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如何正确选择CNC加工中心?

2022-02-25 17:09:37

它是一种先进的加工设备,广泛应用于高精度、高可靠性、高效率、复杂曲面工件的加工。但是,如果选择不当,就不能充分发挥其应有的效益,积压大量资金,造成风险。广义选择主要包括型号选择、数控系统选择、机床精度选择、主要特征规格选择等。其中,型号选择和数控系统选择风险Z大,其次是机床精度和主要特征规格选择。因此,为了降低选择风险,我们可以从以下几个方面入手。

1、模型选择。

在满足加工工艺要求的前提下,设备越简单,风险越小。车削加工中心和数控车床可以加工轴部件,但满足相同加工规格的车削中心的价格比数控车床贵几倍。如果没有进一步的工艺要求,选择数控车床的风险肯定很小。同样,在经济型和普通型数控车床中,应尽量选择经济型数控车床。在加工箱、型腔和模具部件中,同规格的数控铣床和加工中心可以满足基本加工要求,但两种机床的价格差异约为一半(不包括气源、刀库等配套成本)。因此,在模具加工过程中,只有经常更换刀具的工艺才能选择加工中心。如果长时间固定刀具,则选择数控铣床。目前,许多加工中心正在用作数控铣床。普通车床也可以加工数控车床可以加工的零件,但数控铣床可以加工的零件大多不能加工。因此,大多数控铣床都有轴加工企业。

二、选择数控系统。

在购买数控加工中心时,同一机床本体可配备多种数控系统。在可选系统中,性能差异很大,直接影响设备的价格构成。目前,数控系统种类繁多,规格繁多。进口系统主要包括日本FANUC、德国SINUMERIK、日本MITSUBISHI、法国NUM、意大利FIDIA、西班牙FAGOR、美国A-B等。国内系统主要包括广州系统、航天系统、华中系统、辽宁蓝天系统、南京大方系统、北方凯奇系统、清华系统、KND系统等。每家公司都有一系列各种规格的产品。降低数控系统选型风险的基本原则是:性能价格大,使用维护方便,系统市场寿命长。因此,我们不能片面追求高水平和新系统。我们应该专注于满足主机的性能,全面分析系统的性能和价格。同时,应逐封闭系统结构的数控系统或PC应逐渐少选择嵌入NC结构的数控系统,因为该系统的功能扩展、变更和维护必须依赖于系统供应商。应尽可能选择嵌入PC结构或SOFT结构的开放式数控系统。这些系统的CNC软件都安装在计算机中,硬件部分只是计算机与伺服驱动和外部1/O之间的标准化通用接口,就像各种品牌的声卡可以安装在计算机上一样。与相应的驱动程序一样,用户可以在WINDOWSNT平台上使用开放的CNC核心来开发所需的功能,形成各种类型的数控系统。此外,除了数控系统的基本功能外,还有许多选择功能。用户可以根据自己的工件加工要求、测量要求、编程要求等选择额外的功能,包括在订单合同附件中,特别是实时传输的DNC功能中。

三、精度选择。

数控加工中心精度等级的选择取决于典型零件的加工精度。数控加工中心一般有20~30个精度检验项目,但Z的特点是:单轴定位精度、单轴重复定位精度、两轴以上试件的圆度。定位精度和重复定位精度综合反映了轴各运动部件的综合精度。单轴定位精度是指在轴行程中任何点定位时的误差范围,直接反映了机床的加工精度能力,重复定位精度反映了轴在行程中任何定位点的定位稳定性,是衡量轴能否稳定可靠工作的基本指标。在上述两个指标中,重复定位精度尤为重要。目前,数控系统中的软件具有丰富的误差补偿功能,可以稳定地补偿进给传动链各环节的系统误差。例如,螺杆的螺距误差和累积误差可以通过螺距补偿来消除。

然而,在电气控制方面,误差补偿功能不可能补偿随机误差(如传动链各环节间隙、弹性变形、接触刚度等因素造成的误差)。它们通常反映不同的运动量损失,根据工作台的负载大小、移动距离长度和移动定位速度。在一些开环和半闭环进给伺服系统中,测量元件后的机械驱动元件也受到各种意外因素的影响,如滚珠丝杠热伸长引起的工作台实际定位位置漂移等。因此,重复定位精度的合理选择可以大大降低精度选择的风险。铣削圆柱面精度或铣削空间螺旋槽(螺纹)精度是对机床相关数控轴(两轴或三轴)伺服跟踪运动特性和数控系统插入功能的综合评价,评价指标采用测量加工圆柱面的圆度。在数控铣床试件中,也有两种方形的铣削方形插入精度。这也是判断数控铣削方形四面精度的两种方形。对于数控铣床,试件的圆度指标不容忽视。定位精度要求高的机床还必须注意其进给伺服系统是半闭环还是全闭环,以及检测元件的精度和稳定性。如果机床采用半闭环伺服驱动模式,则精度稳定性应受到一些外部因素的影响。例如,传动链中的滚珠丝杠由于工作温度的变化而伸长,影响工作台的实际定位位置,影响加工件的加工精度。

四、数控加工中心主要特点规格选择。

CNC加工中心的主要特点和规格应根据确定的典型工件族加工尺寸范围进行选择。CNC加工中心Z的主要规格是几个数控轴的行程范围和主轴电机功率。机床的三个基本直线坐标(X、Y、Z)行程反映了机床允许的加工空间。车床中有两个坐标X,Z反映了允许旋转体的大小。一般来说,加工件的轮廓尺寸应在机床的加工空间范围内。如果典型工件为450mm×450mm×450mm箱,则应选择工作台尺寸为500mm×500mm的加工中心。考虑到安装夹具所需的空间,选择工作台比典型工件稍大一些。机床的工作台尺寸与三个直线坐标行程有一定比例的关系。例如,对于上述500mm×500mm的机床,X轴行程一般为700~800mm,Y轴大小为500~600mm。在某些情况下,工件尺寸也可能大于坐标行程。此时,必须要求零件上的加工区域在行程范围内,并考虑机床工作台的允许承载能力,以及工件是否与机床换刀空间干扰,以及机床防护罩等附件的干扰。数控加工中心的主电机功率也可以在类似规格的机床上有不同的配置,一般反映了机床的切割刚度和主轴的高速性能。轻型机床的功率可能小于标准机床的主轴电机1~2级。目前,一般加工中心的主轴转速为4000~8000r/min,高速机床的立式机床可达2000~7000r/min,卧式机床的功率也翻了一番。主轴电机的功率反映了机床的切割效率,另一侧也反映了切割刚度和机床的整体刚度。在现代中小型数控加工中心,主轴箱机械变速较少,通常采用大功率直流或交流可调电机直接主轴,甚至采用电主轴结构,低速切割扭矩有限,即低速输出功率下降,为保证低速输出扭矩,必须采用大功率电机。因此,同一规格的数控加工中心(数控机床)主轴电机是普通机床的几倍。当典型工件上有大量的低速加工时,必须检查机床的低速输出扭矩。


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