第三章 自動化加工設(shè)備

1、一、設(shè)備選擇的一般原則 1)質(zhì)量 在選擇設(shè)備時(shí)所涉及的質(zhì)量是一種廣義的質(zhì)量。它包括：制造的產(chǎn)品滿足用戶期望值的程度；設(shè)備使用者對設(shè)備功能的基本要求，可以稱這種要求為功能要求。 2)生產(chǎn)率生產(chǎn)率(時(shí)間時(shí)間) 根據(jù)自動化制造系統(tǒng)的設(shè)計(jì)產(chǎn)量、利潤、市場等因素可以規(guī)定其生產(chǎn)率，在滿足質(zhì)量約束的方案集內(nèi)，找出滿足生產(chǎn)率約束的方案集。 3) 柔性柔性 當(dāng)環(huán)境條件變化時(shí)，如產(chǎn)品品種改變、技術(shù)條件改變、零件制造工藝改變等，如果系統(tǒng)不需要多大的調(diào)整，不需花費(fèi)多長時(shí)間就可以適應(yīng)這種變化，仍然低成本高效率地生產(chǎn)出新的產(chǎn)品，我們說這種系統(tǒng)柔性好，反之則柔性差。在自動化制造系統(tǒng)決策過程中，將柔性作為主要因素加以考慮。4

2、)成本 在滿足以上約束條件的可行方案集內(nèi)，應(yīng)按成本最低的原則選擇設(shè)備，可以采用數(shù)學(xué)規(guī)劃法求解。1 工序集中2 控制功能強(qiáng)、柔性好3 具有通信接口4 高剛度、高精度、高速度5 其它要求a) 使用經(jīng)濟(jì)性好b) 操作性、可靠性、維修性好c) 自保護(hù)性、自維護(hù)性好d) 對環(huán)境的適應(yīng)性與保護(hù)性好e) 技術(shù)資料齊全，機(jī)床上的各種顯示、標(biāo)記等清楚，機(jī)床外形、顏色美觀且與系統(tǒng)協(xié)調(diào)。 二、FMS對機(jī)床的要求 FMS對機(jī)床的要求三、獨(dú)立工作站的設(shè)備配置（一）機(jī)械加工工作站 機(jī)械加工工作站一般泛指各類機(jī)床。機(jī)床類型、規(guī)格、性能、數(shù)量，決定了自動化制造系統(tǒng)的加工能力。 機(jī)床的功能要求： A）滿足零件族工藝要求（決定工

3、藝范圍） 如車削中心用于加工回轉(zhuǎn)體類零件，板材加工中心用于板材加工，臥式加工中心適用于加工箱體、泵體、閥體和殼體等需要多面加工的零件，立式加工中心適用于加工板料零件，如箱蓋、蓋板、殼體和模具型腔等單面加工零件。 B）滿足生產(chǎn)能力（生產(chǎn)綱領(lǐng)）。 C）與機(jī)床配置形式相適應(yīng)。 加工設(shè)備類型選擇還受到機(jī)床配置形式的影響。在互替形式下，強(qiáng)調(diào)工序集中，要有較大的柔性和較寬的工藝范圍。而在互補(bǔ)形式下，主要考慮生產(chǎn)率，較多用立式機(jī)床甚至專用機(jī)床。 D）選擇加工中心時(shí)還應(yīng)考慮它的尺寸及排屑裝置的位置等。 E）性價(jià)比等。 通常臥式加工中心工藝比較廣泛，但同類規(guī)格的機(jī)床，一般臥式機(jī)床的價(jià)格比立式機(jī)床貴80-100。

4、有時(shí)可考慮用夾具來擴(kuò)充立式機(jī)床的工藝范圍。 （二）工件裝卸站 裝卸站設(shè)有機(jī)動、液動或手動的工作臺。 裝卸站功能要求： A 結(jié)構(gòu)型式與工件或托盤生產(chǎn)率相適應(yīng)。 B 操作要求高度統(tǒng)一。工作臺至地面的高度以便于操作者在托盤上裝卸夾具及工件為宜。（工件自動導(dǎo)引小車可將托盤從工作臺上取走或?qū)⑼斜P推上工作臺） C 自動控制功能。在裝卸站設(shè)置計(jì)算機(jī)終端，操作人員通過終端可以接收來自自動化制造系統(tǒng)各單元控制器的作業(yè)指令或提出作業(yè)請求。 D 監(jiān)視識別功能。防止錯裝的工件進(jìn)入自動化制造系統(tǒng)。 E 裝卸站的數(shù)目取決于自動化制造系統(tǒng)的規(guī)模及工件進(jìn)出自動化制造系統(tǒng)的頻率。 F 對于過重?zé)o法用人力搬運(yùn)的工件，在裝卸站還應(yīng)

