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    德恩机电经营品牌&GSF系列天车式五轴加工中心机
    GSF系列天车式五轴加工中心机,专为有限空间、高效能的五轴加工应用打造,五轴头有效缩短刀具位移行程、切削制程,以延长刀具寿命;一体式铸件结构搭配高精度二轴头,做复合角度切削,展现更优异的五轴同动精度和性能,是复合角度加工的最佳效率选择。同时满足3D立体加工和高精度轮廓加工,并以高质量和稳定性满足各种面铣、钻孔、攻牙的加工需求。



    连续式二轴头


    五轴动态旋转同步精度TCPM 0.04mm。


    内藏式主轴,主轴转速12,000~24,000rpm。


    B/C轴直结驱动无背隙,旋转定位精度±5”。


    低工作台、短操作悬伸、大门宽设计方便使用者操作。


    搭配链板式排屑机有效清除高速加工后的大量铁屑。



    ?



    产品规格



    标准功能与附件



    HEIDENHAIN TNC640控制器


    海德汉DCM动态碰撞监控 (HIEDENHAIN DCM 功能)


    12,000 rpm HSK-A100主轴


    二轴头中央监控保护系统:?

    主轴切削震动保护?

    主轴及马达工作温度保护?

    B / C轴旋转轴马达线圈工作温度保护?

    主轴切削负载软件保护


    主轴及结构环境温度热补偿系统


    主轴冷却系统


    主轴环状切削液喷嘴


    主轴锥孔清洁吹气


    二轴头旋转误差机构补正


    Z轴行程 1,000 mm


    X / Z 轴双滚珠螺杆驱动,Y 轴单滚珠螺杆驱动


    X / Y / Z 轴高刚性滚柱式线性滑轨


    X 轴导螺杆防震支撑系统 (适用 X 轴行程4 m(含)以上)


    X 轴双光学尺,Y / Z 轴光学尺


    X / Y / Z 轴行程极限硬件保护


    中央集中自动进给润滑装置


    三轴润滑油独立收集装置


    操作侧清洁水枪及空气接口


    20把刀自动换刀系统


    悬臂式操作箱


    分离式手摇轮


    电器箱配备冷气机


    工作灯


    程序结束及警示灯


    RJ45网络传输


    全罩式防护罩 (不含顶面)


    工作台侧螺旋式卷屑装置


    链式铁屑输送机 / 水箱


    切削液冷却系统


    脚踏式主轴松刀开关


    远程监控软件-标准版 (不支持西门子控制器)


    自动断电功能


    Z 轴断电自动上拉功能


    地基水平垫块及基础螺栓


    调整用工具及工具箱


    技术手册(操作、保养手册及电路图)



    选购功能与附件



    24,000 rpm HSK-A63主轴


    15,000 rpm HSK-A100主轴


    Z 轴行程 1,200 mm


    32把刀自动换刀系统


    主轴中心出水系统 20bar / 60bar


    切削油雾冷却装置


    切削液油水分离装置


    工作台侧叶片式卷屑装置


    复合式铁屑输送机 / 水箱


    无卷屑螺杆 / 无铁屑输送机 / 无水箱


    卷屑槽防护踏板


    集屑桶


    全密式防护罩钣金(含顶面)


    副工作台


    X / Y / Z轴独立手摇轮


    远程监控软件-专业版 (不支持西门子控制器)


    自动刀具量测装置


    自动工件量测装置


    旋转轴误差自动补正软件


    主轴震动保护装置


    变压器


    切削液油雾回收装置


    智能化进给加工功能



    应用产业:



    航天产业-铝合金加工件


    汽车产业-冲压模具


    机械零件



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    2020-09-12
    智能机床发展现状及展望
    智能机床发展现状及展望

    智能机床是智能制造的基础。机床智能化可分为3个方面:①机床部件本身,包括主轴单元、进给驱动、结构件的智能化,用以抑制振动和热变形补偿等;②数控系统智能化,从加工设备控制器进化到工厂网络的终端,生产数据能够自动采集,实现机床与

