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【科技论文】FANUC系统加工中心加工方法与编程

发布:论文易网2016-1-13 16:18分类: 科技论文 标签: 论文发表 论文发布 发布论文 在线论文下载 论文指南

摘要

本篇论文介绍了首先加工中心的概述、组成、结构特点和我国数控机床发展现状。其次对本次论文零件图进行了结构表面分析和加工工艺分析,和FANUC系统的介绍。最后对零件图进行了编程。

关键词:加工中心、FANUC系统加工方法与编程

1.1.1加工中心的概述

加工中心是一种备有刀库并能自动更换刀具对工件进行多工序加工的数控机床。加工箱体类零件的加工中心,一般是在镗,铣床的基础上发展起来的,称为镗铣类加工中心,简称为加工中心。

加工中心是典型的集高新技术于一体的机械加工设备,它的发展代表了一个国家数控机床的设计、制造得水平。加工中心已经成为现代机床发展的主流方向。世界上第一台加工中心是美国卡尼·特雷克公司于1958年设计制造的。加工中心与普通数控机床的主要区别在于它能在一台机床上完成由多台机床上才能完成的工作

在加工中工零件的特点是:被加工零件经过一次装夹后,数控系统能控制机床按不同的工序自动选择和更换刀具;自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其它辅助功能地对工件各加工面自动地进行钻孔、锪孔、铰孔、镗孔、攻螺纹、铣削等多工序加工。由于加工中心能集中地、自动地完成多种工序,避免了人为的操作误差、减少了工件装夹、测量和机床的调整时间及工件周转、搬运和存放时间,大大提高了加工效率和加工精度,所以具有良好的经济效益。加工中心按主轴在空间的位置可分为立式加工中心与卧式加工中心。

1.1.2加工中心的组成

(1)基础部件

它是加工中的基础结构,由床身、立柱和工作台等组成,他们主要承受加工中心的静载荷以及在加工时产生的切削负载,因此必须要有足够的刚度。这些大件可以是铸铁件也可以是焊接而成的钢结构件,它们是加工中心中体积和质量最大的部分。

(2)主轴部件

由主轴箱、主轴电动机、主轴和主轴承等组成。主轴的启、停和变速等动作均由数控系统控制,并且通过装在主轴上的刀具参与切削运动,是切削加工的功率输出部件。

(3)数控系统

加工中心的数控部分是由CNC装置、可编程控制器、伺服驱动装置以及操作面板等组成。它是执行顺序控制动作和完成加工过程的控制中心。

(4)自动换刀系统

 由刀库、机械手等部件组成。当需要换刀时,数控系统发出指令 ,由机械手(或通过其他方式)将刀具从刀库内取出装入主轴孔中。

(5)辅助装置

包括润滑、冷却、排屑、防护、液压、气动和检测系统部分。这些装置虽然不直接参与切削运动,但对加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起着保障作用,因此也是加工中心不可缺少的部分

1.1.3加工中心的结构特点

(1)机床的刚度高、抗韧性好。为了满足加工中心高自动化、高速度、高精度、高可靠性的要求,加工中心的静刚度、动刚度和机械结构系统的阻尼比都高于普通机床。

(2)机床的传动系统简单,传递精度高,速度快。加工中心传动装置主要有三种,即滚珠丝杠副;静压蜗杆-蜗姆条;预加载荷双齿轮-齿条。它们由伺服电机直接驱动,省去齿轮传动机构,传递精度高,速度快。一般可达15m/min,最高可达100mm/min;

(3)主轴系统结构简单,无齿轮箱变速系统。主轴功率大,调速范围广,并可无极调速。目前加工中心95%以上的主轴传动都采用交流主轴伺服系统,速度可从10到2000无级变速。驱动主轴的伺服电机功率一般都很大,是普通机床的一到两倍,由于采用交流伺服主轴系统,主轴电动机功率虽大,但输出功率与实际消耗的功率一步,不存在大马拉小车那种浪费电力的情况,因此其工作效率高,从节能角度看,加工中心又是节能型的设备;

(4)加工中心的导轨都采用了耐磨损材料和新结构,能长期的保持导轨的精度,在高速重切削下,保证运动部件不震动,低速进给时不爬行及运动中的高灵敏度。

(5)设置有刀库和换刀机构。这是加工中心与数控铣床和数控镗床的主要区别,使加工中心的功能和自动化加工的能力更强了。加工中心的刀库能量少的有几把刀,多的达几百把。这些道具通过换刀机构自动调用和更换,也可通过数控系统对刀具寿命进行管理;

(6)控制系统功能较全。它不但可对刀具的自动加工进行控制,还可对刀库进行控制和管理,实现刀具自动交换。有的加工中心具有多个工作台,工作台自动交换,不但能对一个工件进行自动加工,而且可对一批工件进行自动加工。这种多工作台加工中心有的称为柔性加工单元。随着加工中心控制系统的发展,其智能化的程度越来越高,如FANUC16系统可实现人机对话、在线自动编程,通过彩色显示器与手动操作键盘的配合,还可实现程序的输入、编辑、修改、删除,具有前台操作、后台编辑前后台功能。加工过程中可实现在线检测,检测出的偏差可自动修正,保证首件加工一次成功,从而可以废品的产生。

1.2本课题目前的现状

 

1.2.1加工中心的发展

第一台加工中心是1958年由美国卡尼特雷克公司首先研制成功的,他在数控卧室镗铣床基础上增加了自动换刀装置从而实现了工件一次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多工序的集中加工。

二十世纪七十年代以来加工中心得到了顺苏发展,出现了可换主轴箱加工中心, 它备有多个可以自动更换的装置,装有刀具的多轴主轴箱,能对工件同时进行多孔加工。

这种多工序集中加工的形成也扩展到了其它类型数控机床,例如:车削中心,他是在数控车床上配置多个自动换刀装置能控制三个以上的坐标,除车削外,主轴可以停转或分度,而由刀具旋转进行铣削、钻销、铰孔和攻丝等工序适于加工复杂的旋转体零件。

 加工中心的自动装置由存放刀具的到库和换刀机构组成,刀库种类很多,常见的有盘式和链式两类,链式刀库存放刀具的容量较大。换刀机构在机床主轴与刀库之间交换刀具,常见的为机械手也有不带机械手而主轴直接与倒库转换刀具的称无臂式换刀装置。

为了进一步缩短切削时间有的加工中心配有两个自动交换工件的托板,一个装着工件在工作台上加工,另一个则在工作台外装卸工件,机床完成加工循环后自动交换托板使装卸工件与切削加工的时间相重合加工中心通常与主轴与工作台相对位置分类分为卧式、立式万能加工中心。

【科技论文】FANUC系统加工中心加工方法与编程

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