數(shù)控加工中心獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的換刀機(jī)構(gòu)

移動(dòng)立柱式加工中心的換刀機(jī)構(gòu)采用了單獨(dú)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置，這種換刀機(jī)構(gòu)設(shè)在機(jī)床X坐標(biāo)軸所覆蓋的區(qū)域內(nèi)，可以避免在換刀時(shí)誤傷工件。

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圖1 XTS型加工中心的換刀過(guò)程在機(jī)床的加工空間內(nèi)，
在機(jī)床X坐標(biāo)軸所覆蓋的范圍內(nèi)

減少非加工時(shí)間和降低輔助時(shí)間的費(fèi)用、提高自動(dòng)化程度和設(shè)備利用率,是Axa設(shè)計(jì)開發(fā)和機(jī)床制造公司在Axa移動(dòng)立柱式加工中心性能改進(jìn)提高時(shí)，對(duì)設(shè)計(jì)開發(fā)工程師們提出的目標(biāo)。公司同時(shí)還要求在優(yōu)化機(jī)床剛性的過(guò)程中，提高機(jī)床的動(dòng)態(tài)性能和加工精度，加快刀具換刀的速度。

位于Schoeppingen地區(qū)的移動(dòng)立柱式加工中心的專家們, 在研發(fā)生產(chǎn)的加工中心上，把X坐標(biāo)軸方向的運(yùn)動(dòng)距離設(shè)計(jì)在700～12000mm之間。性能改進(jìn)后的Axa加工中心配備了與移動(dòng)立柱連接在一起的刀具庫(kù)。這種隨著移動(dòng)立柱一起移動(dòng)的刀具庫(kù)和雙指換刀機(jī)械手，可以在機(jī)床切削加工的同時(shí)預(yù)選刀具，有利于縮短刀具的換刀時(shí)間。

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獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的換刀機(jī)構(gòu)

在對(duì)移動(dòng)立柱式加工中心進(jìn)行設(shè)計(jì)更新改進(jìn)時(shí)，Axa公司采用了新的設(shè)計(jì)理念。為了實(shí)現(xiàn)機(jī)床動(dòng)態(tài)性能要求的不斷提高以及機(jī)床加工精度的不斷提高，公司在換刀機(jī)構(gòu)中采用了單獨(dú)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置。這種智能化的自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)，其電子控制系統(tǒng)和移動(dòng)的機(jī)床立柱緊密地連接在一起，始終為加工主軸的下一道加工工序準(zhǔn)備好了一把刀具。在必要的時(shí)候，換刀機(jī)構(gòu)在加工中心主軸進(jìn)行切削加工的同時(shí)，自動(dòng)運(yùn)行到上料工位處的刀具庫(kù)處，取出主軸下一工序所需的刀具。由于省略了換刀機(jī)構(gòu)的重量，加上重新設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使得移動(dòng)立柱式加工中心的動(dòng)態(tài)性能和加工精度都得到了提高。

由于用戶對(duì)刀具庫(kù)容納刀具數(shù)量的要求不斷增加，Axa公司的工程師們研發(fā)了一個(gè)新的變型刀具庫(kù)：XTS刀具庫(kù)。在VHC移動(dòng)立柱式加工中心中，XTS結(jié)構(gòu)的鏈?zhǔn)降毒邘?kù)位于機(jī)床旁邊。沿X坐標(biāo)軸和Z坐標(biāo)軸自主移動(dòng)的夾緊機(jī)械手為加工中心的主軸提供切削所必需的加工刀具。極高的動(dòng)態(tài)性能和智能化的機(jī)械手控制，可以使得機(jī)床立柱在沿X坐標(biāo)軸移動(dòng)的情況下也能準(zhǔn)確、快速地進(jìn)行換刀準(zhǔn)備。緊靠加工機(jī)床的刀具庫(kù)允許在任意時(shí)間改換刀具，允許在主軸機(jī)動(dòng)的時(shí)間內(nèi)換刀。在XTS型和S型移動(dòng)立柱式加工中心中，這種換刀機(jī)構(gòu)完全在機(jī)床X坐標(biāo)軸所覆蓋的區(qū)域內(nèi)，但在刀具的切削加工區(qū)域外，從而可以避免在換刀時(shí)誤傷工件的輪廓。

變型配置的進(jìn)一步擴(kuò)展

圖3 VPC55U型的加工中心可以完成大型工件五面的切削加工

在龍門式加工中心中也有新的改進(jìn)。例如在VPC55U型無(wú)級(jí)插補(bǔ)的回轉(zhuǎn)頭中，增加了選項(xiàng)和變型配置。這種加工中心是按照梁式結(jié)構(gòu)制造的。設(shè)備的運(yùn)動(dòng)距離達(dá)2300mm×1400mm×900mm，適合于加工模具和工藝裝備，也適合于加工五個(gè)加工面的立體工件。除了在VPC55U型加工中心上采用了SK-50型回轉(zhuǎn)頭以外，在VPC45U加工中心也采用了SK40型回轉(zhuǎn)頭，在純垂直加工的VPC45和VPC55型加工中心中，也配備了回轉(zhuǎn)加工頭。新研發(fā)的剛性床身和最新的數(shù)控圓形回轉(zhuǎn)工作臺(tái)RTA6，使得這些加工中心每個(gè)工作臺(tái)都可以加工最大重量達(dá)3500kg的大型工件。新研發(fā)的機(jī)床主軸可為機(jī)床變型SK40（HSK 63A）和SK50（HSK 100A）。機(jī)床配備驅(qū)動(dòng)功率為40kW或者57kW的電機(jī)，為加工中心提供極大的切削功率和低轉(zhuǎn)速時(shí)強(qiáng)大的切削力矩。