关于加工中心第四轴功能的扩大使用

张志朋

(哈尔滨职业技术学院，哈尔滨 150081)



关于加工中心第四轴功能的扩大使用

张志朋

(哈尔滨职业技术学院，哈尔滨 150081)

通过分析数控技术中心功能，解析数控加工中心第四轴的工作运用技巧。实际工作的应用证明，四轴加工技术效果显著，可以完善机床使用功能，提升生产加工的产品质量，促进数控加工的良好发展，提升了数控加工效果，在未来的实际加工工作中，更应重视技巧运用。

加工中心；第四轴功能；扩大使用

随着加工技术的不断发展，多轴数控加工中心得到了越来越广泛的应用，企业也引入了新的多轴加工技术。根据企业具体需要，应保证数控加工工作的顺利进行，工作人员必须掌握相关使用技巧，实现数控加工技术与功效的有效结合，提供有利的生产加工条件。

1 数控加工中心及四轴的功能分析

第一，控制功能。数控系统最普遍的功能是控制功能，而控制轴又分为移动轴、回转轴、基本轴和附加轴。一般情况下，经过轴之间的联动，达成轮廓轨迹的加工，从而使系统运行满足要求。数控系统二轴联动可使加工顺利进行，若加工工作复杂，则需要用到三轴或四轴联动，以满足复杂的生产工作需要，保证系统的高效工作状态。

第二，准备功能。用来指示数控机床运动方向的基本功能，可移动、平面选择、固定循环，点位式数控机床通过点位移动系统进行工作。轮廓控制的数控机床设备往往需要两个或更多坐标定位系统的联动，才可以使加工工作顺利进行，满足加工工作的具体需求。

第三，插补功能。该功能可有效控制机床运动轨迹。轮廓控制是一项很具体的工作，插补软件的计算速度不能真正满足数控机床工作速度和分辨率，数控系统功能就是要提升插补软件计算速度，配合数控机床系统的高效运转。

第四，辅助功能。主要控制主轴转动方向、启动和停止、刀库启动和停止、切削液的开关等。数控系统的种类不同，其辅助功能也不尽相同，也会有一些自定义系统，根据实际工作需要，定义其需要的辅助功能，更高效地服务加工工作。

第四轴的存在有着其必要的功能，数控系统分度盘用于旋转定位多面加工和螺旋连续加工。近几年，数控加工市场竞争激烈，为使加工精度和加工生产效率有所提升，越来越多的企业利用分度盘进行加工。第四轴采用水平或垂直方式安装在X轴上，以进行各个分度的回转工作，工作台上面可以安装板和盘等各种形状的待加工零件，也可以采用与其匹配的尾坐安装棒和轴类加工零件，加工等分和不等分的孔和槽，或连续的、特殊的曲面加工生产，保持较高的加工精度。

2 数控加工中心第四轴加工应用技巧

依据数控加工工作的具体要求，为保证系统顺利运行，更高效地发挥应有作用，以四轴加工为例，对数控加工的运用技巧做出分析，希望对数控加工的实际工作起到积极作用。

2.1 数控圆光栅的选型技巧

数控圆光栅是一种精密的圆分度器件，在具体的加工工作中，这种器件的使用极为广泛，使用最多也最重要的是数控铣床和数控加工中心。在数控加工中心利用圆光栅，可使数控机床系统的加工工作更加顺利高效，提高加工精度。在选型工作中，要全面考虑数控机床的具体情况，联系实际工作情况，做出最合适选型，确保每项参数、指标的合理性。通常情况下，要重点分析的关键指标是分度精度、装夹工具的直径和夹紧力矩等。

2.2 确保圆光栅的参数尺寸

为了使数控系统更高效地运行，必须要保证圆光栅的尺寸合格，参数也必须在规定范围内。要求圆光栅的中心高度是160 mm，总传动比例是1∶800，最大的承载重量为120 kg，总的分度误差要控制在0.2 mm以下，只有严格合理地确保尺寸和参数，才能使数控系统更好、更有效地运行。

