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用多轴控制铣削类加工机不能模拟复杂形状工件加工,Turn-MilL在瑞士型纵切车床和车铣复合的产品编程上

2020/02/09 23:57

【机械网】讯  中国机床展(CME)的举办获得了国家商务部门、长三角区域各级政府、贸促会的大力支持。长三角地区是我国最重要的工业基地与高科技研发中心,国民经济总量占1/6, 依托长三角制造业市场雄厚的科技力量、庞大的市场需求和上海得天独厚的经济地位, CME势必成为国内第一大机床会展品牌。  近期富田精机高调加盟,欲在展会上大展拳脚,丹东富田精工机械有限公司成立于1984年,大连富田精工机械有限公司系丹东富田精工机械有限公司的子公司。公司主要从事钟表、计算机、光通讯、电子、电器、汽车、五金等行业的金属零部件切削加工,主要设备:高精度的CNC车床,自主设计制造的高精度多工位钻、铣机床,更加提高了产品的加工精度和工作效率,公司多年以来积累了丰富的精密机械制造和超小型精密机械切削加工技术,以超精细的精密金属制造加工,服务于国内外高端企业。  小型超精密CNC车床G15Ⅱ/ G20Ⅱ是富田精工为满足小直径零件的精密加工研发设计的机床。  最大化满足金属零部件的精密车、铣加工  高效率、低成本  全面采用FANUC免维护伺服电机  具有主轴转速高、高精度进给、行程大、体积小、排屑顺畅、易操作、易维护  加装主轴Cs轮廓监控,搭配不同铣削动力头刀具(可安装3支动力刀具)  具有高精度定位,端面、侧面铣削钻孔、异型零件的精密加工  采用FANUC高性能内装主轴电机  实现低噪音、低振动状态下、高速、高精度主轴控制  加装走心转换装置  可实现走心机加工功能  创新式操作面板  CME中国机床展运用其十余年的机床展经验,整合产业链资源,全力为客户提供专业化、人性化、细致周全的高品质服务。我们期待富田精机在CME中国机床展上亮眼表现。【打印】 【关闭】

中国报告网提示:2009年3月2日至7日,台北国际工具机展览会将在台湾贸易中心和南港馆举行。每两年一次的台北国际机工具展,是台湾地区规模最大最专业的的金属加工设备展。此次展出面积比原来增大两倍,将会有900余家厂商参加。依据海关出口统计资

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2009年3月2日至7日,台北国际工具机展览会将在台湾贸易中心和南港馆举行。每两年一次的台北国际机工具展,是台湾地区规模最大最专业的的金属加工设备展。此次展出面积比原来增大两倍,将会有900余家厂商参加。

摘 要:本文讨论如何利用中达电通PUTNC-HCL-T加强型车床数控系统,并配合台达 ASD系列交流伺服系统、台达VFD-VE系列高性能磁束向量控制交流变频器、CS7主轴专用编码器的一体化控制平台解决方案来实现经济型车床向具有车、铣复合加工功能中高端车削中心的功能转变。关键词:CNC复合加工 经济型车床 车铣复合 主轴C轴功能1引言随着机械冷加工领域零件产品的多样化少量化以及日趋复杂化,金属切削制造业对能够加工出高质量、高精度、高效率、低成本产品的CNC机床的需求日益增加。同时作为数控机床制造商,如何在现有生产能力的基础上能够简单、实用、高效、经济地生产出具有复合加工能力的CNC机床,在日趋激烈的市场竞争中求得生存并发展,也是产品研发的主要目标和方向。为此机床的设计与制造者们一直在做出不懈的努力。2CNC复合加工技术一个零件产品的生产,通常需要多道工序方能完成,不同的工艺方法有着不同的加工原理和特点,不同的加工工序有着不同的加工目的和要求,因此它们各自需要用着不同的加工设备来实现。在传统的制造工艺中,一个零件的制造往往就需要有多种、多台不同的加工设备来完成。这不仅增加了设备的台数和生产厂房的占地面积,从而增加了企业的投入,而且由于生产过程中零件需在工艺和工序设备间等待、运输、检查和重新定位装夹等因素,既影响加工精度,也必然增加了不少生产辅助时间。统计表明,这部分非加工时间将占到零件生产总周期的70%~95%左右,从而大大地制约了生产效率的提高。随着金属切削制造业蓬勃发展,对于传统加工方式,甚至是使用普通的分散式CNC加工方式都可能已不能满足机床用户对复杂零件的加工要求。取而代之的就是把不同加工技术集中在同一台机床上完成的集约式的复合加工方式,并已成为未来机床发展的重要方向。CNC复合加工就是把几种不同的加工工艺,放在同一台数控机床上来实现零件的加工,例如在一台数控机床上可以进行车削加工、铣削加工、钻孔加工等。CNC复合加工是近年来金属切削加工领域中最流行的先进制造技术之一。具有复合加工能力CNC机床的最大的优点就是能够通过一次零件装夹,即可实现零件多种不同工艺的加工,从而达到减少机床和夹具,免去工序间的搬运和储存,提高零件加工精度,缩短制造周期和节约作业面积的目的,为使用者带来效益。根据图1展示燃气具燃烧喷嘴零件加工图,传统的加工方式需要下3道基本加工工序方能完成:使用CNC车床或者小型液压仿形车床来加工外圆轮廓;使用钻床安装分度卡盘或者专用夹具实现来分度钻孔;使用钻床安装专用的快换夹头来实现侧面的钻孔和攻丝。而在具有复合功能的CNC车床上生产时,通过一次工序装夹,简单的NC编程就能方便快速的实现上述所有加工步骤,极大的提高了加工效率。

