赫克VMX系列立式加工中心结构特点介绍
综述
Hurco加工中心采用了基于微处理器的CNC数字控制系统,操作人员以对话方式或者传统NC(G-Code)方式进入零件程序。指令和尺寸规格通过操作控制台的模式开关、键盘入口和CRT显示进行编程。
所有的指令和尺寸都存储在随机访问存储器(RAM)里,并由微处理器电路系统控制在操作启动开关选定后自动去执行加工系统。(输入数据由工作在直流5V电压下的软件逻辑单元初始化,然后控制闭环交流伺服驱动设备)
整套系统是由控制执行程序来控制。零件程序可以存储到系统硬盘或者3.5”软盘上。
所有HURCO加工中心都有3个轴,一个轴速可编程的垂直轴和一个24刀位的自动刀具交换系统(ATC),具有多选择来适应不同的加工应用。
具有X,Y和Z轴***的半闭环伺服驱动系统和电机(带旋转编码器)动力驱动系统。旋转编码器向控制系统提供位置反馈信息。每个轴上装有限位开关来测***移结束信息和建立加工初始零点的参考点。
结构特点
床身基础构件
每个Hurco加工中心的主要构件(底座,圆柱,顶部,座板和工作台)由厚板状、纹理细密的铸铁组成。这些结构具有高强度和抗震动的优良特点,同时在加工过程中还保持了偏差***小。
主轴头部
加工中心有一个宽大箱式结构的头部组合,它提供非常准确的几何精度。这种设计也延长了Z轴***驱动部件的生命周期。使用了电机制动(在Z轴方向),而不是配重平衡铁块。
防护罩
Hurco加工中心(VMX)系列的产品标准配置,全部采用整体切屑和冷却液全封闭结构。
轴和驱动
轴和驱动系统是由一个轴、带编码器的电机、滑轮序列和驱动单元组成。不同型号的轴、电机和滑轮组决定了机器切削功率的规格。VMX型号的电机采用日本安川Yaskawa Sigma系统。
主轴
标准的筒形轴经动平衡测试实现***对称,筒状材料由铬合金构成。转轴(位于筒内)由ABEC-7类型的有一定角度的角接触轴承座支撑。
AC主轴驱动单元
AC主轴驱动单元使用一个编码器控制主轴电动机,在轴工作的间歇期内,驱动单元可以暂时过载。驱动单元有专门的闭环控制,还包括监控系统。一个微处理器专门用于闭环控制,软件是集成在控制系统里面。用户可以设置数据,比如轴的***,也都包括在同一单元内。
电子主轴***
电子主轴***系统借助于从电子编码器来的反馈位置信号使主轴停止在某个固***置。编码器装在主轴电动机轴的顶端,主轴电动机和主轴用一个无滑动齿轮带连接,采用1:1传动比。这种直接驱动允许编码器安装在主轴电动机的轴上,而不是安装在主轴本身上。
VSX40加工中心机器使用的是Yaskawa Sigma主轴驱动系统。
主轴电动机
这种电子控制的电机是通过一个直接排列可选的皮带驱动主轴的。电机是完全封闭的,使用强制气冷,没有检查或替代电刷。
主轴的RPM是可编程的(按增量),这样,就可以加工各种零件。手动轴速可以不考虑,控制台在特定的加工周期内允许微调主轴的转速,无须改变零件程序。
导轨
X轴和Y轴的导轨是比较大的、***线性轨道。
Z轴导轨是箱型结构。这些矩形轨道空间比较大和感应硬化,而且有Turcite B连接表面。这种设计可以减少工作中清楚和使阻力矩达到***小,并且提高精度和减小躁声。
反馈系统
在伺服闭环系统里,每个驱动都有检测状态的电路。
每个轴的电机装有旋转编码器,来向闭环系统提供反馈信号(速度和位置)。这些信号对电机控制和准确***是必须的。旋转编码器(等等,脉冲编码探测器)连接到轴的滚丝珠杠。
安装在轴上的限位开关, 是用来建立机器初始零位置和判定结束位置的参考点。为了减小***误差,轴控制板上还有计算机编程控制的对目标位置进行间隙和丝杠误差校正的开关。
当前所有的AC轴伺服驱动检测电路都在控制台上提供显示载荷表信息的功能。
滚珠丝杠和轴承
滚珠丝杠是双球螺母类型,为使阻力矩***小和通过减少间隙提供更好的可重复性,它们是硬质的、磨削过的。
轴***驱动装置的末端使用的是ABEC-7型的轴承。
AC伺服驱动系统根据来自微机控制的模拟输入信号去控制所连接伺服电机的转速、方向和启动/停止。每个轴的伺服电机都有一个相对应的伺服驱动单元。
控制系统给一个轴***,是通过发送一个模拟命令给相应伺服驱动单元,依次提供电压给所连接的伺服电机,电机借助带驱动排列为各自的滚珠丝杠直接提供旋转动力。
伺服电机
CNC通过伺服电机控制轴速和运动方向。这种类型电机的特点是晶体管驱动、封闭的和自冷却,由于它们没有电刷,电机不会有电弧和换向损失。
伺服电机借助于传动装置来驱动滚珠丝杠。
自动换刀系统ATC
手臂式随机刀库ATC,捷径换刀。刀库位于垂直机器方向。它是由一个电动机和一个螺旋齿轮来推动,当需要的刀具到位时,它旋转90度以便于把刀具安到摇臂上(螺旋状齿轮上的一个平面区域保持所要的刀具袋到位),摇臂再旋转60度从刀具袋里抓取刀具,同时也把刀具安装到主轴上。主轴松开夹钳,摇臂向下运动把刀具从刀具库里取出并安装,然后再旋转180度,摇臂再朝上移动和完成交换刀具,***后,摇臂和刀具库又返回原来的状态,这样,整个刀具自动变换过程就完成了。
电控柜组件
电柜包括电源电路和CNC电子电路。它是固定在机器架上,并通过电缆/导线和机器系统相连。当CNC相关电子系统控制机器运作(轴速、轴***等等)的时候,电源电路提供电源。日本Yaskawa Sigma系统的机器控制柜参阅附图P4。
操作控制台
Hurco加工中心控制台采用单屏触摸屏幕是基于微处理器,CNC数字控制并设计有“用户友好”部件程序入口。程序数据以Hurco对话设计格式或是传统NC(G-code)格式输入。对话程序存储在硬盘上。
操作控制台装在悬臂梁上,操作者可以***。操作人员输入指令和尺寸。
所有的指令和尺寸都存储在微处理器随机访问存储器(RAM)里。当操作人员选择一个开关或键后,微处理器电路系统然后自动操作加工中心。
系统由写入ROM里的一个主执行程序控制。程序访问内存位置和执行操作是由主程序和操作人员预先设定的零件程序规定的。
固定循环(预定指令程序)包含在微处理器执行程序里,提供指令进行***、钻孔、攻丝、打孔和磨铣等操作。这些程序,结合线形和二次插值(已知量计算)增加了利用子程序实现的灵活性。