在高速加工中,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)必須保證形成的加工軌跡,另外,在用直線段來(lái)逼近零件輪廊時(shí),為了保證精度,直線段勢(shì)必很短,從而使得零件程序變得很長(zhǎng)?；诖?計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)需要一個(gè)32位的微處理器,有時(shí)甚至需要多個(gè)微處理器,以完成高速插補(bǔ)、高速段處理和良好的待加工軌跡監(jiān)控(LookAhead)功能。為了能預(yù)先知道刀具路徑以避免在拐角處出現(xiàn)事故,計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)是具有較多段加工NC代碼軌跡監(jiān)控的能力,這與司機(jī)必須有良好的視野范圍才能高速駕駛一輛汽車(chē)有些類(lèi)似。

目前所有較高水平的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)都具有待加工軌跡監(jiān)控能力。所謂待加工軌跡監(jiān)控,就是計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)在控制加工的同時(shí)掃描待加工的數(shù)控代碼,看刀具路徑是否有方向上的突然改變,如果計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)前面必須改變進(jìn)給方向時(shí),自動(dòng)執(zhí)行加減速程序,以避免偏離程序中規(guī)定的切削加工路徑。

一些計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床制造商通過(guò)軟件來(lái)增強(qiáng)這一功能,并以此來(lái)優(yōu)化加工中心機(jī)床的性能。當(dāng)然,這些加/減速處理都是隨不同機(jī)床的動(dòng)態(tài)特性及要求的加工精度的不同而不同。

加工中心快速換刀的一些結(jié)構(gòu)方法

加工中心除了在傳統(tǒng)換刀裝置的基礎(chǔ)上提高動(dòng)作速度外，還出現(xiàn)了一些新方法和新結(jié)構(gòu)換刀裝置：

1、多主軸換刀

這種加工中心沒(méi)有傳統(tǒng)的刀庫(kù)和換刀裝置，而是采用多個(gè)主軸并排固定在主軸架上，一般為3～18個(gè)。每個(gè)主軸由各自的電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，并且每個(gè)主軸上安裝了不同的刀具。換刀時(shí)不是主軸上的刀具交換，而是安裝在夾具上的工件快速?gòu)囊粋€(gè)主軸的加工位置移動(dòng)到另一個(gè)裝有不同刀具的主軸，實(shí)現(xiàn)換刀并立即加工。這個(gè)移動(dòng)時(shí)間就是換刀時(shí)間，而且非常短。由夾具快速移動(dòng)完成換刀，省去了復(fù)雜的換刀機(jī)構(gòu)。實(shí)現(xiàn)了切屑到切屑換刀時(shí)間僅為0.4s。是目前世界上切屑到切屑換刀時(shí)間的機(jī)床。這種結(jié)構(gòu)的機(jī)床和通常的加工中心結(jié)構(gòu)已大不相同。不僅可以用于需要快速換刀的加工，而且可以多軸同時(shí)加工，適合在率生產(chǎn)線上使用。

2、雙主軸換刀

加工中心有兩個(gè)工作主軸，但不是同時(shí)用于切削加工。一個(gè)主軸用于加工，另一個(gè)主軸在此期間更換刀具。但需要換刀時(shí)，加工的主軸迅速退出，換好刀具的主軸立即進(jìn)入加工。由于兩個(gè)過(guò)程可以同時(shí)進(jìn)行，換刀時(shí)間實(shí)際就是已經(jīng)裝好刀具的兩個(gè)主軸的換位時(shí)間，使輔助時(shí)間減到少，即機(jī)床切屑到切屑換刀時(shí)間達(dá)到。由于有兩個(gè)主軸，這種機(jī)床的刀庫(kù)和換刀機(jī)械手可以是一套，也可以是兩套。

3、刀庫(kù)布置在主軸周?chē)霓D(zhuǎn)塔方式

這種方式刀庫(kù)本身就相當(dāng)于機(jī)械手，即通過(guò)刀庫(kù)拔插刀并采用順序換刀，使機(jī)床切屑到切屑換刀時(shí)間較短。這種方式如果要實(shí)現(xiàn)任意換刀，則就隨所選刀在刀庫(kù)的位置不同而存在時(shí)間長(zhǎng)短不等，遠(yuǎn)的刀可能切屑到切屑換刀時(shí)間較長(zhǎng)。因此，這種方式作為高速自動(dòng)換刀裝置只能采用順序選刀的方式。

4、多機(jī)械手方式

同樣刀庫(kù)布置在主軸的周?chē)?，但采用每把刀有一個(gè)機(jī)械手的方式使換刀幾乎沒(méi)有時(shí)間的損失，并可以采用任意選刀的方式。

如何保養(yǎng)加工中心呢？

加工中心的正確操作使用能夠防止機(jī)床非正常磨損，做好日常維護(hù)保養(yǎng)，可使設(shè)備保持良好的技術(shù)狀態(tài)，那么對(duì)于加工中心我們?cè)撊绾蔚谋ｐB(yǎng)呢?