随着国内机械制造业的日益发展,越来越多的中高端瑞士型纵切车床和车铣复合机床已经得到广大客户的高度评价和认可,并在精密五金加工,电子,通讯,精密仪器仪表,航空,汽车,医疗,钟表等行业得到广泛的应用。但是针对此类中高端机床的编程大部分还局限于手工编程,我们都知道手工编程适用于点位加工或简单几何形状的零件加工,同时要求程序的计算简单,程序段较少。但对于形状复杂的零件,手工编程的工作量大且数据的处理繁琐,容易出错,程序的在机测试时间较长。那么产品的报价和生产周期就会延长。这些从一定程度上大大限制了机床在加工方面的优势,影响了企业的竞争力和快速发展。因此寻找一个专业的编程软件的呼声也越来越高。 Delcam Partmaker是英国Delcam一个专业的针对瑞士型纵切车床和车铣复合提供良好解决方案的CAM软件。首先介绍一下Delcam Partmaker主要的功能模块:·PartMaker Mill: 支持2.5D, 3, 4 and 5轴加工中心编程; ·PartMaker Turn: 支持2轴车削编程; ·PartMaker WireEDM: 支持2到4轴线切割编程; ·PartMaker Turn-Mill: 支持全系列多轴以及带铣削动力头的车铣复合编程,支持近15年来所生产的全品牌全系列车铣复合加工中心; ·PartMaker SwissCAM: 支持所有类型的瑞士型车削加工中心编程。下面结合实例介绍一下Delcam PartMaker SwissCAM和Delcam PartMake Turn-Mill在瑞士型纵切车床及车铣复合上的编程优势。 1PartMaker的“divide and conquer”编程策略专利技术可使CNC瑞士型机床的编程更简单;其编程原理是将复杂的工件表面分解成一系列的平面和简单表面,在不同的FACE窗口实现如车削、平面铣削和柱面加工等的单独编程。通过对下图所示的零件编程,我们就可以更深的体会PartMaker SwissCAM的功能优势。2.A. 绘制几何图形,在PartMaker中工件设计可以由PartMaker内置的绘图软件包进行快速及容易的工作准备,或者也可以由其他的CAD系统直接输入,PartMaker提供多种文档输入格式,如DXF ,X_T Parasolid,X_B Parasolid,SLDPRT SolidWorks Part File,IPT AutoDesk Inventor Part File,STL File,ProE File,STEP file。 B. Setup Faces,产生毛坯模型。 C. Prepare ToolsPartMaker提供刀具库用于管理主刀架、刀塔、前后刀架的应用,并自动按要求为瑞士型车削中心设置“刀具偏置”;每把刀具的切削进给和主轴转速自动进行计算。 D. Create Features 在不同FACE窗口定义我们需要的加工特征,在切削路径的产生中自动选择加工刀具。E. Visualise Cutting PartMaker提供的加工过程运动方针可使用户在计算机屏幕上观看CNC瑞士型机床的实际切削过程。F.Optimise Process过程优化表格可以显示机床在主主轴和从主轴上的每一步加工进程,包括切削进给、主轴转速和切削时间等信息。你可以仅仅通过鼠标的选择和点取,就能很快地对所有加工进程进行同步优化。 G. Output NC Code PartMaker SwissCAM 能够输出包括机床特殊“等待”和“同步”指令的G代码NC文件,其中“等待”和“同步”指令为自动加入;相对手工编程可以减少机床的等待时间,提高编程效率和质量,减少产品的生产周期。 PartMaker SwissCAM 支持向绝大多数瑞士型机床输出多同步的NC代码,包括Citizen, Star, Tsugami, Miyano、Tornos, Hanwha 和其他类型的瑞士型机床。 3.PartMake Turn-MillPartMake Turn-MilL针对的是车铣复合设备,可简单容易地进行车铣复合特征的加工,支持极坐标铣加工、柱面铣加工和Y轴铣加工,将复杂工件分解成一系列平面以及旋转表面。能够非常方便地实现材料的装夹,推进,平衡。PartMake Turn-Mill的编程原理和过程同PartMaker SwissCAM基本上是一样的,在这里就不另作介绍了。PartMaker SwissCAM和PartMake Turn-MilL的主要客户涵盖于航空,医疗,汽车零部件,电子通讯行业,钟表行业,五金行业。不少客户给于PartMaker极高的评价,比如: “PartMaker SwissCAM 改变了我们的业务方式。 通过使用PartMaker-SwissCAM,我们能确保在第一次对工件编程就会获得成功。PartMaker SwissCAM 帮助我们在开始使用的30天内就减少了50%的机床装夹时间,提高了生产效率。源自Lenny Bennett, CNC Supervisor, Amphenol Inc. “PartMaker-SwissCAM 是瑞士型车削中心编程真正的市场领先产品。是我们能够发现的能全面满足我们企业任何一种瑞士型机床编程的唯一系统。” ——Brian Korczynski, Supervisor Process Eng., Biomet, Inc. (3i division)。 综上所述,Delcam PartMaker SwissCAM和Delcam PartMake Turn-MilL在瑞士型纵切车床和车铣复合的产品编程上,轻松编程的同时又能很好地保证加工的效率和质量,尤其是Delcam PartMaker能够提供丰富的后置来满足不同厂家,不同型号的设备的要求。(end)

