關于加工中心第四軸功能的擴大使用

張志朋

(哈爾濱職業技術學院，哈爾濱 150081)

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關于加工中心第四軸功能的擴大使用

張志朋

(哈爾濱職業技術學院，哈爾濱 150081)

通過分析數控技術中心功能，解析數控加工中心第四軸的工作運用技巧。實際工作的應用證明，四軸加工技術效果顯著，可以完善機床使用功能，提升生產加工的產品質量，促進數控加工的良好發展，提升了數控加工效果，在未來的實際加工工作中，更應重視技巧運用。

加工中心；第四軸功能；擴大使用

隨著加工技術的不斷發展，多軸數控加工中心得到了越來越廣泛的應用，企業也引入了新的多軸加工技術。根據企業具體需要，應保證數控加工工作的順利進行，工作人員必須掌握相關使用技巧，實現數控加工技術與功效的有效結合，提供有利的生產加工條件。

1 數控加工中心及四軸的功能分析

第一，控制功能。數控系統最普遍的功能是控制功能，而控制軸又分為移動軸、回轉軸、基本軸和附加軸。一般情況下，經過軸之間的聯動，達成輪廓軌跡的加工，從而使系統運行滿足要求。數控系統二軸聯動可使加工順利進行，若加工工作復雜，則需要用到三軸或四軸聯動，以滿足復雜的生產工作需要，保證系統的高效工作狀態。

第二，準備功能。用來指示數控機床運動方向的基本功能，可移動、平面選擇、固定循環，點位式數控機床通過點位移動系統進行工作。輪廓控制的數控機床設備往往需要兩個或更多坐標定位系統的聯動，才可以使加工工作順利進行，滿足加工工作的具體需求。

第三，插補功能。該功能可有效控制機床運動軌跡。輪廓控制是一項很具體的工作，插補軟件的計算速度不能真正滿足數控機床工作速度和分辨率，數控系統功能就是要提升插補軟件計算速度，配合數控機床系統的高效運轉。

第四，輔助功能。主要控制主軸轉動方向、啟動和停止、刀庫啟動和停止、切削液的開關等。數控系統的種類不同，其輔助功能也不盡相同，也會有一些自定義系統，根據實際工作需要，定義其需要的輔助功能，更高效地服務加工工作。

第四軸的存在有著其必要的功能，數控系統分度盤用于旋轉定位多面加工和螺旋連續加工。近幾年，數控加工市場競爭激烈，為使加工精度和加工生產效率有所提升，越來越多的企業利用分度盤進行加工。第四軸采用水平或垂直方式安裝在X軸上，以進行各個分度的回轉工作，工作臺上面可以安裝板和盤等各種形狀的待加工零件，也可以采用與其匹配的尾坐安裝棒和軸類加工零件，加工等分和不等分的孔和槽，或連續的、特殊的曲面加工生產，保持較高的加工精度。

2 數控加工中心第四軸加工應用技巧

依據數控加工工作的具體要求，為保證系統順利運行，更高效地發揮應有作用，以四軸加工為例，對數控加工的運用技巧做出分析，希望對數控加工的實際工作起到積極作用。

2.1 數控圓光柵的選型技巧

數控圓光柵是一種精密的圓分度器件，在具體的加工工作中，這種器件的使用極為廣泛，使用最多也最重要的是數控銑床和數控加工中心。在數控加工中心利用圓光柵，可使數控機床系統的加工工作更加順利高效，提高加工精度。在選型工作中，要全面考慮數控機床的具體情況，聯系實際工作情況，做出最合適選型，確保每項參數、指標的合理性。通常情況下，要重點分析的關鍵指標是分度精度、裝夾工具的直徑和夾緊力矩等。

2.2 確保圓光柵的參數尺寸

為了使數控系統更高效地運行，必須要保證圓光柵的尺寸合格，參數也必須在規定范圍內。要求圓光柵的中心高度是160 mm，總傳動比例是1∶800，最大的承載重量為120 kg，總的分度誤差要控制在0.2 mm以下，只有嚴格合理地確保尺寸和參數，才能使數控系統更好、更有效地運行。

