中英文文献翻译-加工中心数控技术

加工中心数控技术

出处：数控加工中心的分类以及各自特点

出版社:化学工业出版社; 第1版 (2009年3月16日)

作者：徐衡、段晓旭

加工中心是典型的集高技术于一体的机械加工设备，它的发展代表了一个国家设计制造的水平也大大提高了劳动生产率，降低了劳动成本，改善了工人的工作环境，降低了工人的劳动强度。本文经过对不同运动方案和各部件的设计方案的定性分析比较确定该教立式加工中心的进给传动方案为：采用固定床身，电主轴通过安装座安装在床身导轨的滑座上，床身导轨采用滚动导轨，可以实现Y

方向的进给运动。由X-Y双向精密数控工作台带动工件完成X，Y两个方向的进给运动;X，Y，Z三个方向的进给运动均滚珠丝杠，并由交流伺服电机驱动。导轨、滚珠丝杠有相应的润滑、防护等装置。

加工中心（英文缩写为CNC 全称为Computerized Numerical Control）：是带有刀库和自动换刀装置的一种高度自动化的多功能数控机床。在中国香港，台湾及广东一代也有很多人叫它电脑锣。

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。

加工中心数控机床是一种装有计算机数字控制系统的机床，数控系统能够处理加工程序，控制机床完成各种动作。与普通机床相比，数控机床能够完成平面曲线和空间曲面的加工，加工精度和生产效率都比较高，因而应用日益广泛。

数控机床的组成

一般来说，数控机床由机械部分、数字控制计算机、伺服系统、PC控制部分、液压气压传动系统、冷却润滑和排泄装置组成。数控机床是由程序控制的，零件的编程工作是数控机床加工的重要组成部分。伺服系统是数控机床的驱动部分，计算机输出的控制命令是通过伺服系统产生坐标移动的。普通的立式加工中心有三个伺服电机，分别驱动纵向工作台、横向工作台、主轴箱沿X向、Y向、Z向运动。X、Y、Z是互相垂直的坐标轴，因而当机床三坐标联动时可以加工空

间曲面。而对于五轴联动的数控机床来说，则多出了B轴和C轴。Y轴的旋转轴为B轴，Z轴的旋转轴为C轴。

数控机床的加工运动

机械加工是由切削的主运动和进给运动完成的，控制主运动可以得到合理的切削速度，控制进给可得到各种不同的加工表面。数控机床的坐标运动是进给运动，对于三坐标的数控机床，各坐标的运动方向通常是相互垂直的，即各自沿笛卡尔坐标系的X、Y、Z轴的正负方向移动。如何控制这些坐标移动来完成各种不同的空间曲面加工是数字控制的主要任务。大家知道，在三维空间笛卡尔坐标系中，空间任何一点都可以用X、Y、Z坐标值来表示，对一条空间曲线也可以用三维坐标函数来表示。怎样控制各坐标轴的运动才能完成曲面加工呢？现在来介绍一下吧。

曲面加工时刀具的移动轨迹与理论上的曲线不吻合，而是一条逼近线。由于各种插补的计算公式不同，使逼近的折线也不同，通常有下面几种计算方法：逐点比较法，积分法和时间分割法。

数控机床的优、缺点

数控机床有许多优点，因而发展很快，逐渐成为机械加工的主导机床。

（1）用数控机床加工可以获得很好的加工精度，加工质量稳定

数控机床的传动件，特别是滚珠丝杠精度很高。装配时消除了传动间隙，并采用了提高刚度的措施，因而传动精度很高。机床导轨采用滚动导轨或粘接有摩擦系数很小的合成塑料，因而减小了摩擦阻力，消除了低速爬行。闭环、半闭环伺服系统，装有精度很高的位置检测装置元件，并随时把位置误差反馈给计算机，使之能够及时进行误差校正。因而使数控机床获得很高的加工精度。数控机床的一切操作都是由程序支配的，若电控系统稳定可靠，它的工作是很可靠的，与手工操作相比，数控机床没有人为干扰，因而加工质量稳定。

（2）具有较高的生产效率

在数控机床上使用的刀具通常是不重磨装夹式道具，具有很硬的表面涂层，因而切削速度较高。采用对刀仪进行对刀，加工中心的刀库有足够数量的刀具，自动换刀的速度很快，空行程的速度在15m/min以上，有些达到了240m/min，因而辅助时间很短。

与普通机床相比，数控机床的生产效率可提高2~3倍，有些可达到几十倍。

（3）功能多

许多数控机床具有很多加工功能，在一台机床上可以进行钻孔、镗孔、铣平面、铣槽、铣凸轮曲线及各种轮廓线，甚至刻字。除装卡面可对六面体的五个面进行加工，有时还能对与坐标平面成一定角度的平面加工。在一次装卡下完成各种加工，可以消除因重复装卡带来的误差。也减少了测量和装卡的辅助时间。

（4）对不同零件的适应性强

在同一台数控机床上可适应不同品种及尺寸规格的零件进行加工，只要更换加工程序，就可改变加工零件的品种。

（5）能够完成普通机床不能完成的复杂表面加工

有些空间曲面，例如螺旋浆表面，五坐标联动数控机床加工，使之性能大为改进；数控仿形应用范围更广，具有重复应用、镜像加工功能。

（6）数控机床可大大减轻工人的劳动强度，并有较高的经济效益。

任何事物都有其二重性，数控机床也不是没有缺点，主要是有以下几方面：1）价格昂贵，一次投资较大。

2）维修和操作比较复杂要求具有较高技术水平和文化程度的工人和维修人员进行操作和维修。数控机床是科学技术发展的结果。高技术产品，一定要求有较高技术水平的人才操作和维修，因而如果说这是一条缺点的话，还不如说它对人们文化技术水平的提高的一种促进。

数控机床适用于多品种中、小批量生产；形状比较复杂、精度要求较高的零件加工；产品更新频繁、生产周期要求短的加工；用数控机床可以组成自动化车间和自动化工厂（FA），目前应用较多的是组成柔性自动化生产线（FML）、柔性制造单元（FMC）和柔性制造系统（FMS）。

数控机床的分类

目前，数控机床品种齐全，规格繁多，可从不同角度和按照多种原则进行分类。

按工艺用途分类