加工中心概述 加工中心 加工中心-现状前景，加工中心-概述

加工中心(Computerized Numerical Control Machine )简称cnc，是由机械设备与数控系统组成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床。

加工中心_加工中心 -现状前景

2012年，我国经济发展速度放缓，工业增长的乏力给整个加工中心行业产生了重大影响，现代社会，加工中心行业产能过剩所带来的负面效应开始显现。下一阶段行业将通过兼并重组吸收掉一批小厂家、淘汰一批落后企业、转移一批加工中心到国外、提高产品质量。这样既解决了产能过剩问题，又提高了加工中心行业整体水平。
2012年我国加工中心产量比例分析
2012年我国加工中心产量比例分析
市场的低迷也给加工中心企业带来了转型的机遇，企业应将主要精力由销售产品转移到提高产品的质量上来，重新设定产品线，制定发展战屡，淘汰掉落后的产品，多研发盈利能力强的加工中心，为市场回暖做好准备。
近年来，受益于国家振兴装备制造业的大环境和强劲的市场需求拉动，国内铣床工具行业出现了技术长足发展、投资热情高涨的局面。“十二五”规划已将振兴装备制造业作为推进工业结构优化升级的主要内容，数控铣床则成为振兴装备制造业的重点之一。未来，我国将重点发展高速、精密、复合数控金切铣床;重型数控金切铣床;数控特种加工铣床;大型数控成形冲压设备及数控铣床的相关部件等。
前瞻产业研究院发布的《中国数控机床行业市场需求预测与投资战略规划分析报告前瞻》显示，2011年，中国生产铣床109.84万台，实现工业总产值6606.5亿元，同比增长32.1%，其中数控铣床27.21万台，增速达15.26%，数控铣床已成为铣床消费的主流。尤其是高档数控铣床属于高端装备制造业，具有高技术含量、高技术附加值的特征，是发展战略性新兴产业重要着力点，未来高档数控铣床市场巨大。

加工中心_加工中心 -概述

加工中心(Computerized Numerical Control Machine )简称cnc，是由机械设备与数控系统组成的使用于加工复杂形状工件的高效率自动化机床。加工中心又叫电脑锣。加工中心备有刀库，具有自动换刀功能，是对工件一次装夹后进行多工序加工的数控机床。加工中心是高度机电一体

化的产品，工件装夹后，数控系统能控制机床按不同工序自动选择、更换刀具、自动对刀、自动改变主轴转速、进给量等，可连续完成钻、镗、铣、铰、攻丝等多种工序，因而大大减少了工件装夹时间、测量和机床调整等辅助工序时间，对加工形状比较复杂，精度要求较高，品种更换频繁的零件具有良好的经济效果。
数控机床实现了中、小批量加工自动化,改善了劳动条件。此外,它还具有生产率高、加工精度稳定、产品成本低等一系列优点。为了进一步发挥这些优点,数控机床遂向“工序集中”,即一台数控机床在一次装夹零件后能完成多工序加工的数控机床（即加工中心）方面发展。
钻、镗、铣、车等单功能数控机床只能分别完成钻、镗、铣、车等作业，而在机械制造工业中，大部分零件都是需要多工序加工的。在单功能数控机床的整个加工过程中，真正用于切削的时间只占30％左右，其余的大部分时间都花费在安装、调整刀具、搬运、装卸零件和检查加工精度等辅助工作上。在零件需要进行多种工序加工的情况下，单功能数控机床的加工效率仍然不高。加工中心一般都具有刀具自动交换功能，零件装夹后便能一次完成钻、镗、铣、锪、攻丝等多种工序加工。

加工中心_加工中心 -用途

（１）周期性重复投产的工件。有些产品的市场需求具有周期性和季节性，如果采用专门生产线则得不偿失，用普通设备加工效率又太低，且质量不稳定，数量也难以保证。而采用ＣＮＣ加工中心，首件（批）试切完后，程序和相关生产信息可保留下来．下次产品再生产时，只要很少的准备时间就可以开始生产。ＣＮＣ加工中心工时包括准备工时和加工工时，ＣＮＣ加工中心把很长的单件准备工时平均分配到每一个工件上，使每次生产的平均实际工时减少，生产周期大大缩短。

