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德恩機電經營品牌&GSF系列天車式五軸加工中心機
GSF系列天車式五軸加工中心機,專為有限空間、高效能的五軸加工應用打造,五軸頭有效縮短刀具位移行程、切削制程,以延長刀具壽命;一體式鑄件結構搭配高精度二軸頭,做復合角度切削,展現更優異的五軸同動精度和性能,是復合角度加工的最佳效率選擇。同時滿足3D立體加工和高精度輪廓加工,并以高質量和穩定性滿足各種面銑、鉆孔、攻牙的加工需求。



連續式二軸頭


五軸動態旋轉同步精度TCPM 0.04mm。


內藏式主軸,主軸轉速12,000~24,000rpm。


B/C軸直結驅動無背隙,旋轉定位精度±5”。


低工作臺、短操作懸伸、大門寬設計方便使用者操作。


搭配鏈板式排屑機有效清除高速加工后的大量鐵屑。



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產品規格



標準功能與附件



HEIDENHAIN TNC640控制器


海德漢DCM動態碰撞監控 (HIEDENHAIN DCM 功能)


12,000 rpm HSK-A100主軸


二軸頭中央監控保護系統:?

主軸切削震動保護?

主軸及馬達工作溫度保護?

B / C軸旋轉軸馬達線圈工作溫度保護?

主軸切削負載軟件保護


主軸及結構環境溫度熱補償系統


主軸冷卻系統


主軸環狀切削液噴嘴


主軸錐孔清潔吹氣


二軸頭旋轉誤差機構補正


Z軸行程 1,000 mm


X / Z 軸雙滾珠螺桿驅動,Y 軸單滾珠螺桿驅動


X / Y / Z 軸高剛性滾柱式線性滑軌


X 軸導螺桿防震支撐系統 (適用 X 軸行程4 m(含)以上)


X 軸雙光學尺,Y / Z 軸光學尺


X / Y / Z 軸行程極限硬件保護


中央集中自動進給潤滑裝置


三軸潤滑油獨立收集裝置


操作側清潔水槍及空氣接口


20把刀自動換刀系統


懸臂式操作箱


分離式手搖輪


電器箱配備冷氣機


工作燈


程序結束及警示燈


RJ45網絡傳輸


全罩式防護罩 (不含頂面)


工作臺側螺旋式卷屑裝置


鏈式鐵屑輸送機 / 水箱


切削液冷卻系統


腳踏式主軸松刀開關


遠程監控軟件-標準版 (不支持西門子控制器)


自動斷電功能


Z 軸斷電自動上拉功能


地基水平墊塊及基礎螺栓


調整用工具及工具箱


技術手冊(操作、保養手冊及電路圖)



選購功能與附件



24,000 rpm HSK-A63主軸


15,000 rpm HSK-A100主軸


Z 軸行程 1,200 mm


32把刀自動換刀系統


主軸中心出水系統 20bar / 60bar


切削油霧冷卻裝置


切削液油水分離裝置


工作臺側葉片式卷屑裝置


復合式鐵屑輸送機 / 水箱


無卷屑螺桿 / 無鐵屑輸送機 / 無水箱


卷屑槽防護踏板


集屑桶


全密式防護罩鈑金(含頂面)


副工作臺


X / Y / Z軸獨立手搖輪


遠程監控軟件-專業版 (不支持西門子控制器)


自動刀具量測裝置


自動工件量測裝置


旋轉軸誤差自動補正軟件


主軸震動保護裝置


變壓器


切削液油霧回收裝置


智能化進給加工功能



應用產業:



航天產業-鋁合金加工件


汽車產業-沖壓模具


機械零件



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2020-09-12
智能機床發展現狀及展望
智能機床發展現狀及展望

智能機床是智能制造的基礎。機床智能化可分為3個方面:①機床部件本身,包括主軸單元、進給驅動、結構件的智能化,用以抑制振動和熱變形補償等;②數控系統智能化,從加工設備控制器進化到工廠網絡的終端,生產數據能夠自動采集,實現機床與