    机床、机床与各级管理系统的实时通信,使生产透明化,融入企业的组织和管理,缔造智能化工厂;③机床智能化和网络化为制造资源社会共享、构建异地的、虚拟的云工厂创造了条件,从而迈向共享经济新时代,创造更多的价值。



    传统的数控机床是按照G指令和M指令驱动机床部件,实现刀具与工件的相对运动,对机床的实际工作状态并无感知和反馈。机床在工作过程中,在切削力、惯性力、摩擦力以及内部和环境热载荷的作用下,产生变形和振动,导致刀具的实际路径偏离理论路径,降低加工精度、表面质量和生产效率。



    智能机床的核心在于构建一个基于模型的闭环加工系统。借助温度、加速度和位移等传感器监测机床工作状态和环境的变化,实时进行调节和控制,优化切削参数,抑制或消除振动,补偿热变形,充分发挥机床的潜力。智能机床的另一功能是网络通信,它是工厂网络的一个节点,可实现机床之间和车间管理系统的相互通信,提高生产系统效率和效益。



    智能主轴



    智能主轴的特征是自主性、自学习、兼容性和开放性。从感知到决策到控制,再到执行是实现智能的四部曲。主轴的智能化分为两类:①与主轴结构相关,即对温度或热误差、主轴平衡、主轴健康的监控和控制,进而实现温度控制和热误差补偿、不平衡度监控和主动平衡、主轴元器件损坏和失效监控与基于主轴实际状态的预测维护。②与加工过程有关,对颤振、刀具状态、主轴干涉的监控和控制,从而实现颤振的辨识及抑制和控制、刀具磨损和破损监测、刀具变形补偿、有效预防干涉与碰撞。



    瑞士StepTec智能主轴是智能主轴的范例,它的智能化系统由电感轴向位移传感器、热电偶温度监控、主轴诊断模块、拉杆位置传感系统、加速度计振动测量、前轴承液压预紧载荷系统组成。可通过V3D三维振动测量和SDS主轴诊断软件优化主轴性能;通过AMS轴向位移传感器、TMS温度控制系统、SDM主轴诊断模块进行误差控制。



    德国Prometec公司的主轴传感系统和分析(Spindle Sensor System and Analysis,3SA)环由固定的外环和旋转的内环组成,可安装在任何电主轴的前端,实现主轴智能化。安装在主轴壳体上的固定外环上分布有传感器,与安装在主轴上的旋转内环相互作用,进行主轴工作状态监控。3SA环可记录主轴的载荷状态、监控轴承或主轴的损伤和不平衡度,将信号发送给机床数控系统,补偿主轴的位置误差。3SA环提高了主轴的可用性和性能、以及知识的积累,实现基于主轴工作状态的维护,同时进行刀具和加工过程的监控。3SA环记录主轴工况变化的所有数据,如连接计算机或数控系统人机界面可随时显示,并对最近90次变化进行趋势分析。



    智能机床结构



    日本Makino T4钛合金加工机床的力控制智能导轨是一种控制导轨表面摩擦力与切削力保持平衡而消除振动的方法,其原理是借助测微计测量移动部件与导轨之间的间隙,控制伺服阀,调整气垫腔的上浮力,从而改变摩擦力,抵消切削力的变化。



    增加机床结构的阻尼可减小受激振动的振幅,并使其很快衰减。机床结构阻尼器有两种:调谐阻尼器与主动阻尼器。调谐阻尼器(Turned Damping Device)是在主体结构上附加一定质量比的振动系统,用相位差来抵消振动,同时吸收能量并转化成热能耗散,兼具动力吸振和阻尼性能改善。主动阻尼器(Active Damping Device,ADD)是借助传感器感知机床结构的振动,经放大后转换成电信号,通过动圈式作动器改变机床主体结构的阻尼性能,抑制其振动。主动阻尼器具有频率响应范围宽、惯性质量小、安装方便等优点。