（２）高精度工件。有些工件需求甚少，但属关键部件，要求精度高且工期短，用传统工艺需用多台机床协调工作，其周期长、效率低，在长工序流程中，受人为影响容易出废品，从而造成重大经济损失。而采用ＣＮＣ加工中心进行加工，生产完全由程序自动控制．避免了长工序流程，减少了硬件投资及人为干扰，具有生产效益高及质量稳定的特点。

（３）批量生产的工件。ＣＮＣ加工中心生产的柔性不仅体现在对特殊要求的快速反应上，而且可以快速实现批量生产，以提高市场竞争能力。ＣＮＣ加工中心适合于中小批量生产，特别是小批量生产，在应用ＣＮＣ加工中心时。尽量使批量大于经济批量，以达到良好的经济效果。随着ＣＮＣ加工中心的不断发展，经济批量越来越小，对一些复杂工件，５－１０件就可以生产，甚至单件生产时也可以考虑用ＣＮＣ加工中心。

（４）多工位和工序可集中的工件。

（５）形状复杂的工件。四轴联动、五轴联动ＣＮＣ加工中心的应用以及ＣＡＤ／ＣＡＭ技术的成熟、发展，使加工工件的复杂程度大为提高。ＤＮＣ的使用使同一程序的加工内容足以满足各种加工需要，使复杂工件的自动加工成为易事。

（６）难测量的工件。

加工中心_加工中心 -发展史

加工中心最初是从数控铣床发展而来的。第一台加工中心是1958年由美国卡尼-特雷克公司首先研制成功的。它在数控卧式镗铣床的基础上增加了自动换刀装置，从而实现了工件一次装夹后即可进行铣削、钻削、镗削、铰削和攻丝等多种工序的集中加工。
二十世纪70年代以来，加工中心得到迅速发展，出现了可换主轴箱加工中心，它备有多个可以自动更换的装有刀具的多轴主轴箱，能对工件同时进行多孔加工。

加工中心_加工中心 -分类

1. 按加工工序分类
（1）镗铣
（2）车铣
2. 按控制轴数分类
（1）三轴加工中心
（2）四轴加工中心
（3）五轴加工中心。
3. 按主轴与工作台相对位置分类
(1)卧式加工中心：是指主轴轴线与工作台平行设置的加工中心，主要适用于加工箱体类零件。
卧式加工中心一般具有分度转台或数控转台，可加工工件的各个侧面；也可作多个坐标的联合运动，以便加工复杂的空间曲面。

(2)立式加工中心：是指主轴轴线与工作台垂直设置的加工中心，主要适用于加工板类、盘类、模具及小 型壳体类复杂零件。 立式加工中心一般不带转台，仅作顶面加工。
此外，还有带立、卧两个主轴的复合式加工中心，和主轴能调整成卧轴或立轴的立卧可调式加工中心，它们能对工件进行五个面的加工。
(3)万能加工中心(又称多轴联动型加工中心)：是指通过加工主轴轴线与工作台回转轴线的角度可控制联动变化，完成复杂空间曲面加工的加工中心。适用于具有复杂空间曲面的叶轮转子、模具、刃具等工件的加工。
多工序集中加工的形式扩展到了其他类型数控机床，例如车削中心，它是在数控车床上配置多个自动换刀装置，能控制三个以上的坐标，除车削外，主轴可以停转或分度，而由刀具旋转进行铣削、钻削、铰孔和攻丝等工序，适于加工复杂的旋转体零件。

