+”+”移动方向键，

17、移动方向键，则则 Z Z 轴将向参考点方向移动，一直至回零指轴将向参考点方向移动，一直至回零指示灯亮。然后分别选择示灯亮。然后分别选择 Y Y、X X 轴进行同样轴进行同样的操作。的操作。2 2、工作台的手动调整、工作台的手动调整 工作台拖板的手动调整是采用方向按工作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的粗调、微调一样，其手动调整也有两种方式。方式。（1 1）粗调：）粗调：置操作方式开关为置操作方式开关为“JOG JOG（手

18、动连续进（手动连续进给）给）”方式档。先选择要移动的轴，再按轴方式档。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，移动速度受相应的方向连续移动，移动速度受“JOG JOG FEEDRATE”FEEDRATE”（快速倍率）旋钮的控制，移动（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。确的尺寸调整，当移动量大时可采用此方法。（2 2）微调：）微调：本机

19、床系统的微调需使用手轮来操作。本机床系统的微调需使用手轮来操作。将方式开关置为将方式开关置为“手轮手轮”方式档。再在手轮方式档。再在手轮中选择移动轴和进给增量，按中选择移动轴和进给增量，按“逆正顺负逆正顺负”方向旋动手轮手柄，则刀具主轴相对于工作方向旋动手轮手柄，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，手轮旋转档值和手轮刻度而定，手轮旋转 360360 ，相，相当于当于 100 100 个刻度的对应值。个刻度的对应值。3 3、MDI MDI 程序运行程序运行 （1 1）置手动操作面板上的方式开关于）置手动操作面板上的方

20、式开关于 MDI MDI 运行方式。运行方式。（2 2）按数控面板上的）按数控面板上的“PROG”PROG”功能功能键。屏幕显示如图键。屏幕显示如图 所示。当前各指令模态也所示。当前各指令模态也可在此屏中查看出。可在此屏中查看出。（3 3）在输入缓冲区输入一段程序指令，）在输入缓冲区输入一段程序指令，并以分号（并以分号（EOBEOB）结束，然后按）结束，然后按 INSERT INSERT（插入）（插入）键，程序内容即被加到番号为键，程序内容即被加到番号为 O0000 O0000 的程序中。的程序中。本系统中本系统中MDIMDI方式可输入执行最多方式可输入执行最多 6 6 行程序指行程序指令，而

21、且在令，而且在 MDIMDI程序指令中可调用已经存储的程序指令中可调用已经存储的子程序或宏程序。子程序或宏程序。MDI MDI 程序在运行以前可编辑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修改，但不能存储，运行完后程序内容即被清空。若用空。若用 M99 M99 作结束，则可重新运行该作结束，则可重新运行该 MDI MDI 程序。程序。（4 4）程序输入完成后，按）程序输入完成后，按“循环启动循环启动”键即可实施键即可实施 MDI MDI 运行方式。运行方式。4 4、程序输入及调试、程序输入及调试 （1 1）程序的检索和整理）程序的检索和整理 a a）将手动操作面板上的工作方

22、式开关置）将手动操作面板上的工作方式开关置编辑（编辑（EDIT EDIT）或自动挡，按数控面板上的程）或自动挡，按数控面板上的程序（序（PROG PROG）键显示程序画面。）键显示程序画面。b b）输入地址）输入地址“o”o”和要检索的程序号，和要检索的程序号，再按再按 o SRH o SRH 软键，检索到的程序号显示软键，检索到的程序号显示在屏幕的右上角，若没有找到该程序，即产在屏幕的右上角，若没有找到该程序，即产生生“071”071”的报警。再按的报警。再按 o SRH o SRH 软键，软键，即检索下一个程序。在自动运行方式的程序即检索下一个程序。在自动运行方式的程序屏幕下，按屏幕下，按

23、“?”?”软键，按软键，按“FL.SDL”FL.SDL”软键，再按软键，再按“目录（目录（DIR DIR）”软键，即可软键，即可列出当前存贮器内已存的所有程序。列出当前存贮器内已存的所有程序。c c）若要浏览某一番号程序（如）若要浏览某一番号程序（如 O0001 O0001）的内容，可先键入该程序番号如的内容，可先键入该程序番号如“O0001”O0001”后，再按向下的光标键即可。若如此操作产生后，再按向下的光标键即可。若如此操作产生“071”071”番号的报警，则表示该程序番号为空，番号的报警，则表示该程序番号为空，还没有被使用。还没有被使用。d d）由于受存贮器的容量限制，当存贮的）由于受

24、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的中途就产生“070”070”番号的存贮范围不够番号的存贮范围不够的报警。删除某一程序的方法是：在确保某一的报警。删除某一程序的方法是：在确保某一程序如程序如“O0002”O0002”已不再需要保留的情况下，已不再需要保留的情况下，先键入该程序番号先键入该程序番号“O0002”O0002”后，再按删除后，再按删除（DEL

