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數控木工銑床簡介

2018-03-13 點擊數:326

一、概述:

數控木工銑床是在木工銑床基礎上派生的萬能通用性設備,主要用于板件的曲直線、凹凸曲線花紋的鏤銑、雕刻等加工,由于轉速高,銑削精度好,無須再砂磨等優點,是各種木工銑床不能替代的先進設備,隨著人們生活水平的逐步提高,家具款式翻新的周期不斷縮短,家具表面花紋也在日趨復雜、新穎,這樣就勢必要家具制造廠能有柔性的生產技術,即要求不變更機器具體設備的前提下,生產套數不多,款式新穎的家具,數控鏤銑機為最佳的加工設備,則不需改變任何設備,只需改變加工程序就可以得到任何形狀的花紋圖案,同時也可用于木制品(或木制工藝品)的鋸鏤、切割及縫紉機臺板內輪廓的鏤銑加工。


二、發展概況:

國外生產鏤銑機的歷史悠久,最早在1791年英國人發明了鏤銑機。1952年,在美國馬薩求塞茲工業大廳,數控平面銑床為第一代數控機床首次進行了展示發表。在1958年全切數控機床在美國展出后的十年,美國、英國、日本就開始生產數控鏤銑機,延續至今已有許多國家生產木工數控鏤銑機,主要生產國為德國、意大利、美國、日本、英國、韓國、中國臺灣等,因德國的工業技術比較發達,使整個木工機床行業處于世界第一流的技術水平,尤其在仿形銑床、鏤銑方面,品種多,精度高,意大利60年代中期起發展很快,品種、數量不斷增加,制造精度屬中上等水平,美國在高精度的數控鏤銑機方面仍然處于世界第一流水平,日本的木工機床主要以仿造德國、美國、西歐產品為主,精度與質量在意大利之后,但在數控技術上積極引進美國技術,并有所發展。

在木工業界,1961年莊田鐵工株式會社開始著手研究數控機床,于1968年在大阪國際展示會上發表了世界第一臺的數控鏤銑機床,由于日本工業界的旺盛的需求,日本NC加工機得突飛猛進的發展,在出口量、品種、產量上都占世界主要地位。接近世界先進水平,在世界上成了獨樹一枝的工業。由于數控技術的飛速發展,使我國的數控摟銑機的廠家,其價格比進口便宜,功能符合國內產品結構生產水平,達到國外同類產品水平,使木工機械制造的生產技術與管理技術升到了一個新臺階。隨著工業的發展和科學的進步,以微處理機為代表。數控技術的發展突飛猛進,使木工數控鏤銑機的出現,發展到木工數控鏤銑加工中心,木工數控復合型鏤銑機同時以光電跟蹤人機工程學等嶄新技術向木工機械滲透與運用。目前國內外迅速發展起來的數控加工中心或柔性加工單元(FMC)也是在數控鉆銑床的基礎上發展起來的。基本加工方法都是旋轉銑削加工。使木工機床的生產效率,自動化程度,加工精度,操作性能“三化”水平都提高到一個新的水平。

三、數控木工銑床的分類

木材加工工業中所用的數控銑床以立式銑床居多,參見圖4-40。臥式或其他結構形式的數控銑床極少。立式數控銑床采用主軸刀頭懸臂立柱式結構,工作臺縱橫向移動,立柱沿溜板作垂直升降運動,大型多主軸刀頭的數控銑床上也采用龍門式結構。為提高機床剛性、減少占地面積,采用刀頭沿龍門框架橫向和垂直運動,龍門框架沿機床工作臺縱向運動的門框式結構。

從機床的數控系統控制的坐標數量來劃分,目前所見的機床中三坐標控制占絕大多數,一般可以三坐標聯動加工或在三坐標中同時控制兩坐標聯動加工,稱三軸聯動或三軸兩聯動(2.5坐標)加工,還有少數數控銑床可以實現刀軸繞定軸的擺動或數控轉角加工稱為四坐標或五坐標數控銑床,以適應復雜的立體化型面的加工。

為了提高數控立式銑床的生產率,一般可以采用雙工作臺或自動交換工作臺,以減少工件的裝卸時間或在龍門數控銑床上增加主軸數量,以同一個程序同時加工幾個相同的工件或型面。

典型的數控銑床有:意大利SCM公司的ROUTRON系列、ROUTROMAT系列和ROUTRONIC,MORBIDELLI公司的Author501,BIESSE公司的ROVER18;德國Reichenbacherd的RANC612;日本莊田的R400等。

四、數控銑床運動特征

數控木工銑床一般由機體、工作臺、伺服系統、控制系統、切削刀庫系統等組成。

數控技術系統,通常采用ISO國際標準數控G、M代碼格式編程,X、Y、Z方向進給使用混合式步進電機驅動,配有多工位自動刀庫或根據工藝要求選用組合排刀或單刀頭銑刀頭,主軸可選用變頻器,實現無級變速。具有自動化程度高,編程簡單、人機對話、精度高、抗變形能力強等特點。適用復雜型面的木質材料表面或曲面立體切削加工。

(1)控制機床運動的坐標特征。為了把工件上各種復雜的形狀輪廓銑削出來,就必須控制刀具沿設定的直線、圓弧軌跡運動。這就要求數控銑床的伺服拖動系統能多坐標協調動作,并保持預訂的相互關系,也就是通常所說的實現多坐標聯動。數控銑床要加工平面上的曲線輪廓形狀,控制的坐標數至少應是三坐標中兩個坐標聯動(即2.5坐標),要實現連續加工直線變斜角工件,則需四坐標聯動,要實現加工曲面變斜角的工件則需要五坐標聯動。

(2)主軸運動特征。數控銑床的主軸開啟與停止、正反轉與主軸的變速等都可以按程序自動執行。不同機床的變速功能和范圍也不同,木材加工中銑床的變速范圍大約為1000~1800r/min。現代木材加工用數控銑床多采用變頻器調整,將主軸的轉速分為幾檔,編程時可任選一檔。在運動中通過控制面板上的旋鈕在本檔范圍內無級調節,有的則不分檔,編程可在整個調速范圍內任選一值,在主軸運轉過程中可無級調節。


五、數控木工銑床的基本功能

不同的銑床上配置的數控系統不同,其功能也不盡相同。一般的數控銑床都具有以下幾項一般功能:

(1)點位控制功能。該功能可以使數控銑床只進行點位控制的鉆孔加工。

(2)連續輪廓控制功能。數控銑床通過執行直線和圓弧插補可實現對刀具軌跡的連續輪廓控制,加工出直線和圓弧構成的平面曲線輪廓的工件。對非圓曲線的輪廓,在經過直線和圓弧的擬合后也可以加工。

(3)刀具半徑的自動補償功能。利用該功能可以使數控銑床的刀具中心自動偏離工件的加工輪廓一個刀具半徑的距離。因而在編程時可以方便地按輪廓的形狀合尺寸計算、編程,不必按銑刀的中心軌跡計算編程。

(4)軸對稱加工功能。利用該功能只要編制出軸對稱兩個零件中的一個零件的加工程序,機床就可以自動將兩個零件加工出來。對于軸對稱的一個零件,利用該功能可以只編寫一半的加工程序。

(5)固定循環功能。利用該功能將一些典型化的加工功能,專門設計一段程序(子程序)在需要的時候自由調用,以實現一些固定的加工循環。如點位直線控制、銑削正圓等


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