为了迎接多品种小批量生产、变量变品种时代的到来,在今后激烈的国际市场竞争中取得胜利,金切机床加工的复合化技术成为关注的焦点。近年来复合加工机床发展迅速,把不同加工技术集中在同一台机床上,实现完全加工是机床技术发展的重点之一,也是近年来发展最活跃的技术之一。复合加工机床的最突出优点是可以大大缩短工件的生产周期、提高工件加工精度。1.综 述1.1 复合加工机的概念为了实现复杂形状工件的加工,使在一台机床上能完成复数工序和复数工种的加工,这样的机床称为复合加工机。就是说,在复合化机床上可以实现完全不同性质加工过程的加工。复合加工机功能范围随着时代变化而变化。有一时期,曾经把加工中心称为复合加工机。可是,一般的加工中心不能超出某种切削加工范围。现在的复合加工机已不是那时的复合加工机,具有本质上差异。现代的复合加工机是更进一步复合化的开发,如在车削中心上装载有回转刀具的铣削功能,在加工中心上有车削功能,最近又出现了不同原理加工方法的集约如激光加工和切削加工的复合等,进一步提高机床复合化程度。1.2 复合加工机的发展 日本复合加工机开始上市是在上世纪70年代末80年代初。现在的森精机制作所HITEC的前身日立精机株式会社,1979年开发了51‘C型数控复合车床,有铣削主轴和y轴、刀具自动交换装置、车削主轴分度功能(C轴)构成了复合加工机的原型。1983年,日本YAMAZAKI MAzAK株式会社也开发了有铣削功能的S乙ANT40ATC型CNC复合车床,成为今日复合加工机的基础。 欧洲最早出现的复合加工机原型在意大利和奥地利。意大利Mandelli公司(现下属于意大利RIELI0集团)开发的Mandelli 800U型卧式加工中心,除铣削功能外,还具有车削功能,是一台以铣削为基础的铣车复合加工机。奥地利WFL车铣技术公司在曲轴专用车铣加工机的基础上发展成现在的M系列大型车铣复合加工机。1995年EMAG公司开发了倒置型数控立式车床。在这台机床上,除主轴具有工件上下料功能的同时,还有工件库、测量功能,是一台综合的生产型复合加工机。由于是倒置式主轴结构,切屑容易排出,适合于干切削,是一台环保型机床,引人注目。最近,使用范围正在扩大,也可以加工重的工件。 现在已有很多机床制造企业都开发了用于复杂工件加工的复合加工机,有的可完成从粗加工到精加工的所有加工。1.3 复合加工机的种类1.3.1车削为主型以车削加工为主的复合加工机是车削复合中心。车削复合中心是以车床为基础的加工机,除车削用工具外,在刀架上还装有能铣削加工的回转刀具,可以在圆形工件和棒状工件上加工沟槽和平面。这类复合加工机常把夹持工件的主轴做成2个,既可同时对2个工件进行相同的加工,也可通过在2主轴上交替夹持,完成对夹持部位的加工。现在,加工2个工序以上的工件占车削加工的大多数。对这些工件进行高效、高精度加工,有以下3种技术。(1)内外加工集中化 在机内装有1次加工(外表面)以及2次加工(内表面)的各种功能的1次/2次加工机。(2)加工的复合化 除车削加工,机内还装有铣削加工、磨削加工等各种功能的工序集中的加工机。(3)智能化 机内具有储存、运输、加工一体化、工件识别、工件夹持控制、适应控制、信息网络等最新监控技术的单元加工机。1.3.2 铣削为主型(1)加工中心的多轴化 五轴控制,除又、X、Y、Z三轴控制外,为适应使刀具姿势变化,可以使各进给轴回转到特定的角度位置并进行定位的五轴加工机。五轴加工机的使用方法有两种:①用回转轴分度,使工件相 对于刀具倾斜,在这个状态进行三轴控制加工。②同时使所有的控制轴作连续运动,即五轴联动,可以对叶轮等具有外延伸曲面形状的工件进行加工。五轴联动加工机的特点是可以避开切削速度变为零的加工条件;可以用伸出长度很短的刀具;可以在一次装夹下加工外延伸曲面形状的工件等。 六轴控制,用多轴控制铣削类加工机不能模拟复杂形状工件加工,而复合加工可以。例如对有锥度形状和四角形状槽类等工件的加工,以前不变换加工工种是无法完成加工的,必须把工件转到电加工机床上加工。可是如采用回转刀具,使刀具一边作6轴控制运动,一边作摆动切削加工,就可在一台机床上完成加工。而且精度、效率也可以提高。如使用非回转刀具,必须控制回转主轴的回转位置,此时六轴控制是必要的。用六轴控制加工时,采用非回转刀具时,切削速度同等于进给速度,不能进行高速加工;而用回转刀具则能适应原不能加工部位和形状的加工,无需转换工种,仅用切削加工就能一次完成全部加工,效率较高。 (2)加工中心的复合化 除铣削加工外,还装载有一个能进行车削的动力回转工作台。1.3.3 磨削为主型磨床的多轴化,原来只在无心磨床上可见,多数是以装卸作业自动化为目的。现在,开发了在一台机床上能完成内圆、外圆、端面磨削的复合加工机。例如在欧洲,开发了综合螺纹和花键磨削功能的复合加工机。1.3.4 不同工种加工的复合化把多种不同原理的加工类型集约,如切削与磨削、研磨的复合;用激光功能把加工后热处理、焊接、切割合并;加工和组装同时实施等。还有,集中车削和铣削功能,特别是齿轮加工功能等的独特的生产型复合加工机;与激光加工复合,开发了装有磨削功能和激光淬火功能的复合机床等。在欧洲还开发了机械铣削功能、激光三维加工功能等集约的复合加工机。1.4 复合加工机优点举例比较表1列出了日本YAMAZA田MAzAK株式会社、0KUMA株式会社和森精机制作所3个公司使用复合加工机与采用原方法的效果比较。由表中可知,采用复合加工机可以大幅度缩短工件制造周期,减少设备占地面积、降低制造成本。

依据海关出口统计资料,2008年1~10月台湾工具机之总出口值达到32亿3,095万美元,较之上年同期成长14.2%,出口情况适度增长。其中切削工具机为25亿7,401万美元,较上年同期成长15.8%。而成型工具机出口额为6亿5,694万美元,较之上年同期成长8.2%。而进口则负成长 35.5%,显示高科技产业对设备需求下滑。

图1 燃气具燃烧喷嘴

工件 风力发电机机壳1 0英寸液压卡盘本体 纸杯模 项目 原来 MAZAK 效果 原来 0KUMA MacTum 效果 原来 森精机 效果 方法 e410H 方法 350-2SM 方法 MT2000SZ 总工时 44h 6h43m 1/7 400min 85min 约1/5 21天 3h10min l/53 机床台数 4 1 1/4 5 1 1/5 4 1 1/4 操作者数 4人 1人 1/4 2-3人 1人 4人 1人 1/4 工序数 8 1 1/8 5 1 1/5 6 1 1/6 夹具数 6 0 - 5 2 2/5 5 0 - 夹具费用 360万 0 - 180万日元 60万日元 1/3 260万 0 - 工序管理 复杂 简便 - 1 1/2-1/3 1/2-l/3 1 1/10 l/10 占地 大 小 - 约66m2 约32m2 约l/2 大 小 约3/8