一、數(shù)控設(shè)備的使用環(huán)境，為提高數(shù)控設(shè)備的使用壽命，一般要求要避免陽(yáng)光的直接照射和其他熱輻射，要避免太潮濕、粉塵過(guò)多或有腐蝕氣體的場(chǎng)所。精密數(shù)控設(shè)備要遠(yuǎn)離振動(dòng)大的設(shè)備，如沖床、鍛壓設(shè)備等。

二、良好的電源保證，為了避免電源波動(dòng)幅度大(大于±10%)和可能的瞬間干擾信號(hào)等影響，數(shù)控設(shè)備一般采用專(zhuān)線供電(如從低壓配電室分一路單獨(dú)供數(shù)控機(jī)床使用)或增設(shè)穩(wěn)壓裝置等，都可減少供電質(zhì)量的影響和電氣干擾。

三、制定有效操作規(guī)程，在數(shù)控機(jī)床的使用與管理方面，應(yīng)制定一系列切合實(shí)際、行之有效的操作規(guī)程。例如潤(rùn)滑、保養(yǎng)、合理使用及規(guī)范的交接班制度等，是數(shù)控設(shè)備使用及管理的主要內(nèi)容。制定和遵守操作規(guī)程是保證數(shù)控機(jī)床安全運(yùn)行的重要措施之一。實(shí)踐證明，眾多故障都可由遵守操作規(guī)程而減少。四、數(shù)控設(shè)備不宜長(zhǎng)期封存購(gòu)買(mǎi)數(shù)控機(jī)床以后要充分利用，尤其是投入使用的年，使其容易出故障的薄弱環(huán)節(jié)盡早暴露，得以在保修期內(nèi)得以排除。加工中，盡量減少數(shù)控機(jī)床主軸的啟閉，以降低對(duì)離合器、齒輪等器件的磨損。沒(méi)有加工任務(wù)時(shí)，數(shù)控機(jī)床也要定期通電，是每周通電1～2次，每次空運(yùn)行1小時(shí)左右，以利用機(jī)床本身的發(fā)熱量來(lái)降低機(jī)內(nèi)的濕度，使電子元件不致受潮，同時(shí)也能及時(shí)發(fā)現(xiàn)有無(wú)電池電量不足報(bào)警，以防止系統(tǒng)設(shè)定參數(shù)的丟失。

怎樣選擇合適的加工中心

首先要明確準(zhǔn)備加工的對(duì)象。一般來(lái)說(shuō)，具備下列特點(diǎn)的零件適合在加工：多工序集約型工件指在一個(gè)工件上需要用許多把刀具進(jìn)行加工。定位繁瑣的工件例如有一定位孔距精度要求的多孔加工，利用機(jī)床定位精度高的特點(diǎn)，很方便實(shí)施。重復(fù)生產(chǎn)型的工件適合加工單件小批量生產(chǎn)。小批量指在1-100件，每批數(shù)量不多，但又需要重復(fù)生產(chǎn)。

另外，即使工件形狀尺寸不同，但又是相似工件，易于實(shí)現(xiàn)成組加工(GT)工藝的零件。復(fù)雜形狀的零件模具、航空零件等復(fù)雜形狀工件，能借助自動(dòng)程序編制技術(shù)在加工中心上加工各種異形零件。箱體類(lèi)、板類(lèi)零件在臥式加工中心上利用回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，對(duì)箱體零件進(jìn)行多面加工，如主軸箱體、泵體、閥體、內(nèi)燃機(jī)缸體等。如果連頂面也要一次裝夾中加工，可選用五面體加工中心。立式加工中心適合加工箱蓋缸蓋、平面凸輪等。加工中心用于加工大型箱體、板類(lèi)零件，如內(nèi)燃機(jī)車(chē)缸體、加工中心立柱、床身、印刷墻板機(jī)等。

機(jī)床規(guī)格的選定根據(jù)確定的加工工件的大小尺寸，相應(yīng)確定所需機(jī)床的工作臺(tái)尺寸和三個(gè)直線坐標(biāo)系的行程。工作臺(tái)尺寸應(yīng)保證工件在其上面能順利裝夾工件，加工尺寸則必須在各坐標(biāo)行程內(nèi)，此外還要考慮換刀空間和各坐標(biāo)干涉區(qū)的限制。

機(jī)床精度的選定加工中心的精度分類(lèi)為普通型和精密型，其主要精度項(xiàng)目見(jiàn)下表：加工中心主要精度項(xiàng)目精度項(xiàng)目普通型(mm)精密型(mm)直線定位精度±0.01/全程±0.005/全程重復(fù)定位精度±0.006±0.002。