    智能数控系统



    智能数控系统是新一代的机床“大脑”,具有以下4方面功能:①自主选择加工参数+优化刀具路径=智能编程,进一步从三维CAD模型提取特征语义,直接生成无G指令的数控程序;②数控系统从运动控制器进化为车间管理系统的终端,成为工厂网络的基层节点,并可接入云平台;③数控系统嵌入MTConnect适配器和代理应用程序,能够实现机床之间的通信,进行信息交互;④数控系统连接到数字镜像服务器,与虚拟机床构成数字双胞胎,使产品设计、加工制造和测量检验连接成数字主线,实时看到如何相互影响,以便做出更好的决策,更高效、高质量地运行。



    德国SolidCam公司的iMachining是智能编程的例子,它的“工艺向导”汇集了数百位经验丰富的CAM和CNC工程师所掌握的知识和经验,根据机床、材料和刀具优化进给、主轴转速、切削深度和宽度。从第一刀切削开始到加工完毕,iMachining都对毛坯、刀具材料和机床规格进行计算自动生成最佳的切削条件,借助“控制步距”技术,iMachining刀具路径保证切削条件严格遵循工艺向导,而且iMachining可根据主轴的刚性、夹具的刚性和刀具的伸出长度来设置相关的参数。



    iMachining能够进行刀具路径优化,采用变体螺旋(Morphing)刀路而不是传统的次摆线(Trochoidal)刀路,减少退刀次数,尽量保证“刀具在切削中”;为了保证材料的最大去除率,iMachining会把刀路自动分成几个小的部分,以保证变体螺旋切削的最大效能;iMachining从最初进刀和最后退刀,动态的毛坯更新及追踪,确保刀路始终在切削材料,消除无用时间和运动;iMachining移动刀具从一个位置运动到下一个切深,仅在绝对需要抬刀的时候才退刀。



    日本OKUMA的OSP Suite是智能数控系统的范例,该系统不仅能够实现热亲和、防碰撞、加工导航、伺服导航、5轴机床误差校正这5项智能化技术,同时让生产指示、作业指示,以及机床状态数据的管理可视化,从而缩短加工时间、提高运转率、缩短准备时间。



    此外,无G指令的STEP-NC编程能够根据髙层产品数据对加工过程进行优化,提高生产效率与产品质量;可明确地描述需要加工的特征、工艺和允差;面向对象结构化的产品几何与制造信息模型,避免各环节间的数据格式转换;具有通用性和可重用性,STEP-NC文件能不经修改地用于不同的数控机床;实现信息双向传输,下游环节对产品数据的修改可直接保存,并反馈给上游环节。
    2020-09-03
    数控机床选型指南
    数控机床选型指南

    一、?数控机床加工的典型工件

    1、 卧式加工中心:

    箱体零件:立式加工中心上加工底面→卧式加工中心上加工四周面各工艺面。

    2、 立式加工中心:

    板类零件:立式或龙门铣床加工平面→立式加工中心或钻攻机上加工各类孔;

    型腔模具零件:普通机床加工外形及基面→数控铣床加工型面→高速数控铣或雕铣机精加工→抛光或电腐蚀型面;

    ?

    3、 车削加工中心:

    轴类零件:铣端面打中心孔→数控车床(粗加工)→数控磨床(精加工);

    法兰和盘类件:数控车床(粗加工)→车削中心(精加工);

    4、 简单箱体类,异形类,型腔模具工件,如果加工余量大(粗加工),而且以型面加工为主,刀具更换量少,一般选用数控铣床。

    5、 箱体类,异形类,型腔模具工件,如果加工余量小(精加工),而且以单面孔系加工为主,需要多把刀具频繁更换,一般选用立式加工中心。

    6、 箱体类,异形类,型腔模具工件,如果加工余量小(精加工),而且以多面孔系加工为主,需要多把刀具频繁更换,,一般选用卧式加工中心或立式加工中心配旋转工作台。

    7、 复杂多轴曲面、空间多角度面或孔零件,一般选用四轴、五轴机或车铣复合等加工中心。

    二、?各类数控机床异同

    1、 数控铣和加工中心

    用于完成较大铣削量的工件的加工设备,对数控系统要求速度一般,主轴转速0~8000RPM左右,有时要考虑低转速大扭矩,需要主轴减速来提升扭力,注重金属去除率。基础部分刚性要求非常高,运动部分刚性要求非常高。