5、設(shè)置吊車或叉車作為輔助搬運(yùn)設(shè)備。 G 在裝卸站還應(yīng)設(shè)置自動開啟式防護(hù)閘門或其它安全防護(hù)裝置，避免自動導(dǎo)引小車取走托盤時(shí)誤傷操作者。 （三）工件檢測站 在線檢測時(shí)，檢測站布置在線內(nèi)。測量機(jī)的檢測過程由NC程序控制。測量結(jié)果反饋到自動化制造系統(tǒng)的控制器，用以判斷刀具性能的變化，控制刀具的補(bǔ)償量或?qū)嵤┢渌刂菩袨?，迅速判定工件加工中的問題。 離線檢測時(shí)，檢測站的設(shè)置往往距加工設(shè)備較遠(yuǎn)。通過計(jì)算機(jī)終端人工將檢測信息送入系統(tǒng)。由于整個(gè)檢測時(shí)間及檢測過程的滯后性，其檢測信息不能對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)反饋控制。（四）清洗工作站 設(shè)置在線檢測工作站的自動化制造系統(tǒng)，一般都設(shè)置清洗工作站以徹底清除切屑及灰塵，提高測量的

6、準(zhǔn)確性。如機(jī)械加工工作站本身具有清洗站的功能，則清洗工作站可以單獨(dú)設(shè)置。 一、組合機(jī)床 數(shù)控鏜銑、加工中心機(jī)床的類型數(shù)控鏜銑、加工中心機(jī)床的類型 立式龍門式臥式高速加工中心二、數(shù)控機(jī)床 數(shù)控高速銑削加工高效 、高精度 、高的表面質(zhì)量 、可加工高硬材料 常見加工中心的分類 按工藝用途可分為鏜銑加工中心、 車削加工中心、鉆削加工中心、攻螺紋加工中心及磨削加工中心等。 按主軸在加工時(shí)的空間位置可分為立式加工中心、臥式加工中心、立臥兩用（也稱萬能、五面體、復(fù)合）加工中心。加工中心 （鏜銑加工中心） 鏜銑加工中心與普通數(shù)控鏜床和數(shù)控銑床的區(qū)別之處，主要在于它附有刀庫和自動換刀裝置。臥式加工中心臥式加工中

7、心三、加工中心 五軸車銑中心多軸聯(lián)動、復(fù)合加工五軸加工中心nXYZ圖2-41 JCS-018立式加工中心1床身 2滑座 3工作臺 4立柱 5數(shù)控柜 6機(jī)械手 7刀庫 8主軸箱 9驅(qū)動電柜 10操縱面板加工中心刀庫加工中心的刀庫有鏈?zhǔn)?、盤式和轉(zhuǎn)塔式等基本類型。 雙臂式機(jī)械手 從刀庫中挑選所需刀具的方法有：順序選擇法 刀座編碼法 刀具編碼法 刀具刀座跟蹤記憶法 常用雙臂式機(jī)械手的手爪結(jié)構(gòu)形式有鉤手、抱手、伸縮手和叉手換料裝置 加工中心中最為常見的換料裝置是托盤交換器（Automatic Pal1et ChangerAPC），它不僅是加工系統(tǒng)與物流系統(tǒng)間的工件輸送接口，也有物流系統(tǒng)工件緩沖站的作用。

8、托盤交換器按其運(yùn)動方式有回轉(zhuǎn)式和往復(fù)式兩種。 二、去毛刺設(shè)備 機(jī)加工中去毛刺工作量很大，電解去毛刺效率高，節(jié)省費(fèi)用。 加工原理是尖角處電流密度最高。去毛刺時(shí)間與加工電壓、加工間隙及電解液參數(shù)有關(guān)。 智能控制的電化學(xué)齒輪修形工藝源于電解去毛刺和倒圓角。q電解倒棱去毛刺 圖4-24齒輪電解去毛刺一、清洗站 超聲波清洗 切屑處理系統(tǒng)：清除，輸送，分離。斷屑：刀具斷屑等措施 加工部位封閉排屑 機(jī)床、工夾具設(shè)計(jì)要便于排屑 冷卻液沖，或壓縮空氣吹切屑輸送（通常采用地下輸送管道）切屑再處理（打包）三、切屑和冷卻液處理系統(tǒng)圖3-34 螺旋式切屑輸送機(jī)1減速器 2萬向接頭 3螺旋 對于極細(xì)碎的切屑或磨屑的處理，一般在冷卻站內(nèi)采用電磁帶式輸屑裝置，將碎屑或粉屑吸在皮帶上排送池外。而不易沉淀且