jic35導(dǎo)讀:在臥式加工中心的發(fā)展過程中,具備u軸的臥式加工中心、數(shù)控鏜床無論在異型件的加工還是提高加工效率、降低加工成本,都具有很大優(yōu)勢。為了解決此類零件的加工,機(jī)床制造商和刀具制造商都推出了具備u軸的解決方案。
一、具備u軸功能的刀具
此類刀具配有cnc控制單元與機(jī)床伺服系統(tǒng)連接(有關(guān)技術(shù)協(xié)議需事先與機(jī)床制造商討論),另配有連接軸完成驅(qū)動,用以實(shí)現(xiàn)u軸與z軸聯(lián)動,可以完成錐孔、r面、車螺紋等加工。選配的探頭可進(jìn)行自動測量、自動加工、提高加工精度。此方法對于普通臥式加工中心臨時追加u軸功能可以滿足要求。但是,在實(shí)際使用過程中,具備u軸功能的刀具存在下列不足之處:
(1)刀具的伺服單元及機(jī)械結(jié)構(gòu)空間有特殊要求;
(2)自身結(jié)構(gòu)較單薄,不適用于強(qiáng)力切削;
(3)對于孔徑差別大的或加工內(nèi)容有區(qū)別的加工,仍需采用多把u軸功能的刀具,由于這是刀具,價格昂貴,所以很不經(jīng)濟(jì)。
二、具備u軸的臥式加工中心
日本新瀉鐵工(nagita)開發(fā)生產(chǎn)的bfn系列復(fù)合加工中心帶來了新的概念,其u軸功能不僅僅解決了上述異型件的加工問題,同時也大大減少了刀具使用數(shù)量,提高了刀具集成化。其主要特點(diǎn)為:
(1)u軸單元直接安裝于高剛性主軸端部,驅(qū)動單元通過主軸內(nèi)部的齒輪、齒條傳動實(shí)現(xiàn),使得u軸剛性大大加強(qiáng);
(2)u軸行程為50mm,zui大鏜孔直徑可達(dá)300mm;
(3)刀柄形式為1/10的短錐、端面雙接觸刀柄,適用于高精度強(qiáng)力重切削:
(4)采用*u軸冷卻系統(tǒng),與u軸保持同步旋轉(zhuǎn),增強(qiáng)刀刃冷卻效果;
(5)配有編程輔助軟件(snap3),可簡化、優(yōu)化編程及程序調(diào)試;
(6)另配有自動探測、補(bǔ)償系統(tǒng)作為選擇功能(機(jī)內(nèi)非換刀式),自動完成“粗加工→孔徑自動測量→u軸自動補(bǔ)償→精加工”全過程。
nigata的編程輔助軟件(snap3)以宏程序的型式編制,依靠宏程序執(zhí)行器調(diào)用,既提高程序調(diào)用速度又釋放用戶宏程序可用空間。且用戶應(yīng)用snap3編程軟件編制加工程序,僅需依照加工輪廓的縱剖面,給出各拐點(diǎn)坐標(biāo)值即可,宏程序自動安排加工工步,減少計(jì)算量及人為錯誤。但這種復(fù)合加工中心在機(jī)械結(jié)構(gòu)及軟件支持上還需進(jìn)一步完善。
三、具備u軸的數(shù)控臥式鏜床
我公司推出的數(shù)控臥式鏜床tk6113、tk6111系列產(chǎn)品,其具有固定平旋盤和可拆卸式平旋盤。平旋盤滑塊(u軸)為數(shù)控軸,利用sinumerik840d數(shù)控系統(tǒng)強(qiáng)大的控制功能,可實(shí)現(xiàn)x、y、z、b、w、u軸任意六軸四聯(lián)動,能夠很容易地完成上述異型件的加工,并且u軸行程為350mm,zui大鏜孔直徑可達(dá)ф700mm,極大地提高了加工范圍。下面以tk6113
數(shù)控臥式鏜床為例,利用sinumerik840d數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)u軸與z軸聯(lián)動,完成錐孔、r面、車螺紋等加工。
對于tk6113數(shù)控臥式鏜床,具有六個通道軸xx、yy、zz、b、u、w。
機(jī)床參數(shù)設(shè)定中基本幾何軸設(shè)定為:
通道軸xx軸=*幾何軸(x軸)
通道軸yy軸=第二幾何軸(y軸)
通道軸zz軸=第三幾何軸(z軸)
通道軸b軸=第四幾何軸(b軸)
通道軸u軸=第五幾何軸(u軸)
通道軸w軸=第六幾何軸(w軸)
由于sinumerik840d數(shù)控系統(tǒng)在進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算時,必須插補(bǔ)平面,即在g17、g18、g19平面中進(jìn)行插補(bǔ)計(jì)算,實(shí)現(xiàn)x、y、z、b、u、w軸等軸聯(lián)動實(shí)現(xiàn)復(fù)合加工。因此在使用u軸與z軸聯(lián)動完成復(fù)合加工之前,必須*行幾何軸轉(zhuǎn)換,將u軸轉(zhuǎn)換為*幾何軸(x軸),在g18平面中進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算,完成直線和圓弧插補(bǔ)運(yùn)算,實(shí)現(xiàn)復(fù)合加工。
如何來進(jìn)行幾何軸轉(zhuǎn)換呢?我們接下來介紹sinumerik840d系統(tǒng)中的幾何軸轉(zhuǎn)換指令geoax,其指令格式為:
geoax(n,channelaxis,n,channelaxis,…)
n………所需轉(zhuǎn)換為的幾何軸號(n=1,2or3);
channelaxis………即為通道軸xx、yy、zz、b、u、w;
例如:指令geoax(1,xx,2,yy,3,zz)
該指令的結(jié)果是將通道軸xx轉(zhuǎn)換為*幾何軸(x軸),將通道軸yy轉(zhuǎn)換為第二幾何軸(y軸),通道軸zz轉(zhuǎn)換為第三幾何軸(z軸)。這就是tk6113數(shù)控臥式鏜床機(jī)床數(shù)據(jù)設(shè)定的幾何軸的基本配置。在程序中用指令geoax()調(diào)用機(jī)床數(shù)據(jù)設(shè)定的幾何軸的基本配置。我們利用幾何軸轉(zhuǎn)換指令geoax(1,u)將u軸轉(zhuǎn)換為*幾何軸(x軸)后,就可以利用u軸與z軸進(jìn)行插補(bǔ),實(shí)現(xiàn)鏜錐孔、車端面弧形或異型密封槽等復(fù)合加工。此外,將u軸轉(zhuǎn)換為*幾何軸(x軸)后,筆者創(chuàng)造性地將sinumerik840d系統(tǒng)中的車削加工固定循。
參考文獻(xiàn):機(jī)電商情網(wǎng)