2.3 伺服系統選型分析

數控圓光柵的技術指標包含以下幾項內容：最大轉速限制、分度精度、加工的表面質量和定位精準度，若想使系統運行有效，必須保證以上性能指標在規定范圍之內，保證伺服系統的良好性能。在伺服系統選型工作中，要滿足以下指標要求：可以逆向運行、精度夠高、速度范圍寬泛且穩定性好、傳動剛度夠足、響應速度快，功能要有一定的穩定性，不易受外界因素影響。

2.4 伺服系統的調試

采取一系列有效措施進行調整，檢查系統存在的誤差，檢測實際工作速度和電流，保證各項指標符合規定要求，使系統穩定運行。位置伺服系統有位置環和速度環兩種，位置環增益是機床工作過程中坐標性能好壞的直觀表現，不可以隨便放大，需要對其做出適當調整，保證性能表現最佳。在實際調整工作過程中，應以參數手冊作為參考，使數控系統時刻處在最佳性能狀態。

2.5 機床系統的總體調試

機床系統的總體調試主要針對電氣和機械部分，消除機械設備系統存在的縫隙，優化電氣參數，使電氣參數和機械設備參數保持最為匹配的狀態。一方面，要把部件剛度調試到最佳，保證部件具有良好的鋼度，最大程度降低彈性變形的可能性，即使傳動鏈條受到外界干擾，也不會輕易發生振動現象，仍保持良好的傳動狀態。接收到傳動指令后，能夠立即進入工作狀態，保持高質量的傳動精度。另一方面，注意調整部件間隙，包括反向間隙和傳動間隙等，通過對其合理的調整，促使數控系統高效運行。

2.6 優化機床整體性能

第一，對系統參數進行優化。數控系統正常工作運行后，應對坐標軸參數進行適當調整與優化，包括速度和增益等，使系統性能更加優化，以最好的狀態投入下次的工作中。第二，對機械設備進行部分調整。為了使機床機械部分更好地運行，要依據具體情況，對軸與軸之間的垂直度、反向間隙和傳動系統的精度做出適度調整，保證機械設備進入最好的待工狀態。第三，對機床精度進行補償，可以做出反向間隙補償和絲桿螺距補償。

3 應用數控加工中心四軸加工的效果

遵循以上流程進行數控四軸加工工作，掌握與其相關的應用技巧，加裝數控圓光柵，探究數控機床參數調整的最佳方案，不但使加工工作順利完成，還能保證優良的加工質量和效果。經過加工后，機床的功能更為完善，產品的加工精度也得到提高，使數控機床的運行更加順利。四軸加工工作結束后，數控機床日平均工作時長多于16 h，且工作過程中系統的穩定性良好，極少出現故障情況，滿足了數控機床高效運行要求，取得了良好的經濟效益。在未來的具體加工工作中，一定高度重視以上加工技巧的應用。

4 結語

隨著科學技術的快速發展，數控機床的自動化程度逐漸提高，對技術工人的要求也在提高。因此，我們應不斷創新，把先進理論落實到具體生產工作中，探索適合自身需要和發展的技術方法和有效措施，提升生產能力，獲取更高的經濟效益。

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On the extended application of the fourth axis function of machining center

ZHANG Zhi-peng

(Harbin Vocational and Technical College, Harbin 150081, China)

By analyzing the function of numerical control technology center, the technique of using the fourth axis of NC machining center is analyzed. The application of the actual work shows that the four-axis processing technology has a significant effect, which can improve the machine function, improve the quality of production and processing products, promote the good development of CNC machining and enhance the NC processing effect.

Machining center; Fourth axis function; Extended application

2017-01-29

本文為哈爾濱市應用技術研究與開發項目“高精度、高耐磨WC超硬模具及高硬度WC刀具”研究成果(2014AE4AE054)

張志朋(1981-)，男，本科，高級技師，助理工程師。

TG659

B

1674-8646(2017)08-0074-02