加工中心_加工中心 -组成

加工中心分两大部分：数控机床和刀具自动交换装置。
1. 刀具自动交换装置应能满足以下几个方面的要求:
①换刀时间短；
②刀具重复定位精度高；
③识刀、选刀可靠，换刀动作简单；
④刀库容量合理，占地面积小，并能与主机配合,使机床外观完整;
⑤刀具装卸、调整、维护方便。
2. 刀具自动交换系统由刀库、刀具交换装置、刀具传送装置、刀具编码装置、识刀器等五个部分组成。
刀库
存贮加工所需各种类型刀具的仓库。它是刀具自动交换系统中的重要组成部分，具有接受刀具传送装置送来的刀具和将刀具给予刀具传送装置的功能。它的容量、布局和具体结构对整个加工中心的总体布局和性能有很大的影响,按其结构、形状可分为以下六种:①圆盘式刀库，又分为轴向式（刀具中心线与圆盘中心线平行）、径向式（刀具中心线与圆盘中心线垂直）和多盘式（在一根旋转轴上分设几层圆盘刀库）。②转塔式刀库，又分倾斜式和水平式。③鼓轮式刀库。④链式刀库。⑤格子式刀库。⑥直线式刀库。

刀具交换装置（机械手）
它的职能是将机床主轴上的刀具与刀库或刀具传送装置上的刀具进行交换，其动作循环为：拔刀-新旧刀具交换-装刀。这种装置按交换方式又分为两类。
①由刀库与机床主轴的相对运动实现换刀在这类装置中,刀库一般为格子式，装在工作台上。换刀时,先使工作台与主轴相对运动,将使用过的旧刀送回刀库,然后再使工作台与主轴相对运动一次，从刀库中取出新刀。这种换刀方式的换刀时间长，另外刀库设置在工作台上，减少了工作台的有效使用面积。
②采用机械手换刀机械手刀具交换装置，特别是双臂机械手刀具交换装置具有换刀时间短、动作灵活可靠等优点，应用最为广泛。双臂机械手中最常用的几种结构有：钩手;抱手;伸缩手；叉手。双臂机械手进行一次换刀循环的基本动作为:抓刀（手臂旋转或伸出,同时抓住主轴和刀库里的刀具）;拔刀(主轴松开，机械手同时将主轴和刀库中的刀具拔出)；换刀(手臂转180°,新、旧刀交换）；插刀（同时将新刀插入主轴，旧刀插入刀库，然后主轴夹紧刀具）；缩回(手臂缩回到原始位置)。
运刀装置

将加工某一项零件所需的全部刀具(或刀座)都预先编上代码，存放在刀库中。加工时根据程序寻找所需要的刀具。由于每把刀具都有自己的代码，它们在刀库中的位置和存放顺序可以与加工顺序无关。每把刀具都可被多次重复使用。刀具编码有多种方式，常用的有三种。①刀具编码：在每一把刀具的尾部都用编码环编上自己的号码。选刀时根据穿孔带所发出的刀号指令任意选择所需的刀具。由于每把刀具都有自己确定的代码，无论将刀具放入刀库的哪个刀座中都不会影响正确选刀。采用这种编码方式可简化换刀动作和控制线路，缩短换刀时间。这种编码现已获广泛应用。②刀座编码：在刀库的每一个刀座上用编码板编码。这种编码方式的优点是刀柄不会因尾部有编码环而增加长度；缺点是刀具必须对号入座，换刀时间长。③编码钥匙：预先给每把刀具都系上一把表示该刀具代码的编码钥匙（图2），当将刀具插进刀库的刀座时,便同时也将钥匙插入刀座的钥匙孔内，这样便将钥匙上的代码转记到了刀座上，成为刀座的代码。这种编码方式的优点是在更换加工零件时只需将钥匙从刀座中取出，刀座上的代码便自行消失，灵活性大，对于刀具管理和编程都十分有利，不易发生人为差错。缺点是刀具必须对号入座。
识刀装置它的职能是从编码装置上读出刀具的代码。常用的识刀装置有接触式和非接触式两种。①接触式识刀装置：这种方式比较简单、可靠，它在对应于编码装置的凸起和凹槽部分装有一排电刷，选刀时，刀库转动，刀具编码装置依次经过电刷，其凸起部分和电刷接触，读出刀具代码。②非接触式识刀装置：它由一组排列在一起的无触点行程开关组成。当刀库转动时，刀具编码装置的突起部分（由铁磁物质构成）接近识刀装置，刀具代码便被读出。这种识刀装置无撞击、无噪声、无磨损、寿命长、可用于高速选刀,但工作不够稳定,调试较困难。