FC-TC10 双子星CNC车床 FC-TC10 双子星CNC车床双主轴、双刀塔,将两部独立的车床合而为一,搭配使用两套数控系统,既可个别操作,亦可联合作业,完成另一半的加工流程。具有以下特点:随着刀锋接近夹头,增大刚性,产生高刚性、高耐振性,实现高精度加工。可加工压缩机零件、变速箱传动零件、动力传动零件、方向器零件及引擎零件。

3 车铣复合功能的实现以及和经济型CNC车床的差异3.1 机械结构的差异以车削为基础的CNC复合加工车床,通常是以普通CNC数控车床为基础,配以一个多个工位的刀架和动力旋转刀具发展而成,加工对象主要是轴类、盘套类等回转体零件。除主要进行车削加工外,还可以进行部分的铣削、钻孔和攻丝等加工。为了实现在一台车床上通过一次装夹,便可对回转体零件进行全部或大部分的加工,因此在它车床的床身上,除了可以安装一般的车削刀具外,还要具有能够安装上铣刀、钻头和丝锥等旋转的辅助动力装置,这点是具有车、铣复合功能CNC车床机械结构上区别于经济型车床的显著特征。3.2CNC控制系统的差异C轴功能。对于具有车、铣复合功能CNC车床,它控制系统的主轴通道,除了能够执行S代码主轴的功能,控制机床主轴变速旋转外,还要能够实现机床主轴可以精确分度的C轴功能和C与Z轴、C与X轴的联动功能。具有这样复合功能CNC车床不仅可以像普通数控车床那样能对回转体零件的内外表面、端面进行车削加工,还可以利用C-Z轴联动功能车螺纹,利用C轴分度功能和X或Z轴上安装的动力旋转刀具进行偏离回转体零件中心线的钻孔和铣削加工,从而大大地扩展了数控车床复合加工的能力。多轴的控制能力。标准的经济型的CNC车床通常配置1路主轴通道和2路伺服进给轴通道,而具有车、铣复合功能CNC车床,还需要增加辅助动力装置来实现钻孔和铣削加工,因此就需要控制器能够提供更多的伺服轴通道来控制辅助动力装置,满足控制的要求,如图2所示。

1.5 复合加工机的市场前景和今后发展(1)市场前景 目前,还没有对复合加工机的生产和销售状况进行统计的数据,所以只能采用类推方法来分析,即从数控系统出厂台数的形式不同和数控系统的控制轴数来分析。根据日本机床工业协会统计,1992年数控系统出厂台数为35843台。其中,装备在复合加工机上的(4轴以上联动控制)为8117台,占全部的22.6%。而2001年数控系统出厂台数为42899台。其中,装备在复合加工机上的(4轴以上控制)为13143台,比重为30.1%,比1992年增加了7.5个百分点。虽然不能说13143台都是具有复合加工功能的加工机,但是足以说明,与10年前相比,数控系统多轴化的趋势在增强。按参考数据,日本2001年数控车床和加工中心合计生产台数为31538台(数控车床18548台,加工中心12990台),2002年是22454台。由于数控系统控制不同型式的出厂台数与数控机床生产统计调查企业对象和企业数不匹配,因而不能进行简单比较。目前,可以估算,复合加工机约占数控车床和加工中心合计生产台数的20%。在3—4年后,复合加工机占数控车床和加工中心合计生产台数的50%—60%是可以想象的。其生产销售规模可以与加工中心相匹配,这就是复合加工机的未来。(2)今后的方向 最近,伴随着复合加工机需求的增加,大多数机床制造厂都进入该市场。目前,在数控车床上增加加工功能的例子很多。欧洲机床制造厂也考虑增加在加工中心上加入车削功能的机床,复合加工机突然进入激烈的竞争时代。因此,工厂的产品如没有自己的独特之处,就难以在激烈的市场竞争中取得胜利。今后,复合加工机不会仅停留在车削和铣削上。从淬火、磨削、压人到冷压成形、超声波加工、激光加工等不同工种将都可能组合到一台机床上,朝一台完成型加工机的方向发展。2 欧洲复台加工机的最新发展最近,欧洲复合技术的发展是以异质技术的复合为主流。下面主要介绍德国等欧洲机床制造厂开发的最新复合化技术。(1)车削十磨削加工(图1) Emag公司是倒置式立式车床的鼻祖,收购了Reineker公司和Karstens公司磨床制造厂后,集中力量发展硬车十磨削加工技术。开发除进行车削加工外,还可进行铣削、磨削、齿轮加工等的复合加工机(该厂称为多功能中心)。面向轴类工件的卧式生产中心也正在商品化。德国Schaudt Mikrosa BWF公司开发了STRATOS系列车磨中心,可对齿轮和类似工件的内孔、端面、锥面进行硬车和磨削。机床也采用倒置式主轴结构,其特点是在床身垂直面上最多可配置安装4—5个刀塔和磨头。系列有小中大3个品种,加工工件最大回转直径380mm、宽度(100/150/200)mm,卡盘直径(125—210/210—260/260—320)mm。(2)超声振动切削技术(图2) 德国Hermann Sauer公司开发了全新的超声振动切削技术,额定激振频率为20kHz,用于加工硬脆材料。由于切削进给速度大大提高,使切削效率提高到普通切削方法的4—5倍。