機床、機床與各級管理系統的實時通信,使生產透明化,融入企業的組織和管理,締造智能化工廠;③機床智能化和網絡化為制造資源社會共享、構建異地的、虛擬的云工廠創造了條件,從而邁向共享經濟新時代,創造更多的價值。



傳統的數控機床是按照G指令和M指令驅動機床部件,實現刀具與工件的相對運動,對機床的實際工作狀態并無感知和反饋。機床在工作過程中,在切削力、慣性力、摩擦力以及內部和環境熱載荷的作用下,產生變形和振動,導致刀具的實際路徑偏離理論路徑,降低加工精度、表面質量和生產效率。



智能機床的核心在于構建一個基于模型的閉環加工系統。借助溫度、加速度和位移等傳感器監測機床工作狀態和環境的變化,實時進行調節和控制,優化切削參數,抑制或消除振動,補償熱變形,充分發揮機床的潛力。智能機床的另一功能是網絡通信,它是工廠網絡的一個節點,可實現機床之間和車間管理系統的相互通信,提高生產系統效率和效益。



智能主軸



智能主軸的特征是自主性、自學習、兼容性和開放性。從感知到決策到控制,再到執行是實現智能的四部曲。主軸的智能化分為兩類:①與主軸結構相關,即對溫度或熱誤差、主軸平衡、主軸健康的監控和控制,進而實現溫度控制和熱誤差補償、不平衡度監控和主動平衡、主軸元器件損壞和失效監控與基于主軸實際狀態的預測維護。②與加工過程有關,對顫振、刀具狀態、主軸干涉的監控和控制,從而實現顫振的辨識及抑制和控制、刀具磨損和破損監測、刀具變形補償、有效預防干涉與碰撞。



瑞士StepTec智能主軸是智能主軸的范例,它的智能化系統由電感軸向位移傳感器、熱電偶溫度監控、主軸診斷模塊、拉桿位置傳感系統、加速度計振動測量、前軸承液壓預緊載荷系統組成??赏ㄟ^V3D三維振動測量和SDS主軸診斷軟件優化主軸性能;通過AMS軸向位移傳感器、TMS溫度控制系統、SDM主軸診斷模塊進行誤差控制。



德國Prometec公司的主軸傳感系統和分析(Spindle Sensor System and Analysis,3SA)環由固定的外環和旋轉的內環組成,可安裝在任何電主軸的前端,實現主軸智能化。安裝在主軸殼體上的固定外環上分布有傳感器,與安裝在主軸上的旋轉內環相互作用,進行主軸工作狀態監控。3SA環可記錄主軸的載荷狀態、監控軸承或主軸的損傷和不平衡度,將信號發送給機床數控系統,補償主軸的位置誤差。3SA環提高了主軸的可用性和性能、以及知識的積累,實現基于主軸工作狀態的維護,同時進行刀具和加工過程的監控。3SA環記錄主軸工況變化的所有數據,如連接計算機或數控系統人機界面可隨時顯示,并對最近90次變化進行趨勢分析。



智能機床結構



日本Makino T4鈦合金加工機床的力控制智能導軌是一種控制導軌表面摩擦力與切削力保持平衡而消除振動的方法,其原理是借助測微計測量移動部件與導軌之間的間隙,控制伺服閥,調整氣墊腔的上浮力,從而改變摩擦力,抵消切削力的變化。



增加機床結構的阻尼可減小受激振動的振幅,并使其很快衰減。機床結構阻尼器有兩種:調諧阻尼器與主動阻尼器。調諧阻尼器(Turned Damping Device)是在主體結構上附加一定質量比的振動系統,用相位差來抵消振動,同時吸收能量并轉化成熱能耗散,兼具動力吸振和阻尼性能改善。主動阻尼器(Active Damping Device,ADD)是借助傳感器感知機床結構的振動,經放大后轉換成電信號,通過動圈式作動器改變機床主體結構的阻尼性能,抑制其振動。主動阻尼器具有頻率響應范圍寬、慣性質量小、安裝方便等優點。



