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複合加工（gōng）機床到（dào）底有什麽好處？

2013-5-5 來源：中捷機床有（yǒu）限公司作者（zhě）：

一台擁有為加工複雜形（xíng）狀的工件而進行數道（dào）工序、不同方式的加工性能的（de）機械稱之為複（fù）合加工機床。為達到同樣目的，也有將控製坐標多軸化（huà）、擴大加工功能、多機能化的使用方法。總之（zhī）是用工序集成的方法提高生產效率，提高機床的附加價值。於是，這裏就把前（qián）者的在一台（tái）機床（chuáng）內實（shí）現不同品種加工的機床和後者的多坐標（biāo）控（kòng）製（zhì）機床兩（liǎng）者通稱為複合加工機床。

　　而今複合加工機床成為世界機（jī）床發展方向，目前，世界上越來越多的複雜零件采用複（fù）合機床進行加工。因為複合加工機（jī）床突出體現了工件在一次裝夾中完成大（dà）部分或全部加工工序，從而達到減少機床和夾具，免去工序間的搬運和儲存，提（tí）高工件加工（gōng）精度，縮短加工周期和浪費作（zuò）業麵積的目的。

　　下麵針對我公司開發的幾款複合加（jiā）工機床介（jiè）紹（shào）如下：

　　1. 銑削激光（guāng）切割五軸聯動複合加工機床

　　我公司擬開發一款銑削激光切割（gē）五軸聯動複合加工機床，此機床采用橋式（shì）龍門（mén）框架（jià）結構，采用可重組模塊化設計，主機係統劃分（fèn）為大跨度、高剛性、高動態特性的直線運動框架結構、多自由度旋轉運動機（jī）構和可交換主（zhǔ）軸頭等功能模塊，各模塊具有機械、電氣等（děng）標準化的接（jiē）口，形成可裝配的功能單元，通過配置不同加工刀具或加工裝置，實現銑削和激光切割等不同工藝加工製造的複合（hé）加工。此（cǐ）複合加工設備如圖（tú）1所示。

圖1 銑削激光切割五軸聯動複合加（jiā）工（gōng）機床

　　此複合加工設備特點如下：

　　（1）複（fù）合加（jiā）工功能此（cǐ）複合加工設備除了傳統的（de）最（zuì）終銑削精加工外，和粗（cū）加工擺頭（tóu）來實現初級（jí）銑削粗加工過程，還具備激光切割AC 擺頭實現激光（guāng）切割過程。這是一種引人注目的改革，實現了在（zài）一台機床上既能銑（xǐ）削加工（gōng）又能激光（guāng）切割的柔性製（zhì）造。此複合加工設備具有一個（gè）標準的加（jiā）工中心（xīn）平台並提供獨有的激光切割選擇（zé）包。其中銑削（xuē）粗加工、銑削精加工和激光切割分別由3個A 軸擺頭組成，他們共（gòng）用（yòng）一個C 軸，靠自動交換A 軸擺頭來實現功能切換。

　　（2）五軸聯動功能五坐標聯動加工機床的特點有很多，如A 軸可（kě）以（yǐ）避開切（qiē）削速度為零的條件；B 軸可縮短刀具長度；C 軸可加工不重新裝（zhuāng）卸就不能進行加工的（de）呈突出形狀的工件。

　　本設備采用AC 軸擺頭控製，與直線軸X 、Y 、Z 一起工作實現五軸聯動。激光頭（tóu）代（dài）替主軸可（kě）以實現激光切割功能。

　　（3）智能化功能將對刀儀、工（gōng）件檢測、自（zì）適應控製和激光模塊等功能進行（háng）機床內（nèi）存化，可以進行對刀、工件（jiàn）檢測和自適應控製等，是（shì）采（cǎi）用了智能化功能技術的單元加工機床。

　　2. 整機（jī）自動裝配的柔性組合複合加工生產線

　　麵向某航空企業開發出針對自動裝配的精加工機床，可以實現航空整（zhěng）機的精加工及裝配的生產線，是為某航空企業生產的專用機床。產品由用於安裝（zhuāng）航空零件和夾（jiá）具移動平台及底（dǐ）座（zuò）、加工航空零件用臥式加工（gōng）中心、立式加工中心及十字移動（dòng）平台共同組成，根據（jù）加（jiā）工（gōng）對象特點將機床對稱放置在加工對象的兩側，便於編（biān）程及操作。該產品采用了高速主軸、五坐標頭、單一機床多軸聯動（dòng）、整機的柔性加工及網絡控製等新（xīn）技術，提高了航空整機（jī）裝配的自動（dòng）化程度和航空整機組裝後整機的精度、增強了航空製造過程中的可靠（kào）性和智能性。該產品已通過中國（guó）機床工具工業協會（huì）認證為國內（nèi）首台（套）數控機床。圖2就是此整機自動裝（zhuāng）配的柔性組合加工生產線裝配現場。