泰精全圆钨钢铣刀片系列

图2 多轴加工

图1 Emag/Reineker VSC250 HDS倒置式立式车磨复合机在一台机床上可进行硬车和磨削加工

针对模具制造和零件加工推出两款系列独家设计产品:全圆钨钢铣刀片RDLT1003(5R)带六分度底座、RPMT1204(6R)带八分度底座以及增加流畅排屑几何曲线的长方形刀片APKT1003 和 APKT1604。这两款产品均采用来自欧洲极细超微粒1μm基底材质加上新的TAilN复合PVD覆膜,改善已往多层膜使得刃口过于钝化的情形,仍具有抗高温、低沾粘的双重特性。非常适合铣削预热、高硬度HRC52钢件和高韧性,高黏性不锈钢的加工。无论是钢性佳的高转速机床或传统型机台,均能各自选用适合的刀片来进行优良的加工。全圆钨钢铣刀片RDLT1003(5R)带六分度底座、RPMT1204(6R)带八分度底座,能够有效防止震动、返转,完全不需要使用压板进而提供更大的空间排除切屑。长方形刀片APKT1604的凹口设计在螺旋下刀、Z字型坡铣时提供额外的稳定性,减少刀体震动改善加工表面质量。

4基于中达电通自动化平台的车铣复合加工解决方案综合上述的分析,我们了解到从经济型车床向具有复合加工能力的CNC车床的转变是需要在机床电气控制架构和机械设计两个方面同时入手来满足的要求的,对于后者因为每个机床制造商的机台设计不尽相同,而利用中达电通CNC系统的PLC的开放性完全可以满足不同的机械设计需求,本文对机械部分不再做讨论,主要介绍中达电通在电气控制方面能够提供的整体解决方案。机电自动化产业制品丰富的中达电通除能够提供PUTNC-H4CL-T加强型车床数控系统来满足具车、铣复合功能的CNC车床的控制要求外,还能够提供台达 ASD系列交流伺服系统、台达VFD-VE系列交流变频器,CS7主轴专用编码器等全套工业自动化产品来满足电气控制方面的需求,使机械制造商有能力在现有生产能力的基础上能够简单、实用、高效、经济地生产出具有复合加工能力的CNC机床,从而为机械制造商和最终用户带了更大的利益。4.1CNC 控制系统介绍基于金属切削制造业对具有复合加工能力的CNC机床的市场需求和未来发展的技术趋势,中达电通在2006年底将PUTNC-H4CL-T加强型车床数控系统推向市场。创新设计的PUTNC-H4CL-T加强型车床数控系统采用了全新的硬体设计架构,完全继承了中达电通数控系统的稳定性和操作易用性的特点,使其性能更加出色。PUTNC-H4CL-T技术特点:

Deckel/Mcho/Hermann Sauser制造的DMS35型超声波加工机

日本北川铁工所高煞车力新型第四轴GT-200

图3 PUTNC-H4CL-T数控系统

这项技术目前在DMS35型和DMS50型超声波加工机上作为标准配置装备。DMS35机床的3轴行程为240 mm(1/轴)、340mm(Z轴)和350mm(X轴);而对于DMS50机床的X轴行程为500 mm、电动机功率为1.8/1.3kW,主轴最高转速为3000r/min(选择60000√min),最大进给速度可达到5000mm/min 。(3)磨削十电加工 德国WALTER公司是生产工具磨床、切削刀具和精密工具测量机的著名制造厂。该厂新近开发的Helitronic Power十Diamond型CNC工具磨床是以二变一概念开发的新品种。在这台机床上可以实现放电加工十磨削加工,非常适合金刚石工具的高效高精度加工。该工具磨床有生产型和装有上料装置等5个机型,磨削主轴电动机功率可在9—24kW范围内选择。(4)铣削十棒料加工(图3) 德国HERMIE公司是从事铣床、加工中心生产的机床制造厂。该厂的新机型S100M棒料加工中心,与车削中心的区别是装备有高刚性的重负荷铣头,可对棒料工件进行铣削、孔槽加工、攻丝和车削加工。棒料工件回转360。(A轴)、铣头滑座回转270。(B轴)。加工捧料最大尺寸为480mm×l 000mm,用5轴控制可实现圆形、角形工件加工。机床配备有可储备7根棒料的自动上料装置,可长时间无人值守加工。

此次展会德贸将展出日本北川铁工所机床产品如高煞车力新型第四轴GT-200、高精度第五轴TT系列、放电加工机专用第四轴DM-100等。其中,GT- 200使用空压便可提供最高820N-m的煞车力,大幅超越市面上所有同等级油压第四轴,可省下加工中心需加装油压泵的费用,并可有效减少加工时间,且依然保有高精度,最适合重切削加工.高精度第五轴TT系列,碟煞设计让倾斜轴于五轴加工时,仍能保持完美的精度。

开放式的系统架构,內含嵌入式 PLC。 LCD界面可规划 ,能够满足不同机械制造商的客制化需求。10.4寸彩色液晶显示器,视野更大、更清晰。分体式操作平台,使用更方便,操作更灵活。最大控制伺服通道数:4路伺服轴。主轴控制通道数:可以控制1路伺服主轴或变频主轴,主轴控制具有S主轴功能和C轴任意角度分度功能。车、铣一体机的设计理念,能够实现C与Z轴、C与X轴的联动功能,可以进行螺旋槽铣削,高精度螺纹加工等丰富加工功能。配合铣刀、钻头和丝锥等旋转的辅助动力装置能够实现刚性攻丝、、X轴向钻孔、Z轴向钻孔、偏心刚性攻丝等复合加工功能。4.2CNC系统的参数配置使用PUTNC-H4CL-T车床数控系统的参数界面,机床制造商可以方便的通过相应参数配置来实现主轴机能和辅助动力头功能,而无须对CNC的PLC程序进行编辑。从而可以更轻松的构建CNC车床复合加工所需各项控制机能,如图4所示。