智能數控系統



智能數控系統是新一代的機床“大腦”,具有以下4方面功能:①自主選擇加工參數+優化刀具路徑=智能編程,進一步從三維CAD模型提取特征語義,直接生成無G指令的數控程序;②數控系統從運動控制器進化為車間管理系統的終端,成為工廠網絡的基層節點,并可接入云平臺;③數控系統嵌入MTConnect適配器和代理應用程序,能夠實現機床之間的通信,進行信息交互;④數控系統連接到數字鏡像服務器,與虛擬機床構成數字雙胞胎,使產品設計、加工制造和測量檢驗連接成數字主線,實時看到如何相互影響,以便做出更好的決策,更高效、高質量地運行。



德國SolidCam公司的iMachining是智能編程的例子,它的“工藝向導”匯集了數百位經驗豐富的CAM和CNC工程師所掌握的知識和經驗,根據機床、材料和刀具優化進給、主軸轉速、切削深度和寬度。從第一刀切削開始到加工完畢,iMachining都對毛坯、刀具材料和機床規格進行計算自動生成最佳的切削條件,借助“控制步距”技術,iMachining刀具路徑保證切削條件嚴格遵循工藝向導,而且iMachining可根據主軸的剛性、夾具的剛性和刀具的伸出長度來設置相關的參數。



iMachining能夠進行刀具路徑優化,采用變體螺旋(Morphing)刀路而不是傳統的次擺線(Trochoidal)刀路,減少退刀次數,盡量保證“刀具在切削中”;為了保證材料的最大去除率,iMachining會把刀路自動分成幾個小的部分,以保證變體螺旋切削的最大效能;iMachining從最初進刀和最后退刀,動態的毛坯更新及追蹤,確保刀路始終在切削材料,消除無用時間和運動;iMachining移動刀具從一個位置運動到下一個切深,僅在絕對需要抬刀的時候才退刀。



日本OKUMA的OSP Suite是智能數控系統的范例,該系統不僅能夠實現熱親和、防碰撞、加工導航、伺服導航、5軸機床誤差校正這5項智能化技術,同時讓生產指示、作業指示,以及機床狀態數據的管理可視化,從而縮短加工時間、提高運轉率、縮短準備時間。



此外,無G指令的STEP-NC編程能夠根據髙層產品數據對加工過程進行優化,提高生產效率與產品質量;可明確地描述需要加工的特征、工藝和允差;面向對象結構化的產品幾何與制造信息模型,避免各環節間的數據格式轉換;具有通用性和可重用性,STEP-NC文件能不經修改地用于不同的數控機床;實現信息雙向傳輸,下游環節對產品數據的修改可直接保存,并反饋給上游環節。
2020-09-03
數控機床選型指南
數控機床選型指南

一、?數控機床加工的典型工件

1、 臥式加工中心:

箱體零件:立式加工中心上加工底面→臥式加工中心上加工四周面各工藝面。

2、 立式加工中心:

板類零件:立式或龍門銑床加工平面→立式加工中心或鉆攻機上加工各類孔;

型腔模具零件:普通機床加工外形及基面→數控銑床加工型面→高速數控銑或雕銑機精加工→拋光或電腐蝕型面;

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3、 車削加工中心:

軸類零件:銑端面打中心孔→數控車床(粗加工)→數控磨床(精加工);

法蘭和盤類件:數控車床(粗加工)→車削中心(精加工);

4、 簡單箱體類,異形類,型腔模具工件,如果加工余量大(粗加工),而且以型面加工為主,刀具更換量少,一般選用數控銑床。

5、 箱體類,異形類,型腔模具工件,如果加工余量?。ň庸ぃ?,而且以單面孔系加工為主,需要多把刀具頻繁更換,一般選用立式加工中心。

6、 箱體類,異形類,型腔模具工件,如果加工余量?。ň庸ぃ?,而且以多面孔系加工為主,需要多把刀具頻繁更換,,一般選用臥式加工中心或立式加工中心配旋轉工作臺。

7、 復雜多軸曲面、空間多角度面或孔零件,一般選用四軸、五軸機或車銑復合等加工中心。

二、?各類數控機床異同

1、 數控銑和加工中心

用于完成較大銑削量的工件的加工設備,對數控系統要求速度一般,主軸轉速0~8000RPM左右,有時要考慮低轉速大扭矩,需要主軸減速來提升扭力,注重金屬去除率?;A部分剛性要求非常高,運動部分剛性要求非常高。