    优点:能进行重切削,适于加工工序集中零件; 缺点:由于运动部分高刚性和相对较重的质量,机床快速响应能力中等,对于小刀具加工和快速进给位移无能为力。

    2、 数控雕铣机

    用于完成较小铣削量,或软金属的加工设备。要求高速的数控系统,主轴转速3000~30000RPM左右,非移动部分刚性要求高,移动部分主要考虑快速响应能力,尽可能的轻一些,同时保持一定的钢性。

    优点:可进行比较细小的加工,加工精度高。对于软金属可进行高速加工; 缺点:由于刚性差所以不可能进行重切削。

    3、 高速切削机床

    用于完成中等铣削量,并且把铣削后的打磨量降为最低的加工设备。要求高速的数控系统以及极好的伺服电机特性,主轴转速1500~30000RPM左右,基础部分刚性要求非常高, 运动部分刚性要求比较高,而且尽可能的将响应速度提高。

    优点:能进行中小量的切削,适于半精和精加工分开的工艺加工零件;正确使用下能发挥高效,低成本,使打磨量变为极少。缺点:对刀具、操作者、制造者要求高,容易因为误操作等原因造成大的损失。

    三、?选择数控机床规格

    1、 机床工作台面积应大于典型零件尺寸以便于安装夹具或压板等,一般大于至少100mm;

    2、 机床行程应大于典型零件加工范围以便于进出刀,一般大于至少150mm;

    3、 机床工作台承重能力应大于零件和夹具的重量;

    4、 数控机床的主电机功率反映了机床的切削效率,在同类规格机床上也可以有各种不同的配置。中小型数控机床中,主轴箱的机械变速已较少采用,往往都采用功率较大的交流可调速电机通过皮带或直联主轴,甚至采用电主轴结构。这样的结构在低速中功率受到限制,即调速电机在低转速时输出功率下降,为了确保低速输出满足加工要求,就得采用大功率电机,所以同规格机床数控机床主轴电机比普通机床大好几倍。当使用单位的一些典型工件上有大量的低速重切削加工时,必须对机床的低速输出进行校核,必要时增加齿轮箱或减速增力机构。

    5、 根据加工零件工艺参数选择机床,针对铝件加工特性选择主轴速度相对高的,针对钢件大切屑量的要选择扭力大的。

    6、 刀库配置后,价格贵,故障率也越高,加工中心20%以上的故障都与刀库有关。合理选择是否需要配置刀库。对于固定的大批量的箱体类零件加工,适合配置刀库。对于模具行业和小批量生产不需要配刀库。

    7、 自动对刀系统,误差在0.001~.0003μm内,与自动换刀时间来比,效率差不了多少,价格比刀库低得多,损坏率低。

    四、?选择机床的精度

    1、 几何精度:机床静态精度,国标中有明确规定项目、检验方法和允许数值,制造厂在内控时也有标准数值,厂内会要求严一些。

    2、 数控精度:应统一使用ISO标准衡量机床的定位和重复定位精度值,JIS标准数值相比会有较大差异。机床的重复定位精度反映了该控制轴在行程内任意定位点的定位稳定性,这是衡量该控制轴能否稳定可靠的基本指标。目前数控系统中软件都有丰富的误差补偿功能,能对进给传动链上各环节系统误差进行稳定的补偿。例如,传动链各环节的间隙、弹性变形和接触刚度等变化因素,它们往往随着工作台的负载大小、移动距离长短、移动定位速度的快慢等反映出不同的瞬时运动量。在一些开环和半闭环进给伺服系统中,测量元件以后的机械驱动元件,受各种偶然因素影响,也有相当大的随机误差影响,如滚珠丝杠热伸长引起的工作台实际定位位置漂移等。

    3、 工作精度:加工零件时会受到刀具、夹具、工件变形等因素影响,工件实际精度不会等同于机器数控精度,一般排除其他因素在单轴上移动加工两孔的孔距精度约为机床单轴定位精度的2倍左右,双轴移动则为机床单轴定位精度的3倍左右。