图3 Hermle公司S100M型摔材加工中心,用五轴控制加工多边形件

巨均液压插装阀及整合回路

图4 数控系统的自动界面和主轴参数配置界面

德国DMG集团也开发了DMC60S棒料加工中心,可对棒料工件进行六面铣削加工。除棒料工件主轴进行360。回转(4轴)、工件主轴座上下移动(Z轴)、铣头150°摆动(B轴)、X/2,轴移动外,机床还装有可进行90。回转的翻转卡具。在加工时,翻转卡具的卡爪处于下方。当铣削加工工序完成后,要用片铣刀切断棒料时,翻转卡具回转180°,使卡爪转到上方并将工件夹住。工件被切断后,卡爪反时针回转90°,此时可用铣刀加工工件第六面。此外,机床还配有尾架,以提高被加工工件的刚性。尾架一般处于工件主轴下方,需要时向上移动到与工件主轴同一轴线上,用顶尖将工件顶紧。瑞士Willemin—Macodel公司开发的具有棒料上料装置的W408B五轴棒料加工中心,适于小型工件的六面加工。加工棒料最大直径423mm;铣削主轴转速50—30000r/min,铣削主轴摆动范围—10°~十100°;工件主轴有A轴,分辨率0.001mm;机床采用动柱式结构。为了实现六面加工,在工件主轴下方设有一个翻转夹具,用以夹住被片铣刀切断的工件,并翻转90°,以便铣削主轴对切断面进行加工。(5)多轴自动车床十滚刀切削头(图4、图5) 德国Index Werke公司收购了生产多轴自动车床和单轴自动车床的Truab公司,在立式车床上应用并联机构等新一代技术,其在技术上的挑战姿态受到世界机床界的关注。

巨均公司能够供应各类性能优异与质量精良之液压插装阀,具有以下特点:电磁阀磁滞现象小、电磁能量少、切换速度快、高效能,低泄漏的设计可提供灵活的运用;各式单向阀及导压止回阀,常用于执行液压缸与马达的保压和定位,成本低、压降小,应用十分广泛;压力控制阀的类型有直动式与平衡式,具有优秀的压力控制且能快速反应,用于安全保护,能使得操作平稳、顺畅,精确度高,且可重复使用,值得信赖;限流阀及流量阀附压力补偿能够精确的调定所需流量,及掌握系统的压力变化与流速的稳定。此外,巨均还可供应液压整合回路,将各种控制功能之回路整合于单一阀块上。单一阀块却具有多重控制功能。此整合技术不但可精简系统而降低成本,亦因管路连接减少进而降低系统内可能性的泄漏。液压插装阀专业设计与制造。性能优异、质量精良,价格具竞争力。我们可以根据客户的需求,使用各类控制功能的插装阀配合特制的阀体以简化液压阀块进而节省空间、降低成本、提高效率。

4.3CNC车床复合加工的NC编程对于PUTNC-H4CL-T车床数控系统,系统已经开发了专用的NC指令代码,可以方便的控制主轴分度、辅助动力头旋转、实现刚性攻丝、、X轴向钻孔、Z轴向钻孔、偏心刚性攻丝等复合加工功能。表1列举了常用的NC指令代码。

图4 Indek公司MS32型6轴自动车床

台神钻头产品

表1 复合加工常用NC编程代码

图5 Indek公司MS32型6轴自动车床装载的滚削装置

台神工具MMC TAISHIN(三菱金属集团)成立于1989年,从生产一般直柄钻头,斜柄钻头,诺氏钻头等,一般用钻头起家,经过近二十年不断努力研发,已成功开发 NC用直柄钻头G-KNSD系列,G-MUD系列,快速钻头V/G-KSPD及定点钻头KNCD等系列,近年来更进一步发展精密钻孔用MUDSS系列,不论产品质量及产品种类都在HSS钻头业界居于领导地位。另外因库存丰富, 非标产品交期快速,广受赞誉。

5台达 ASD系列交流伺服系统台达ASD-A系列进阶型交流伺服系统和ASD-B标准型交流伺服系统是台达电子分别于2003年和2005年面向市场推出的2款主流伺服产品,能够全方位满足工业用户的需求,特别在CNC机床的应用上性能表现更加优异。台达伺服针对于CNC机床领域特点:内建完整的三种基本控制机能,可以方便的和上位控制器连接。动态响应性好,伺服整定时间1ms、空载状态下-3000RPM~3000RPM的加速时间10ms。PDFF强健式控制架构相应更快速、对外部干扰有更强的抑制补偿能力,从而能够保证车刀切削瞬间,或者其它外力突然介入时,伺服定位或定速被影响很少,如图5所示。伺服的自动增益调整功能,能够自动评估负载情况并合理设置伺服增益,从而使伺服调试更简单、更快捷,且伺服定位更精准,无超越量和加速度过冲。

Index公司的Multiline MS系列是具有高生产率的多轴自动车床,具有高精度、柔性、快换刀具等性能。由于采用模快化设计,18中刀架模块,能适应用户不同需要。Multiline MS32G总共有6对双主轴,前面和背面可同时加工。12根主轴由12台电动机单独驱动。为得到最佳切削速度,均可以进行速度控制。机床上还可装载滚刀切削模快(选用)。机床主轴最高转速6300r/min,刀具滑板J/2轴行程68mnJl60 mm,主轴相对移动量240mm,加工最大棒料直径32mm。(6)珩磨十激光加工(图6) 德国Gehring公司于上世纪80年代中开始专注于珩磨技术的发展。现在,它的用户主要在汽车制造行业,约占其销售总量的75%。该公司的最新技术是激光珩磨。它把激光器(60W/N/d.YAG)装在珩磨机上,用激光对缸体珩磨内壁表面进行强化加工,并强制形成润滑油腔。可以预料,这种激光珩磨加工技术将会在汽车等行业得到推广应用。

北平精密磨床及刀具

图5 PDFF控制架构

图6 Gehring公司独自开发的激光头(YGA/60W),用激光在缸体内表面形成润滑油油腔

北平精密公司专业供应工具磨床、钻头磨床、工具刀具磨床、端铣刀研磨机、雕刻刀研磨机、CNC工具磨床,还能研磨如钻头,攻牙刀,端铣刀,圆鼻刀,球刀等各式刀具,百分百在台生产制造完成,曾经荣获瑞士发明展金牌奖,产品深受国。内外使用者肯定。产品具有以下机械特色:设定简单、操作容易、研磨快速且精准。