2.3 伺服系统选型分析

数控圆光栅的技术指标包含以下几项内容：最大转速限制、分度精度、加工的表面质量和定位精准度，若想使系统运行有效，必须保证以上性能指标在规定范围之内，保证伺服系统的良好性能。在伺服系统选型工作中，要满足以下指标要求：可以逆向运行、精度够高、速度范围宽泛且稳定性好、传动刚度够足、响应速度快，功能要有一定的稳定性，不易受外界因素影响。

2.4 伺服系统的调试

采取一系列有效措施进行调整，检查系统存在的误差，检测实际工作速度和电流，保证各项指标符合规定要求，使系统稳定运行。位置伺服系统有位置环和速度环两种，位置环增益是机床工作过程中坐标性能好坏的直观表现，不可以随便放大，需要对其做出适当调整，保证性能表现最佳。在实际调整工作过程中，应以参数手册作为参考，使数控系统时刻处在最佳性能状态。

2.5 机床系统的总体调试

机床系统的总体调试主要针对电气和机械部分，消除机械设备系统存在的缝隙，优化电气参数，使电气参数和机械设备参数保持最为匹配的状态。一方面，要把部件刚度调试到最佳，保证部件具有良好的钢度，最大程度降低弹性变形的可能性，即使传动链条受到外界干扰，也不会轻易发生振动现象，仍保持良好的传动状态。接收到传动指令后，能够立即进入工作状态，保持高质量的传动精度。另一方面，注意调整部件间隙，包括反向间隙和传动间隙等，通过对其合理的调整，促使数控系统高效运行。

2.6 优化机床整体性能

第一，对系统参数进行优化。数控系统正常工作运行后，应对坐标轴参数进行适当调整与优化，包括速度和增益等，使系统性能更加优化，以最好的状态投入下次的工作中。第二，对机械设备进行部分调整。为了使机床机械部分更好地运行，要依据具体情况，对轴与轴之间的垂直度、反向间隙和传动系统的精度做出适度调整，保证机械设备进入最好的待工状态。第三，对机床精度进行补偿，可以做出反向间隙补偿和丝杆螺距补偿。

3 应用数控加工中心四轴加工的效果

遵循以上流程进行数控四轴加工工作，掌握与其相关的应用技巧，加装数控圆光栅，探究数控机床参数调整的最佳方案，不但使加工工作顺利完成，还能保证优良的加工质量和效果。经过加工后，机床的功能更为完善，产品的加工精度也得到提高，使数控机床的运行更加顺利。四轴加工工作结束后，数控机床日平均工作时长多于16 h，且工作过程中系统的稳定性良好，极少出现故障情况，满足了数控机床高效运行要求，取得了良好的经济效益。在未来的具体加工工作中，一定高度重视以上加工技巧的应用。

4 结语

随着科学技术的快速发展，数控机床的自动化程度逐渐提高，对技术工人的要求也在提高。因此，我们应不断创新，把先进理论落实到具体生产工作中，探索适合自身需要和发展的技术方法和有效措施，提升生产能力，获取更高的经济效益。

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On the extended application of the fourth axis function of machining center

ZHANG Zhi-peng

(Harbin Vocational and Technical College, Harbin 150081, China)

By analyzing the function of numerical control technology center, the technique of using the fourth axis of NC machining center is analyzed. The application of the actual work shows that the four-axis processing technology has a significant effect, which can improve the machine function, improve the quality of production and processing products, promote the good development of CNC machining and enhance the NC processing effect.

Machining center; Fourth axis function; Extended application

2017-01-29

本文为哈尔滨市应用技术研究与开发项目“高精度、高耐磨WC超硬模具及高硬度WC刀具”研究成果(2014AE4AE054)

张志朋(1981-)，男，本科，高级技师，助理工程师。

TG659

B

1674-8646(2017)08-0074-02