一种转塔式多工序复合加工中心机床装备的研究

引言

智能制造技术已成为世界制造业发展的客观趋势。数控机床是智能制造技术中的一个重要环节,就国际环境而言,高速化、高精度化、集成化、智能化、开放化、并联驱动化已成为数控机床发展的趋势和方向。国内数控机床的研发尚处于起步和发展阶段,大部分的数控机床制造企业还停留在引进的层面上,无法适应现有中国制造业的整体大环境需求。

现阶段,中国的数控机床产业必须在充分了解现有国情的基础上引进与创新并举。根据现有的整体工业生产水平,针对中小加工制造型企业研发生产的产品,特别能符合企业的生产实际需要。转塔式多工序复合加工中心可以实现在一台设备上完成多种加工工艺要求,满足市场对于数控机床高速、高精、高效、高柔性的要求。

1国内外同类研究开发概况

转塔式主轴采用数控分度及刚性定位方式,进一步提升主轴的刚性及强度,同时大幅度缩短换刀时间,国内外常用的转塔式结构为鼠牙盘分度结构,轴向定位为液压柔性定位,抗冲击力差,不能够适应重切削,换刀时间也长:传统的床身铸造工艺已无法满足数控机床高速、高精度的要求,现阶段国内外都在研究新材料床身结构,高分子复合式床身结构应运而生:通过对控制系统的二次开发,能够更大限度地提升机床的适用性,同时二次开发还能进一步发挥机床的潜能,实现高效运转,可以说是在满足机床通用性的前提下,最大限度地提升加工作业的效率。

2研究内容

通过模块重组实现切削领域的专业化自动化生产和创新研制转塔式多工序复合加工中心。针对机械零件的差异进行设备的数字化、个性化研制,达到机械零件的工业化生产目标,在提升产品基础零件品质的前提下进一步提高生产效率,同时把用工数量、用工素质要求及用工作业强度降低,并在此基础上引入工业机器人,实现智能连续作业的现代工业模式。

2.1转塔式多工序复合加工中心特点

缩短辅助作业时间,通过数控系统的智能协调,机械机构与传感器系统的快速反应与检测,进一步缩短辅助作业时间与无功作业时间:减少有效作业时间,主要是提高装备的整体刚性和机构的夹持强度,从而在不影响加工质量的前提下,减少加工过程的切削次数,实现效率的提高。

2.2装备主要创新点

(1）高效性:以转塔换刀的形式减少换刀时间。现阶段传统加工中心(圆盘式）刀库换刀时间为1.2s左右,转塔式刀库换刀时间仅为0.3～0.4s。

(2）稳定性:采用钢构形式＋高分子复合材料作机床床身,最大程度优化机床的床身结构及低频稳定性,为机床的高速、高效运转提供一个稳定的平台。

(3）数控系统的模块化拓展:以模块化的方式对数控系统进行二次开发,使得该机床在具备通用性的基础上,能够更大限度地满足不同机械零件的生产需求,同时实现系统的通信与并联功能,进一步提高机械零件的智能加工水平。

(4）提升应用水平:现阶段,我国数控机械加工技术的整体水平并不高,作业人员对数控系统的应用了解不够深入,没有真正发挥出系统的功能。通过模块嵌入方式定义更多的功能代码指令,能让作业人员一目了然地实现人机对话,从而进一步提升应用水平,实现物尽其用。

3装备主要技术指标

装备主要性能指标如表1所示。

4结语

转塔式多工序复合加工中心的研发与应用是基于机械加工领域的生产技术升级,并针对现有国内中小微企业数控化加工程度不高的局面而进行的工作,产品符合制造业主的消费观念,具有较大的市场推广空间。开放式数字控制平台在实现单机数控作业的前提下兼具总线通信功能,可以作为工业智能集成的独立作业模块并入生产流水线,实现无人工厂的生产模式。同时,该产品可塑性强,作为一种平台技术,可以根据不同的机械零件加工做二次开发工作,使其适用范围更为广泛。

转塔式多工序复合加工中心是基于提升当前我国机械加工领域整体水平的思路而进行开发的,符合当前的市场主流需求。优异的性价比可以大大增加该装备的受众数量。通俗易懂的操作平台能最大限度地发挥机床的功能,更容易为使用者所接受。企业采用转塔式多工序复合加工中心,可以有效地减少用工量与用工强度,节约劳动力成本,提高全员劳动生产率,提升产品优良品质率,确保安全环保生产,推动企业由"制造"向"智能"的转型升级。转塔式多工序复合加工中心不但可以自用还可以销售,此项目市场前景巨大,具有非常好的盈利能力和抗风险能力。