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在数控卧式镗床上利用U轴进行复合加工解决方案

2012年10月11日 09:26点击:1495作者:默认来源:>>进入该公司展台

  JIC35导读:在卧式加工中心的发展过程中,具备U轴的卧式加工中心、数控镗床无论在异型件的加工还是提高加工效率、降低加工成本,都具有很大优势。为了解决此类零件的加工,机床制造商和刀具制造商都推出了具备U轴的解决方案。
  
  一、具备U轴功能的刀具
  
  此类刀具配有CNC控制单元与机床伺服系统连接(有关技术协议需事先与机床制造商讨论),另配有连接轴完成驱动,用以实现U轴与Z轴联动,可以完成锥孔、R面、车螺纹等加工。选配的探头可进行自动测量、自动加工、提高加工精度。此方法对于普通卧式加工中心临时追加U轴功能可以满足要求。但是,在实际使用过程中,具备U轴功能的刀具存在下列不足之处:
  
  (1)刀具的伺服单元及机械结构空间有特殊要求;
  
  (2)自身结构较单薄,不适用于强力切削;
  
  (3)对于孔径差别大的或加工內容有区别的加工,仍需采用多把U轴功能的刀具,由于这是刀具,价格昂贵,所以很不经济。
  
  二、具备U轴的卧式加工中心
  
  日本新泻铁工(NAGITA)开发生产的BFN系列复合加工中心带来了新的概念,其U轴功能不仅仅解决了上述异型件的加工问题,同时也大大减少了刀具使用数量,提高了刀具集成化。其主要特点为:
  
  (1)U轴单元直接安装于高刚性主轴端部,驱动单元通过主轴内部的齿轮、齿条传动实现,使得U轴刚性大大加强;
  
  (2)U轴行程为50mm,zui大镗孔直径可达300mm;
  
  (3)刀柄形式为1/10的短锥、端面双接触刀柄,适用于高精度强力重切削:
  
  (4)采用*U轴冷却系统,与U轴保持同步旋转,增强刀刃冷却效果;
  
  (5)配有编程辅助软件(SNAP3),可简化、优化编程及程序调试;
  
  (6)另配有自动探测、补偿系统作为选择功能(机内非换刀式),自动完成“粗加工→孔径自动测量→U轴自动补偿→精加工”全过程。
  
  NIGATA的编程辅助软件(SNAP3)以宏程序的型式编制,依靠宏程序执行器调用,既提高程序调用速度又释放用户宏程序可用空间。且用户应用SNAP3编程软件编制加工程序,仅需依照加工轮廓的纵剖面,给出各拐点坐标值即可,宏程序自动安排加工工步,减少计算量及人为错误。但这种复合加工中心在机械结构及软件支持上还需进一步完善。
  
  三、具备U轴的数控卧式镗床
  

  我公司推出的数控卧式镗床TK6113、TK6111系列产品,其具有固定平旋盘和可拆卸式平旋盘。平旋盘滑块(U轴)为数控轴,利用SINUMERIK840D数控系统强大的控制功能,可实现X、Y、Z、B、W、U轴任意六轴四联动,能够很容易地完成上述异型件的加工,并且U轴行程为350mm,zui大镗孔直径可达Ф700mm,极大地提高了加工范围。下面以TK6113
  
  数控卧式镗床为例,利用SINUMERIK840D数控系统实现U轴与Z轴联动,完成锥孔、R面、车螺纹等加工。
  
  对于TK6113数控卧式镗床,具有六个通道轴XX、YY、ZZ、B、U、W。
  
  机床参数设定中基本几何轴设定为:
  
  通道轴XX轴=*几何轴(X轴)
  
  通道轴YY轴=第二几何轴(Y轴)
  
  通道轴ZZ轴=第三几何轴(Z轴)
  
  通道轴B轴=第四几何轴(B轴)
  
  通道轴U轴=第五几何轴(U轴)
  
  通道轴W轴=第六几何轴(W轴)
  
  由于SINUMERIK840D数控系统在进行插补运算时,必须插补平面,即在G17、G18、G19平面中进行插补计算,实现X、Y、Z、B、U、W轴等轴联动实现复合加工。因此在使用U轴与Z轴联动完成复合加工之前,必须*行几何轴转换,将U轴转换为*几何轴(X轴),在G18平面中进行插补运算,完成直线和圆弧插补运算,实现复合加工。
  
  如何来进行几何轴转换呢?我们接下来介绍SINUMERIK840D系统中的几何轴转换指令GEOAX,其指令格式为:
  
  GEOAX(n,channelaxis,n,channelaxis,…)
  
  n………所需转换为的几何轴号(n=1,2or3);
  
  channelaxis………即为通道轴XX、YY、ZZ、B、U、W;
  
  例如:指令GEOAX(1,XX,2,YY,3,ZZ)
  
  该指令的结果是将通道轴XX转换为*几何轴(X轴),将通道轴YY转换为第二几何轴(Y轴),通道轴ZZ转换为第三几何轴(Z轴)。这就是TK6113数控卧式镗床机床数据设定的几何轴的基本配置。在程序中用指令GEOAX()调用机床数据设定的几何轴的基本配置。我们利用几何轴转换指令GEOAX(1,U)将U轴转换为*几何轴(X轴)后,就可以利用U轴与Z轴进行插补,实现镗锥孔、车端面弧形或异型密封槽等复合加工。此外,将U轴转换为*几何轴(X轴)后,笔者创造性地将SINUMERIK840D系统中的车削加工固定循。

参考文献:机电商情网

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