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数控加工中心的基本结构

 
  常见的数控加工中心有立式、卧式之分,虽然外型结构相同,但从总体上看,数控加工中心基本上由以下几部分组成:基础部件、主轴系统、控制系统(CNC)、伺服系统、自动换刀装置(ATC)、辅助系统、自动托盘更换系统等。
数控加工中心基本结构图
数控加工中心基本结构图
  (1)基础部件
  由床身、立柱和工作台等大件组成,是数控加工中心的基础构件,它们可以是铸铁件,也可以是焊接钢结构件,均要承受数控加工中心的静载荷以及在加工时的切削载荷。故必须是刚度很高的部件,亦是数控加工中心质量和体积最大的部件。
  (2)主轴组件
  它是主轴箱、主轴电机、主轴和主轴轴承等零件组成。其启动、停止和转动等动作均由数控系统控制,并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。主轴是数控加工中心的关键部件,其结构优劣对数控加工中心的性能有很大的影响。
  (3)控制系统
  单台数控加工中心的数控部分是由可编程序控制器、伺服驱动装置以及电机等部分组成。它们是数控加工中心执行顺序控制动作和完成加工过程中的控制中心。
  (4)伺服系统
  伺服系统的作用是把来自数控装置的信号转换为机床移动部件的运动,其性能是决定机床的加工精度、表面质量和生产效率的主要因素之一。数控加工中心普遍采用半闭环、闭环和混合环三种控制方式。
  (5)自动换刀装置(ATC)
  它由刀库、机械手和驱动机构等部件组成。刀库是存放加工过程所使用的全部刀具的装置,常用的有斗笠和圆盘刀库两种,当需换刀时,根据数控系统指令,伸出机械手(或通过别的方式)将刀  具从刀库取出装入主轴中,有的数控加工中心不用机械手而利用土轴箱或刀库的移动来实现换刀。尽管换刀过程,选刀方式、刀库结构、机械手类型等各不相同,但都是在数控装置及可编程序控制器的控制下,由电机和液压或气动机构驱动刀库和机械手实 现刀具的选择与交换。
  (6)辅助系统
  包括润滑、冷却、排屑、防护、液压和随机检测系统等部分。辅助系统虽不直接参与切削运动,但对数控加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起到保障作用,因此,也是数控加工中心不可缺少的部分。
  (7)自动托盘更换系统
  有的数控加工中心为进一步缩短非切削时间,配有两个自动交换工件托盘,一个安装在工作台上进行加工,另一个则位于工作台外进行装卸工件。当完成一个托盘上的工件加工后,便自动交换托盘,进行新零件的加工,这样可减少辅助时间,提高加工工效。

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