提供共振抑制功能和低通滤波器功能,能够有效弥补机械的不足和缺陷。台达ASD-A系列进阶型交流伺服系统更具有分度定位功能,配合CNC系统PLC的I/O规划能够轻松实现伺服刀库控制,参见图6。

3 日本复台加工机的最新发展 日本的复合加工机主要是以车床为基础而发展的车铣复合中心。主要代表产品是YAMAzAKI MAZAK株式会社的INTEGREX系列车铣复合中心,并在实际生产上得到广泛应用,取得了可观的效益。此后0KUMA铣床株式会社和森精机制作所也开发了车铣复合中心。2l世纪初,YAMAzAKI MAzAK株式会社又开发了复合化程度更高的INTEGREX e系列复合加工机。现将日本复合加工机发展情况介绍于下。3.1 工序完全集中方式0KUMA株式会社的MACTURN 250/350系列车铣中心,采用对置主轴结构,9轴控制,可进行外径车削、倾斜面加工、滚齿加工、凸轮和偏心等加工。由于工序高度集中,因此可大幅度缩短工件加工周期,提高加工精度。YAMAZAKI MAZAK株式会社的e—1060V/6铣车中心是以五轴卧式加工中心为基础开发的复合加工机。其最大特点是可实现大的y轴行程(1060 mm)和具有2700kg工件的承载能力。e—410H—S和e—650H车铣中心是车床与加工中心的集合,采用动柱结构,也具有大的y轴行程,铣头(B轴)摆角可达240。。根据需要还可配置长锤杆、激光淬火功能和磨削主轴,大大扩大了加工范围。森精机制作所的MT—2500车铣中心是车床和五轴加工中心的复合,左右对置两个车削主轴,在车削主轴中心线上下有两个刀座,为双主轴双刀台结构。上刀座(刀具主轴)除具有X、I/、Z三轴直线运动外,还可以绕y轴作JZ平面回转(B轴功能)。上刀座装备ATC功能。下刀座可以沿X、I/轴移动,是塔式刀座。CITIZEN精机也按照在一台机床上完成工件所有工序加工的理念,投入了CINCOM系列机床生产。CINCoM M32—5是双主轴、3刀台、10轴混合控制的多轴多系统机床,可进行高功能、高生产率加工。中村留精密工业的SuPerNTJ复合加工机,是在原有4轴车床的上侧刀塔加装了回转轴(B轴)发展起来的。其最大特点是一个横向刀架可以进行径向、端面方向和斜方向加工。以前的机床,端面方向的加工用直线型刀架,角度于LA口工是必须用角度型刀架。对于SuperNTJ,因为有回转轴,上述这些刀架可以不要,所以,工序集中容易、刀具费用减少。还有,因装载大功率的铣削电动机,故可进行铣削加工。这样,更扩大了加工范围。3.2 使用为主体的模式化方法潼泽铁工所的TMM250是根据不同需求环境,确立各种完结型加工单元的,把复合加工机模式化,通过部件的组合,以短的交货期适应各种各样用户需要的机型。模式1为复合多系统车床,模式3为加强铣加工主轴型的复合加工机。TMM—250模式1,标准配置是2个主轴,左侧主轴配22kW主轴电动机,10英寸卡盘;右侧主轴配18.5kW主轴电动机,10英寸/8英寸卡盘。森精机HITEC的SUPER HICELl250是用工序集中实现完全加工的5轴(X、Y、Z、B、C)机床,副主轴也有C/Z刀台,0.00l°分度(轴B)(选件)。STAR精密的ECAS20,以复杂形状速成为理念,从机械、控制两方面达到高效率加工。采用混合系统和相对的刀台,以快速、容易地实现复杂工件的加工。在所有的面都装有回转刀具刀台,可以正反两用。机床追求提高操作性、作业性和生产率。高松机械工业的XY—120,Y轴行程扩大到±30mm,两个主轴间距离扩大为100mm,加工范围大幅度扩大。12角刀塔都可装回转刀具,副主轴也设有Cs分度控制功能,可以实现内外面的完全加工。设有选用的VDI刀塔,缩短了工序作业时间。MIYAN0的BNJ—34S,左右有两组主轴和刀塔,可完全独立地进行内外面同时加工。仅在副刀塔分度时,为避免干涉,副主轴必须左右移动。与一般的2个主轴、1个刀塔的机床相比,加工时间最大可缩短40%。大限丰和机械的VTM—80YB,追求复杂工件立式车削加工的合理化。大工件、复杂形状工件采用APC方式(工作台自动交换系统)。由于有B、C轴回转,可用同一个刀具进行立、卧加工和斜孔加工,可以缩短加工时间和大幅度削减夹具费用。机床采用两面定位的刀柄,能适应重切削。0—M制作所的0mega 60YB在X、Y、Z、C轴的基础上,附加了刀具主轴的回转分度功能(6轴),成为五轴控制机,可以加工复杂形状的曲面,达到加工工序的高度集中化。由于工序集中,缩短了总的工序时间和消除了由于工件装卸误差引起的精度下降。可以进行各种加工(凹槽、孔、螺纹、内表面台肩和T型槽)。由于各轴、APC的高速化,缩短了辅助时间。本间金属工业的STAC—25MF,在原有的车削中心的X、2、C轴的基础上附加了Y轴(工作台前后进给定位),还装备有刚性好的角度头附件。因此,兼备有立、卧加工中心的功能,在多品种小批量生产中能发挥其作用。在一台机床上,从车削加工到多面、五面加工的铣削、钻孔、攻丝和锤孔能一次装卡完成。 3.3 磨台自动回转方式 磨削加工复合化机床有丰田工机的GU4—100R,由于磨台能自动回转,在一次装卡下,可完成外圆、内圆和端面磨削,内外圆的同轴度可达0.15μm,圆度可达0.2μm。它用大直径的斜角砂轮加工外径和端面;用大直径直砂轮加工圆柱面。NAGSINTEGREX的超精密成形平面齿轮加工机,是以超精密平面磨床为基础,装载了超精密分度盘(±l/1000)、内齿磨削装置、平面磨削机台、超精密回转工作台,可以进行外、内齿的超精密加工、超高精度平面加工、超精密镜面加工。现在的复合机加工方法包括切除加工和热处理。切除加工有车削、铣削、齿轮滚削、钻削、攻丝、锤孔、旋铣等切削加工和磨削加工。热处理,目前仅在部分机床上配备了激光淬火功能。今后,用YAG激光焊接和用C02激光作切除加工在提高精度等方面将会发挥积极作用,与机械切除加工等有机地融合,定会出现新的复合化的结合。4 我国复合加工机发展我国复合加工机刚刚起步,主要是车铣复合加工机。首台复合加工机出现在2001年中国国际机床展上,是由沈阳机床股份有限公司与德国MAX MULLER公司合作生产的车铣复合中心。刀库为盘形刀库、16个刀位,在机床右侧,采用无机械手换刀。2003年中国国际机床展上,沈阳机床股份有限公司展出了多台自行开发的车铣复合中心,有SSCK 40—5车铣复合中心、SSCK 80—5/2000车铣复合中心、CX6154车铣复合中心和SSK—U6035专用复合车铣中心。其中SSCK 80—5/2000车铣复合中心,最大加工直径¢800mm,加工轴类工件最大直径¢600 mm,加工长度2000mm,Y轴行程十200~—150mm,B轴摆动范围180°,工件主轴转速2800r/min,主轴功率37kW,铣削主轴转速4000r/min,主轴功率22kW,X、Y、Z、C、B五轴控制。江苏多棱数控机床股份有限公司展出了自行开发的CXH7525车铣复合中心,是车床和加工中心的组合。采用动柱式结构,有大行程的Y轴,为抛620mm,最大加工直径¢500mm,加工长度lO00mm,铣头摆动范围240°,可实现4—5轴联动。虽然,我国复合加工机发展起步较晚,但是早已在实际生产上使用复合加工机。在上海汽车齿轮厂,使用了进口的德国EMAG公司的VSC250 HDS型车磨复合加工机和瑞士Reishauer公司的RZF蜗杆砂轮齿轮磨削十珩磨复合加工机。在曲轴加工和凸轮轴加工、以及科研、新产品制造上也已使用了不少进口的车铣复合加工机,如日本MAZAK公司INTEGREX系列车铣中心、德国INDEX公司的车铣复合中心、奥地利WFL铣车技术公司的车铣中心等等。5 结束语复合加工技术的发展将会给今后的生产带来革命性的巨变。工厂的生产的模式、生产的组织、生产的管理将发生变化。预示着一个完全加工时代即将到来,即在一台机床上从毛坯直接加工成工件成品,送入组装、总装进行装配,实现没有在制品、没有半成品、没有成品库的真正精益生产。

