復合加工機床到底有什么好處？
2013-5-5 來源：中捷機床有限公司 作者：
一臺擁有為加工復雜形狀的工件而進行數道工序、不同方式的加工性能的機械稱之為復合加工機床。為達到同樣目的，也有將控制坐標多軸化、擴大加工功能、多機能化的使用方法?？傊怯霉ば蚣傻姆椒ㄌ岣呱a效率，提高機床的附加價值。于是，這里就把前者的在一臺機床內實現不同品種加工的機床和后者的多坐標控制機床兩者通稱為復合加工機床。
而今復合加工機床成為世界機床發展方向，目前，世界上越來越多的復雜零件采用復合機床進行加工。因為復合加工機床突出體現了工件在一次裝夾中完成大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，提高工件加工精度，縮短加工周期和浪費作業面積的目的。
下面針對我公司開發的幾款復合加工機床介紹如下：
1. 銑削激光切割五軸聯動復合加工機床
我公司擬開發一款銑削激光切割五軸聯動復合加工機床，此機床采用橋式龍門框架結構，采用可重組模塊化設計，主機系統劃分為大跨度、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構和可交換主軸頭等功能模塊，各模塊具有機械、電氣等標準化的接口，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制造的復合加工。此復合加工設備如圖1所示。
圖1 銑削激光切割五軸聯動復合加工機床
此復合加工設備特點如下：
（1）復合加工功能 此復合加工設備除了傳統的最終銑削精加工外，和粗加工擺頭來實現初級銑削粗加工過程，還具備激光切割AC 擺頭實現激光切割過程。這是一種引人注目的改革，實現了在一臺機床上既能銑削加工又能激光切割的柔性制造。此復合加工設備具有一個標準的加工中心平臺并提供獨有的激光切割選擇包。其中銑削粗加工、銑削精加工和激光切割分別由3個A 軸擺頭組成，他們共用一個C 軸，靠自動交換A 軸擺頭來實現功能切換。
?。?）五軸聯動功能 五坐標聯動加工機床的特點有很多，如A 軸可以避開切削速度為零的條件；B 軸可縮短刀具長度；C 軸可加工不重新裝卸就不能進行加工的呈突出形狀的工件。
本設備采用AC 軸擺頭控制，與直線軸X 、Y 、Z 一起工作實現五軸聯動。激光頭代替主軸可以實現激光切割功能。
（3）智能化功能 將對刀儀、工件檢測、自適應控制和激光模塊等功能進行機床內存化，可以進行對刀、工件檢測和自適應控制等，是采用了智能化功能技術的單元加工機床。
2. 整機自動裝配的柔性組合復合加工生產線
面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。產品由用于安裝航空零件和夾具移動平臺及底座、加工航空零件用臥式加工中心、立式加工中心及十字移動平臺共同組成，根據加工對象特點將機床對稱放置在加工對象的兩側，便于編程及操作。該產品采用了高速主軸、五坐標頭、單一機床多軸聯動、整機的柔性加工及網絡控制等新技術，提高了航空整機裝配的自動化程度和航空整機組裝后整機的精度、增強了航空制造過程中的可靠性和智能性。該產品已通過中國機床工具工業協會認證為國內首臺（套）數控機床。圖2就是此整機自動裝配的柔性組合加工生產線裝配現場。
圖2 整機自動裝配的柔性組合加工生產線裝配現場
此復合加工設備特點如下：
?。?1 ） 功能復合化 此復合加工機床能提供銑削、鉆削、攻螺紋、鉚接和自動裝配等多種復合功能，可以完成一個航空零件的銑削、鉆削、攻螺紋和鉚接的多種功能，有效地減小了工裝次數，避免了零件的變形，提高了裝配精度。
（2）柔性工裝 由于航空零件有壁薄易變形的特點，采用柔性工裝可有效減小變形誤差，提高零件和裝配精度。
?。?）“工作主管”的智能機器人 機床生產線外配套3臺ABB工業智能機器人，可實現航空零件的裝卸。智能機器人的控制由數控系統集成實現。
智能化機器人增加了新的功能。它們具有增加力傳感和可視功能，可以實現搬運不同尺寸的工件；它們不局限于一種特定方式抓取工件，而是能處理尺寸各異或搬運一組工件，且在抓取工件時，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；機器人還能精確擺放工件，所以它們能夠取消或減輕需要人工的勞動。這一切的關鍵是機器人程序與機床或機床單元的聯系。
3. 車削為主體的復合加工中心
以車削加工為主體的復合加工機床是車削中心。車削中心以車加工為起點，在刀架上配置車床用工具和可進行銑加工的回轉工具，可以對圓筒形工件和棒形工件施行溝槽加工以及平面加工。最近又出現雙主軸頭方式，通過交替方法可以不用卸下工件加工另一端。
當前車削加工零部件的70%需要進行兩道工序以上的加工，作為將這些零部件高效、高品質加工。在車削加工的同時，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（表面）及第二次（內面）加工的各項功能輸入于機床內的一次/二次加工機床。
?。?）加工復合化 車削加工加上銑加工、磨削加工等各項功能均具備于機床內的工序集成加工機床。
?。?）智能化 將儲藏、搬運以及加工在機床內存化，可以進行工件識別、對工件控制把握、適應控制和信息網絡化等，是采用了最新監測技術的單元加工機床。
4. 結語
此三類復合加工設備面對用戶，帶來的巨大改革如下：
?。?）提高生產效率 通過一次性工具裝夾，完成過去需要幾臺不同機床的加工，這樣加工的整個工時和加工時間都會減少。
?。?）減少程序 因做到了以一臺設備完成加工不再需要從一個工序到另一工序的轉換，也省略了對工件的裝夾、拆卸。
?。?）保持高精度 由于無需將工件再次裝夾，不必在意定位問題，使精度容易得到保持。
（4）節省能源、降低成本 與需要購買幾臺不同的設備進行加工相比，一臺復合機是很合適的。與開動幾臺設備相比，能源也得到節省，因減少了電力的使用而使運行成本得以降低。
?。?）節省空間 不再需要有專機功能的數臺加工設備，可因此而大大節省現場空間。
?。?）節省成本 由幾臺變一臺或一套，在價格方面達到較易被接受的水平。
此類復合加工設備的開發成功，有效地解決了依靠多臺機床進行分序加工、頻繁裝卸、頻繁運輸的弊病，實現了零件的一次裝夾、工序集成、精度保持性好的柔性復合加工，提升了我國在高端復合加工設備方面的裝備能力，打破了國外對我國此類設備的壟斷。
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