有关五轴联动数控车铣复合加工中心的优化分析

　　数控机床的数控系统在使用15年左右后就进入了产品老化期，故障率和维修成本会显著增加，这时用新的数控系统进行升级改造，与购买动辄上千万元的新设备相比，具有投资少、周期短、风险小等优点。本文所探讨的HTM63车铣复合加工中心，属于电脑加工中心类型的机床。该五轴联动加工中心增加了可摆动的动力刀具组件，因此机床具有可完成零件侧面、正面、斜向钻孔及铣削等功能，并具有“X、Y、Z、C、B”五轴联动控制加工能力。该系列数控车床适合加工要求较为复杂的车、铣复合加工的零件的大批量、多品种、高精度的加工任务。

1、五轴联动加工中心概述

　　五轴联动加工中心的刀具排布采用两轴控制排式刀架排布的结构，结构简单、换刀快捷、可靠性极高。加工中心具有超长行程的Z 轴，行程可达2000mm。因此机床在加工较长零件时，和同类数控车床相比，可以明显减少送料次数，提高加工效率。对于许多长度在1500mm以内的零件，可以一次送料完成零件全长度的加工。五轴联动加工中心配有高速精密同步导套，因此可以完成对钢件、不锈钢件的大批量精密加工以实现高品位零件的高速切削。数控加工中心配备三轴钻孔加工功能，可以完成零件轴端的钻孔及攻丝的加工。并且针对客户的零件，五轴联动加工中心配备安装有各类钻铣动力刀具、或者旋风刀具的摆动动力刀具模块，因此动力刀具可以在0-90度范围内摆动，以完成各种轴件的多方向精密钻、铣加工功能。加工中心的送料部分可以配备自动送料器，接料部分可安装短件接料器及长件接料器，以实现一人操作、看护多台机床的“一人多机”加工模式，为工厂节省人力资源。还可以配备自动排屑器等多种附加设施并组成柔性加工生产线，以完成自动化加工。此类加工中心床最适合加工用于航空、航天、军工、汽车、摩托车、通讯、制冷、光学、家电、微特电子、电子、钟表等行业的各种高精度、多批量、外形复杂的轴类零件的精密复合加工。

2、五轴联动加工中心改造方案

　　对原有机械部分主轴系统的轴承支撑系统进行了动态优化设计，提出了双排轴承的设计方案，并对选用当前我国市场上最为常见的SIEMENS 840D对原有的BOSH Micro8数控系统进行替代；原有的可控硅直流调速的系统采用了配套的SIEMENS 611D数字交流伺服系统进行替代；原有直流的电机选用当前流行的SIEMENS伺服电机与交流主轴进行替代；利用1FT6的全数字交流伺服电机对刀库旋转进行驱动，从而实现了半闭环控制；选用德国HEIDENHAIN的RON285圆光栅与LB382C型直线光栅对所有的轴检测装置进行分别的替换。