整機自動（dòng）裝配的柔性組合加工生產線裝（zhuāng）配現場（chǎng）

圖2 整機自動裝配的柔性組合加工生產線裝配現場

　　此複合加（jiā）工設備特點如（rú）下：

　　（ 1 ）功能複合化此複合加工（gōng）機床能提供銑削、鑽削、攻螺紋、鉚（mǎo）接和自動裝（zhuāng）配（pèi）等（děng）多種複合功能，可以完成一個（gè）航空零件的銑削、鑽削、攻螺紋和（hé）鉚接的多種（zhǒng）功能，有效地減小了工裝次數，避免了零件的變（biàn）形，提高了裝配精度。

　　（2）柔性工裝由於航空零件有壁薄易變形的（de）特點，采用柔性工裝可有效減小變形誤差，提高零件和裝配精度（dù）。

　　（3）“工作主管”的智能機器人機床生產線外配套3台ABB工業智能機器人，可實（shí）現航空零件的裝卸。智能機器人的控製由數控係統集成實現。

　　智能化機器（qì）人增加（jiā）了新的功能。它們具有增加力傳（chuán）感和可視（shì）功（gōng）能，可以實現搬運不同尺寸的工件；它們不局（jú）限於一種特定方式抓取工件（jiàn），而是能處理尺寸各異（yì）或搬運一組工件，且在（zài）抓取工件時，力傳感器可根據不同條件調整抓取力，而不是用已設定的力；機器人還（hái）能精確擺放工件，所以它們能夠取消或減輕需（xū）要人工的（de）勞動。這一（yī）切的關鍵是機器人程序與機床或機床單元的聯係。

　　3. 車削（xuē）為主體的複合加工中心

　　以車削加工為主體（tǐ）的複合加工機床是車削中心。車削中心（xīn）以車加工為起點，在刀架上配置車床用工具和可進行銑（xǐ）加工（gōng）的（de）回轉工具，可以對圓筒形工件和棒形工件施行溝槽加工以及平麵加工（gōng）。最近又出現雙主軸頭方式，通過交替方法可以不用（yòng）卸下工件加工另一端（duān）。

　　當前車削加工零部件（jiàn）的70%需要進行兩道（dào）工（gōng）序以上的加工，作（zuò）為將這些零部件高效、高品質加工。在（zài）車（chē）削加工（gōng）的同時，同位置的加工技術有以下三個特點：

　　（1）內、外加工集成化一次（表麵）及第（dì）二次（內麵）加（jiā）工的各項功（gōng）能輸入於（yú）機床內的一（yī）次/二次加工機床。

　　（2）加工複合化車削加工加上銑加工（gōng）、磨削加工等各項功能均具備於（yú）機床內的工序集成加工機床。

　　（3）智能化將儲藏、搬運以及加工在機床內存化，可以（yǐ）進行工件（jiàn）識別（bié）、對工件控製把握、適應控製和信息（xī）網絡化等，是采用了最新監測技術的單元加工機床。

　　4. 結語

　　此三類（lèi）複合加（jiā）工設備（bèi）麵對用戶，帶來的巨大改革如下：

　　（1）提高生產效率通過一次性工具裝夾，完成（chéng）過去需要幾（jǐ）台（tái）不同機床的加工，這樣加工的整個工時（shí）和加工時間都會減少。

　　（2）減少程（chéng）序因做到了以一台設備完成加工不再需要從一個（gè）工序到另一工序的轉換，也省略了對工件的裝夾、拆卸。

　　（3）保（bǎo）持高精度由於無需將工件（jiàn）再次（cì）裝夾，不必在意定位問題，使精度容易得到保（bǎo）持。

　　（4）節省能（néng）源、降低成本與需要購（gòu）買幾（jǐ）台不（bú）同的設備進行加工相比，一台複合（hé）機是很合適（shì）的。與開動幾（jǐ）台設（shè）備相比，能源（yuán）也得到節省（shěng），因減少了電力的使用而使運行成本得以降低。

　　（5）節省（shěng）空間不再需要有專機功能的數台加工設備，可因此而大大節省（shěng）現場空間。

　　（6）節省成本由幾台變（biàn）一台或一套，在（zài）價格方麵達到較（jiào）易（yì）被接受的水平。

　　此（cǐ）類複合加工設（shè）備的開發成功，有效地解決了依靠多台機床進行分序加工、頻繁（fán）裝卸、頻繁運輸的弊病，實現了零件的一次裝夾、工序集成、精度保持（chí）性好的（de）柔性（xìng）複合加工，提升了我國在高端複合加工設備方麵的裝備能力，打破了國外對我國此類設（shè）備的壟斷。

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