優點:能進行重切削,適于加工工序集中零件; 缺點:由于運動部分高剛性和相對較重的質量,機床快速響應能力中等,對于小刀具加工和快速進給位移無能為力。

2、 數控雕銑機

用于完成較小銑削量,或軟金屬的加工設備。要求高速的數控系統,主軸轉速3000~30000RPM左右,非移動部分剛性要求高,移動部分主要考慮快速響應能力,盡可能的輕一些,同時保持一定的鋼性。

優點:可進行比較細小的加工,加工精度高。對于軟金屬可進行高速加工; 缺點:由于剛性差所以不可能進行重切削。

3、 高速切削機床

用于完成中等銑削量,并且把銑削后的打磨量降為最低的加工設備。要求高速的數控系統以及極好的伺服電機特性,主軸轉速1500~30000RPM左右,基礎部分剛性要求非常高, 運動部分剛性要求比較高,而且盡可能的將響應速度提高。

優點:能進行中小量的切削,適于半精和精加工分開的工藝加工零件;正確使用下能發揮高效,低成本,使打磨量變為極少。缺點:對刀具、操作者、制造者要求高,容易因為誤操作等原因造成大的損失。

三、?選擇數控機床規格

1、 機床工作臺面積應大于典型零件尺寸以便于安裝夾具或壓板等,一般大于至少100mm;

2、 機床行程應大于典型零件加工范圍以便于進出刀,一般大于至少150mm;

3、 機床工作臺承重能力應大于零件和夾具的重量;

4、 數控機床的主電機功率反映了機床的切削效率,在同類規格機床上也可以有各種不同的配置。中小型數控機床中,主軸箱的機械變速已較少采用,往往都采用功率較大的交流可調速電機通過皮帶或直聯主軸,甚至采用電主軸結構。這樣的結構在低速中功率受到限制,即調速電機在低轉速時輸出功率下降,為了確保低速輸出滿足加工要求,就得采用大功率電機,所以同規格機床數控機床主軸電機比普通機床大好幾倍。當使用單位的一些典型工件上有大量的低速重切削加工時,必須對機床的低速輸出進行校核,必要時增加齒輪箱或減速增力機構。

5、 根據加工零件工藝參數選擇機床,針對鋁件加工特性選擇主軸速度相對高的,針對鋼件大切屑量的要選擇扭力大的。

6、 刀庫配置后,價格貴,故障率也越高,加工中心20%以上的故障都與刀庫有關。合理選擇是否需要配置刀庫。對于固定的大批量的箱體類零件加工,適合配置刀庫。對于模具行業和小批量生產不需要配刀庫。

7、 自動對刀系統,誤差在0.001~.0003μm內,與自動換刀時間來比,效率差不了多少,價格比刀庫低得多,損壞率低。

四、?選擇機床的精度

1、 幾何精度:機床靜態精度,國標中有明確規定項目、檢驗方法和允許數值,制造廠在內控時也有標準數值,廠內會要求嚴一些。

2、 數控精度:應統一使用ISO標準衡量機床的定位和重復定位精度值,JIS標準數值相比會有較大差異。機床的重復定位精度反映了該控制軸在行程內任意定位點的定位穩定性,這是衡量該控制軸能否穩定可靠的基本指標。目前數控系統中軟件都有豐富的誤差補償功能,能對進給傳動鏈上各環節系統誤差進行穩定的補償。例如,傳動鏈各環節的間隙、彈性變形和接觸剛度等變化因素,它們往往隨著工作臺的負載大小、移動距離長短、移動定位速度的快慢等反映出不同的瞬時運動量。在一些開環和半閉環進給伺服系統中,測量元件以后的機械驅動元件,受各種偶然因素影響,也有相當大的隨機誤差影響,如滾珠絲杠熱伸長引起的工作臺實際定位位置漂移等。

3、 工作精度:加工零件時會受到刀具、夾具、工件變形等因素影響,工件實際精度不會等同于機器數控精度,一般排除其他因素在單軸上移動加工兩孔的孔距精度約為機床單軸定位精度的2倍左右,雙軸移動則為機床單軸定位精度的3倍左右。