加工中心_加工中心 -优点

工件在加工中心上经一次装夹后，数字控制系统能控制机床按不同工序，自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助机能，依次完成工件几个面上多工序的加工。并且有多种换刀或选刀功能，从而使生产效率大大提高。
加工中心由于工序的集中和自动换刀，减少了工件的装夹、测量和机床调整等时间，使机床的切削时间达到机床开动时间的80％左右(普通机床仅为15～20％)；同时也减少了工序之间的工件周转、搬运和存放时间，缩短了生产周期，具有明显的经济效果。加工中心适用于零件形状比较复杂、精度要求较高、产品更换频繁的中小批量生产。

加工中心_加工中心 -维护

加工中心定期检查项目
1、主轴在额定最高转速下运转轴承状态 测振仪
2、设备水平检测 水平仪
3、X/Y/X轴相互垂直度检测 方箱/角尺
4、X/Y/Z轴重复定位精度检测 激光干涉仪（视设备品牌可以自动补偿）
5、X/Y/Z轴累计误差检测 激光干涉仪（视设备品牌可以自动补偿）
6、主轴300mm径向跳动检测
7、主轴与工作台面的垂直度检测
8、X/Y/Z轴滚珠丝杠轴承状态检测、
9、X/Y/Z轴丝杠状态检测

加工中心定期保养项目
机械部份
1、 检查润滑系统，压力表状态，清洗润滑系统过滤网，更换润滑油，疏通油路，
2、 检查气路系统，清洁空气过滤网，消除压力气体的泄漏。
3、 检查液路系统，清洁过滤器、清洗油箱，更换或过滤油液。可能的情况下，更换密封件。
4、 紧固各传动部件，更换不良标准件。
5、 油脂润滑部位，按要求，加注润滑脂
6、 清洁、清洗各传动面，
7、 检查刀库、机械手状态，分析机械手磨损状态，向客户提出更换建议。
8、 修复修正外部元件的损坏件。
9、 检查防护罩状态。准确的将信息反馈给客户。
电气部份
10、清洁控制柜内电气元件，检查、紧固接线端子的紧固状态。
11、清洗、清洁数控系统控制模块、电路板，清洁风扇，空气过滤网，清洁散热装置，
12、清洁伺服电机风扇叶片。
13、清洁操作面板内部元件，电路板、风扇。检查插接件的紧固状态。