25、ETE DELETE）键即可。）键即可。注意：若键入注意：若键入“O0010 O0010，O0020”O0020”后按后按“DELETE”DELETE”则将删除则将删除程序号从程序号从 O0010 O0010 到到 O0020 O0020 之间的程之间的程序。若键入序。若键入“O-9999”O-9999”后按后按“DELETE”DELETE”则将删除已存贮的所有则将删除已存贮的所有程序，因此应小心使用。程序，因此应小心使用。2 2）程序输入与修改）程序输入与修改 程序输入和修改操作同样也必须在编程序输入和修改操作同样也必须在编辑档方式下进行。辑档方式下进行。a a）用手工键入一个新程序）用手工

26、键入一个新程序 ；b b）调入已有的程序）调入已有的程序 ；c c）从）从 PC PC 机、软盘或纸带中输入程序机、软盘或纸带中输入程序 ；3 3）程序的空运行调试）程序的空运行调试 将光标移至主程序开始处，或在编辑档方式下将光标移至主程序开始处，或在编辑档方式下按复位（按复位（RESET RESET）键使光标复位到程序头部，再置）键使光标复位到程序头部，再置“MODE SELECT MODE SELECT（工作方式）（工作方式）”为为“自动（自动（MEM MEM 或或 AUTO AUTO）”档，按下手动操作面板上的档，按下手动操作面板上的“DRY DRY RUN RUN（空运行）（空运行）”

27、开关至灯亮后，再按开关至灯亮后，再按“CYCLE CYCLE START START（循环启动）（循环启动）”按钮，机床即开始以快进速按钮，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，并可通过的进给速度而以快进的速度移动，并可通过“快速快速倍率倍率”旋钮来调整。有图形监控功能时，若需要观旋钮来调整。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察图形轨迹，可按数控操作面板上的“GRAPH”GRAPH”功功

28、能键切换到图形显示画页。能键切换到图形显示画页。（1 1）回参考点时应先走）回参考点时应先走Z Z轴，待提升到一轴，待提升到一定高度后再走向定高度后再走向 X X、Y Y 轴，以免碰撞刀、夹具；轴，以免碰撞刀、夹具；（2 2）启动系统后，必须用）启动系统后，必须用 MDI MDI 执行执行 M19 M19 实施主轴准停操作，尔后才可以进行换刀实施主轴准停操作，尔后才可以进行换刀操作。操作。（3 3）手动或自动移动过程中若出现超程）手动或自动移动过程中若出现超程报警，必须转换到报警，必须转换到“手动手动”方式，然后按反方方式，然后按反方向 轴 移 动 按 钮，退 出 超 程 位 置，再 按向 轴

29、 移 动 按 钮，退 出 超 程 位 置，再 按“RESET”RESET”复位键解除报警。复位键解除报警。5 5、加工中心刀具的装夹、加工中心刀具的装夹 1 1）刀具的组成：）刀具的组成：加工中心常用加工中心常用TSGTSG刀具系统，其刀具一刀具系统，其刀具一般由拉钉、刀柄、夹头和刀具等组成。采般由拉钉、刀柄、夹头和刀具等组成。采用用ERER弹簧夹头（筒夹）夹持形式的刀具装弹簧夹头（筒夹）夹持形式的刀具装夹如图所示。夹如图所示。2 2）刀具的安装：）刀具的安装：先选择先选择JOGJOG或或MPGMPG操作模式，然后一边操作模式，然后一边按下手动松按下手动松/紧刀气阀控制的按钮，一边将紧刀气阀控

30、制的按钮，一边将刀具安装到主轴刀套中，然后松开手动松刀具安装到主轴刀套中，然后松开手动松/紧刀气阀控制的按钮即可。卸刀操作也是紧刀气阀控制的按钮即可。卸刀操作也是一样，在一样，在JOGJOG或或MPGMPG操作模式下，待主轴停操作模式下，待主轴停稳后，一手抓住刀具，一手按压手动松稳后，一手抓住刀具，一手按压手动松/紧紧刀气阀控制的按钮，取下刀具后即松开手刀气阀控制的按钮，取下刀具后即松开手动松动松/紧刀气阀控制的按钮。紧刀气阀控制的按钮。3 3）自动换刀程序的调试运行：）自动换刀程序的调试运行：参照参照FANUC-0iFANUC-0i系统的操作方法，将程系统的操作方法，将程序输入到数控系统中，然后装夹好工件，序输入到数控系统中，然后装夹好工件，对刀并调试运行该程序，调试通过后进行对刀并调试运行该程序，调试通过后进行切削加工。切削加工。（加工中心工作演示视频）（加工中心工作演示视频）