长朋STAR CNC精密自动车床

图6 ASD-A系列内置的伺服分度功能

STAR CNC精密自动车床适合从简单到复杂的加工要求,充分体现STAR各机台的适用性和灵活性。其中,SR-10JC具有低成本、省空间、高生产性等特性;SR-20JC全轴快送速度35m/min,能够缩短非切削时间;SR-20JN和SR-32JN均为CNC自动车床,无回转导套式样;ECAS- 20T两个刀塔再加上背面专用的刀塔,能够实现高复杂零件的正/背面加工。

6台达VFD-VE系列高性能磁束向量控制交流变频器台达VFD-VE系列是2007年为满足高端市场推出的一款全新产品,其频率输出范围为0~ 600 Hz,而V2H型的输出更高达3600Hz,完全能够满足CNC机床高速主轴的控制需求。利用独特位置控制功能,配合H4CL-T系统的C轴机能亦可实现主轴任意角度分度功能。VFD-VE系列交流变频器特点:内置V/F,向量控制。转矩控制,以及位置控制功能。频率输出范围为0~ 600 Hz,高端机型的输出更高达3600Hz。速度控制精度:FOC+PG闭回路控制,可达+/-0.02%。低速力矩:0.5HZ可达150%。可做马达参数和负载惯量估测以及高速弱磁曲线估测功能。机械煞车控制功能、瞬时停电时减速功能。马达温度回授保护功能。7 台达CS7主轴专用编码器CS7主轴专用编码器特点:最高适应转速高达8000RPM,最高相应频率为300kHZ。机构设计能够适应重负载工作环境,耐震动,耐高温。航空接头,防护等级为IP65,适用于高油气环境。模块化设计,多种规格可选,可靠性高。8 结束语复合加工技术是未来CNC机床发展的重要方向。中达电通量身定度的整体自动化解决方案,对于机床制造商而言完全能够满足经济型机床向具有复合功能中高端机床的功能转变。让机床制造商能够寻找到更高的目标市场,产品更具有竞争力。对于机床最终用户而言,应用了复合加工技术的CNC机床,结合中达电通控制系统的稳定性和易用性,生产工艺也将由传统分散式生产转变为先进集约式生产方式,产品质量和零件的制造周期也将有“质”和“量’的飞跃,从而为其创造出更大的效益。显而易见,由于解决方案集成了单一品牌自动化平台,使得基于中达电通CNC机床的最终用户容易获得设备生命周期总拥有利益TB0(Tota1Benefit 0f 0wnerShip)最大化的经济技术特点。(end)

代机工业产品

代机工业成立于1975年,至今成为台湾最大的油压生爪及夹头配件的专业制造厂,提供国内外各大知名厂牌油压夹头适用的“油压生爪”及“夹头配件”,各类尺寸齐全,以供顾客方便选择并提高工作效率。最好的质量、最齐全的产品及最合理的价格, 是代机工业永远不变的经营理念。

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