加工中心_加工中心 -保养方法

做好机床维护才能使机器加工精度维持最佳状态，延长机器使用年限。注意事项：机器启动后，禁止维护机床。维护过程中，电路的断路器应断开。
加工精度维持：
1开机后，必须先预热10分钟左右，然后再加工。长期不用的机器应延长预热的时间。2检查油路是否畅通3关机前将工作台、鞍座置于机器中央位置（移动三轴行程至各轴行程中间位置）。4机床保持干燥清洁。
保养检查：
每日维护保养
1、检查润滑油液面高度，保证机床润滑。建议使用T68#导轨润滑油。2、检查冷却液箱内冷却液是否足够，不够及时添加。3、检查气动三联件油液面高度，大约为整个油管高度的2/3即可。每天将气动三联件滤油罐内水气由排水开关排出。4、检查空气压力，放松调整旋钮，依右旋增压，左旋减压原则调整压力，一般设定为5～7KG/CM2。压力开关通常设定为5KG/CM2，低于5KG/CM2时报警，系统出现“LOWAIRPRESSURE”报警，压力升高后，报警信息消失。5、检查主轴内锥孔空气吹气是否正常，用干净棉布擦拭主轴内锥孔，并喷上轻质油。6、清洁刀库刀臂和刀具，尤其是刀爪。7、清洁暴露在外的极限开关以及碰块。8、清除工作台、机床内、三轴伸缩护罩上的切削及油污。9、检查全部信号灯，异警警示灯是否正常。10、检查油压单元管是否有渗漏现象。11、机床每日工作完成后进行清洁清扫工作。12、维持机器四周环境整洁。
2每周保养
1、清洗热交换器的空气滤网，冷却泵、润滑油泵滤网。2、检查刀具拉栓是否松动，刀把是否清洁。3、检查三轴机械原点是否偏移。4、检查刀库换刀臂动作或刀库刀盘回转是否顺畅。5、如有油冷机检查油冷机油，如低于刻度线请及时加注油冷油。推荐使用10#锭子油。6、检查油冷机设定温度，建议设定在26-28度之间。
3每月保养
1、检测X、Y、Z三轴轨道润滑情况，轨道面必须保证润滑良好。2、检查、清洁极限开关以及碰块。3、检查打刀缸油杯油是否足够，不足及时添加。4、检查机器上的指示牌与警告铭牌是否清晰，存在。
4半年保养
1、拆开三轴防屑护罩，清洁三轴油管接头，滚珠导螺杆，三轴限位开关，并检测是否正常。检查各轴硬轨刮刷片效果是否良好。2、检查各轴伺服马达及头部是否正常运转，有无异常声音。3、更换油压单元油，刀库减速机构油。4、测试各轴间隙，必要时可调整补偿量。5、清洁电箱内灰尘（确保机床处于关闭状态下）。6、全面检查各接点、接头、插座、开关是否正常。4、检查调整机械水平。
5年保养
1、检查所有按键是否灵敏正常。2、清洗切削水箱，更换切削液。3、检查各轴垂直精度，决定是否需要调整。
日常维护及修理
注意：设备的维护和修理应由专业工程师进行。
1、接地保护系统应有完好的连续性，确保人身安全。2、对断路器、接触器、单相或三相灭弧器等元气件进行定期检查。如接线是否松动，噪音是否过大，找出原因并排除隐患。3、确保电柜内散热风机正常运行，否则可能会导致元气件损坏。4、保险丝熔断，空气开关频繁跳闸，应及时找出原因并排除。
6、伺服驱动电池更换
绝对制系统数据靠伺服驱动电池保持，当出现电池电压过低(警告9F)的情况时、驱动器电池需要更换，请尽快订购同型号的电池单元，并保持驱动器电源接通。请在更换电池的30分钟前开启驱动单元的电源，在1小时以内完成更换电池。
电池的更换步骤
1、确认输入电源已切断、所更换的驱动单元的电源已OFF。2、拔出与驱动单元电池插口相连的电池插头。3、用指尖按下电池侧面、横推电池然后取出。4、新电池的插头与驱动单元电池插口相连。5、把电池安装到驱动单元上。

加工中心_加工中心 -安全规则

1．必须遵守加工中心安全操作规程。
2．工作前按规定应穿戴好防护用品，扎好袖口，不准戴围巾、戴手套、打领带、围围裙，女工发辫应挽在帽子内。
3．开机前检查刀具补偿、机床零点、工件零点等是否正确。
4．各按钮相对位置应符合操作要求。认真编制、输入数控程序。
5．要检查设备上的防护、保险、信号、位置、机械传动部分、电气、液压、数显等系统的运行状况，在一切正常的情况下方可进行切削加工。
6．加工前机床试运转，应检查润滑、机械、电气、液压、数显等系统的运行状况，在一切正常的情况下方可进行切削加工。
7．机床按程序进入加工运行后，操作人员不准接触运动着的工件、刀具和传动部分，禁止隔着机床转动部分传递或拿取工具等物品。
8．调整机床、装夹工件和刀具以及擦拭机床时，必须停车进行。
9．工具或其它物品不许放在电器、操作柜及防护罩上。
10．不准用手直接清除铁屑，应使用专门工具清扫。
11．发现异常情况及报警信号，应立即停车，请有关人员检查。
12．不准在机床运转时离开工作岗位，因故要离开时，将工作台放在中间位置，刀杆退回，必须停车，并切断主机电源。

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