五、?數控轉臺選擇注意事項

1、 工件的材質:

a) 鋁、銅等材質,可選氣剎轉臺

b) 鑄鐵、鋼等材質,請選油剎轉臺

2、 工件的精度要求;

a) 20秒以內可選氣剎任意角度之分度盤。

b) 15秒以內可選油剎任意角度之分度盤。

c) 10秒以內可考慮加裝光學尺(圓光柵);但圓光柵價格比較高,所以只做定位加工時可考慮改選齒式油剎轉臺,可達±5秒,齒式油剎為(1°或5°)之倍數的固定角度之分度盤,不可做連續切削加工。

3、 工件的形狀及尺寸:

a) 如是圓棒型,則請加購三爪卡盤及頂針尾座,在選用三爪卡盤時,卡盤的外徑不要大于盤面直徑,卡盤對工件的夾持尺寸范圍。

b) 如是奇形異狀,且一次要加工2個以上的工件,則請加購圓盤尾座[另L型塊,大底板,中板,(過橋板)可請夾具商制作]。在使用過橋板是,過橋板的寬度尺寸盡量不要大于盤面直徑。

4、 可承受負載:

先確認分度盤可承受工件的負載,在確認機床可承受的總負載,再將預選的分度盤、尾座、L型塊、中板(過橋板)、大底板、工件、夾具等重量合計。如果超重,則先判斷工件的材質如是鋁合金或其他輕材料,只是形狀枝節過長,活動旋徑需求過大,造成必需選擇大型分度盤,則此時可將分度盤改選小一號的,再另加墊高塊即可減重,且價格也較低又能滿足工件的活動旋徑。

5、 確認Y軸方向的干涉:

先確認預選的分度盤放在機床工作臺上是否有干涉?請先將立加Y軸移到原點后測量工作臺中心槽到機床移門鈑金處的尺寸,則再查核分度盤的盤面中心線到電機罩尾端(不含接線盒)的尺寸,則分度盤確定不會撞到移門鈑金。反之,如果會撞到移門鈑金,則考慮改選轉臺。

6、 確認放置工件的可用空間:

底板比機床工作臺兩邊最多突出不超過100mm,橋板厚度視空間長度不能太薄,核算放置工件的寬度尺寸是否符合要求。

7、 特殊要求:

a) 有些工件有傾斜角度的要求時,一般人會想到四軸半分度盤(傾斜軸是手動的),但因為手動傾斜軸沒有數控系統可微調精度,故精度很差,且傾斜軸的半月型蝸輪易磨損,故建議:貴司自制斜度塊+第四軸即可取代四軸半分度盤,既省費用,傾斜角度有精準且無蝸輪磨損之困擾。

b) 如果工件有二個以上的傾斜角度需加工時,則請選擇雙軸(五軸)分度盤。

c) 凡購買分度盤+圓盤尾座,且要設計搭配搖籃式夾具時,因力臂這段已超出盤面(墊高塊越高,力臂越長,越不合機械常識的負載)造成偏心加工時,預先與四軸廠家溝通

d) 第四軸的接口(介面)包括:分度盤、第四軸的電機、有護套的動信線、無護套的動信線、第四軸的驅動器。除了這5個大硬件之外,機床上必須為第四軸做預留的各個小硬件或PLC軟件都成為預留第四軸接口。

六、?數控機床驅動及電機的選擇

1、 數控機床的控制系統、驅動放大器、驅動電機最好選擇同一家配套系統,其性能才能得到最佳匹配和發揮。如FAUNC控制系統,則應選擇FANUC推薦的FAUNC驅動放大器和FANUC驅動電機,同一控制系統,驅動不同、電機不同則性能相差懸殊、價格也相差懸殊。

2、 進給電機功率扭矩越大,其響應能力(即啟動、制動、加減速、準確定位、換向)越強,定位能力越高、價格也越高。

3、 電機功率越大,其每分鐘可切除的金屬余量就越多,表明機床承受切削的能力越強,剛性也越高。
2020-09-04
高精密鏡面火花機成形加工應注意的問題
高精密鏡面火花機成形加工時應注意的幾個問題
2019-10-08
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