    五、?数控转台选择注意事项

    1、 工件的材质:

    a) 铝、铜等材质,可选气刹转台

    b) 铸铁、钢等材质,请选油刹转台

    2、 工件的精度要求;

    a) 20秒以内可选气刹任意角度之分度盘。

    b) 15秒以内可选油刹任意角度之分度盘。

    c) 10秒以内可考虑加装光学尺(圆光栅);但圆光栅价格比较高,所以只做定位加工时可考虑改选齿式油刹转台,可达±5秒,齿式油刹为(1°或5°)之倍数的固定角度之分度盘,不可做连续切削加工。

    3、 工件的形状及尺寸:

    a) 如是圆棒型,则请加购三爪卡盘及顶针尾座,在选用三爪卡盘时,卡盘的外径不要大于盘面直径,卡盘对工件的夹持尺寸范围。

    b) 如是奇形异状,且一次要加工2个以上的工件,则请加购圆盘尾座[另L型块,大底板,中板,(过桥板)可请夹具商制作]。在使用过桥板是,过桥板的宽度尺寸尽量不要大于盘面直径。

    4、 可承受负载:

    先确认分度盘可承受工件的负载,在确认机床可承受的总负载,再将预选的分度盘、尾座、L型块、中板(过桥板)、大底板、工件、夹具等重量合计。如果超重,则先判断工件的材质如是铝合金或其他轻材料,只是形状枝节过长,活动旋径需求过大,造成必需选择大型分度盘,则此时可将分度盘改选小一号的,再另加垫高块即可减重,且价格也较低又能满足工件的活动旋径。

    5、 确认Y轴方向的干涉:

    先确认预选的分度盘放在机床工作台上是否有干涉?请先将立加Y轴移到原点后测量工作台中心槽到机床移门钣金处的尺寸,则再查核分度盘的盘面中心线到电机罩尾端(不含接线盒)的尺寸,则分度盘确定不会撞到移门钣金。反之,如果会撞到移门钣金,则考虑改选转台。

    6、 确认放置工件的可用空间:

    底板比机床工作台两边最多突出不超过100mm,桥板厚度视空间长度不能太薄,核算放置工件的宽度尺寸是否符合要求。

    7、 特殊要求:

    a) 有些工件有倾斜角度的要求时,一般人会想到四轴半分度盘(倾斜轴是手动的),但因为手动倾斜轴没有数控系统可微调精度,故精度很差,且倾斜轴的半月型蜗轮易磨损,故建议:贵司自制斜度块+第四轴即可取代四轴半分度盘,既省费用,倾斜角度有精准且无蜗轮磨损之困扰。

    b) 如果工件有二个以上的倾斜角度需加工时,则请选择双轴(五轴)分度盘。

    c) 凡购买分度盘+圆盘尾座,且要设计搭配摇篮式夹具时,因力臂这段已超出盘面(垫高块越高,力臂越长,越不合机械常识的负载)造成偏心加工时,预先与四轴厂家沟通

    d) 第四轴的接口(介面)包括:分度盘、第四轴的电机、有护套的动信线、无护套的动信线、第四轴的驱动器。除了这5个大硬件之外,机床上必须为第四轴做预留的各个小硬件或PLC软件都成为预留第四轴接口。

    六、?数控机床驱动及电机的选择

    1、 数控机床的控制系统、驱动放大器、驱动电机最好选择同一家配套系统,其性能才能得到最佳匹配和发挥。如FAUNC控制系统,则应选择FANUC推荐的FAUNC驱动放大器和FANUC驱动电机,同一控制系统,驱动不同、电机不同则性能相差悬殊、价格也相差悬殊。

    2、 进给电机功率扭矩越大,其响应能力(即启动、制动、加减速、准确定位、换向)越强,定位能力越高、价格也越高。

    3、 电机功率越大,其每分钟可切除的金属余量就越多,表明机床承受切削的能力越强,刚性也越高。
    2020-09-04
    高精密镜面火花机成形加工应注意的问题
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