2015年9月23日星期三
2015年數控加工中心市場競爭
數控加工中心行業市場競爭分析報告主金屬加工要分析要點包括：
1）數控加工中心行業內部的競爭。導致行業內部競爭加劇的原因可能有下述幾種：
一是行業增長緩慢，對市場份額的爭奪激烈；二是競爭者數量較多，競爭力量大抵相當；
三是競爭對手提供的產品或服務大致相同，或者只少體現不出明顯差異；
四是某些企業為了規模經濟的利益，擴大生產規模，市場均勢被打破，產品大量過剩，企業開始訴諸於削價競銷。
2）數控加工中心行業顧客的議價能力。行業顧客可能是行業產CNC加工品的消費者或用戶，也可能是商品買主。顧客的議價能力表現在能否促使賣方降低價格，提高產品質量或提供更好的服務。
3）數控加工中心行業供貨廠商的議價能力，表現在供貨廠商能否有效地促使買方接受更高的價格、更早的付款時間或更可靠的付款方式。
4）數控加工中心行業潛在競爭對手的威脅，潛在競爭對手指那些可能進入行業參與競爭的企業，它們將帶來新的生產能力，分享已有的資源和市場份額，結果是行業生產成本上升，市場競爭加劇，產品售價下降，行業利潤減少。
5）數控加工中心行業替代產品的壓力，是指具有相同功能，或能滿足同樣需求從而可以相互替代的產品競爭壓力。
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數控落地鏜銑床：高速增長 引領現代加工潮流
數控落地鏜銑床是機床工業的主流產品。在需求的CNC加工拉動下，我國數控落地鏜銑床產量保持高速增長，以其新的設計理念引領現代加工的潮流，以高速加工為理念的無鏜軸滑枕式、多種銑頭交換使用的結構型式盡顯風采，大有替代傳統銑削加工的趨勢。以兩坐標擺角銑頭為代表的各種銑頭附件成為實現高速、高效復合加工的主要手段，其工藝性能更廣，功率更大，剛性更強，是落地銑鏜床發展的一大突破。
國內的數控落地鏜銑床在這幾年的發展變得突飛猛進，有專家預計在未來的內數控機床還會以每年高達百分之二十五的速度生長。尤其是落數控落地鏜銑床它的銷售收入將會有大幅度的提升，數控落地鏜銑床的功能部件十分齊全，自給率高達百分之六十左右，自主版權的數控系統占總產量的百分之七十五左右。近年來，企業更是加大投入，集中力量發展數控落地鏜銑床。
楊永厚也表示，在廣泛研究國內外市場的情況下，決定集中技術力量自主研發數控落地鏜銑床，目前已投入生產。該產品采用CAD優化和模塊化設計，在現定型系列產品的基礎上，可根據用戶的特殊要求，對產品的結構和參數數據進行適當修改，並可根據不同加工零件的要求和類型，配置多種附件銑頭、不同刀具容量的刀庫，以及冷卻裝置等其他附屬裝置，以供用戶自行選用，可廣泛用於機車車輛、汽車、航天航空、紡織機械、機床工具、電機、模具等行業中對各種重、大、中型精密零件的數控加工。項目總投資6。1億元，占地194畝，規劃建築面積14。6萬平方米。是青島市重點建設項目。
由於數控落地鏜銑床以加工大型零件為主，銑削工藝範圍廣，尤其是大功率、強力切削是落地銑鏜床的一大加工優勢，這也是數控落地鏜銑床的傳統工藝概念。而當代數控落地鏜銑床的技術發展，正在改變傳統的工藝概念與加工方法，高速加工的工藝概念正在替代傳統的重切削概念，以高速、高精、高效帶來加工工藝方法的改變，從而也促進了落地式銑鏜床結構性改變和技術水平的提高。
數控落地鏜銑床是一種集合多項先進技術的機械加工設備，適用於精加工和半精加工，也適用於粗加工。數控落地鏜銑床的安裝位置十分考究，需要避開陽光的直射，避免潮濕的環境和差度大的氣流以及遠離震源，為的就是防止內部元器件由於接觸不良而引發故障，嚴重還會影響對物件的加工精度。在連接鏜銑床電源的時候，要保證穩定的電壓，電壓的波動必須要設置在規定範圍內，不然會對鏜銑床的電機造成損害，導致事故發生加工失敗。周圍工作環境的氣溫需要低於三金屬加工十攝氏度，相對於溫度小於百分之八十，並且電源箱內裝有排風扇，確保各項元器件的恆定溫度。否則過高的溫梯度會影響控制系統的使用壽命，過大的濕度會造成電路板上的灰塵發生粘接，導致系統短路。
根據兩化融合評估結果，數控落地鏜銑床行業企業目前信息化單項應用的情況整體較好，信息集成應用也有了一定的規模和水平，但信息系統之間綜合集成、協同與創新的水平還有待提高。其中，規模較小的企業由於起步較晚、基礎投入不足、管理不規範等制約因素，實現綜合集成及協同與創新更加艱難。
缺乏適應行業需求的信息系統。信息系統是企業兩化融合建設的基礎，目前市場上缺乏較為適合數控落地鏜銑床企業的信息系統，使得兩化融合工作往往事倍功半，難以達到預期目標。行業標准滯後，兩化融合規範程度不足。適合數控落地鏜銑床行業的信息化建設標准對行業企業規範、深入推行兩化融合工作具有重要意義。
當今，數控落地鏜銑床發展的最大特點是向高速銑削發展，均為滑枕式(無鏜軸)結構，並配備各種不同工藝性能的銑頭附件。該結構的優點是滑枕的截面大，剛性好，行程長，移動速度快，便於安裝各種功能附件，主要是高速鏜、銑頭、兩坐標雙擺角銑頭等，將數控落地鏜銑床的工藝性能及加工範圍達到極致，大大提高了加工速度與效率。
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2015年2月4日星期三
加工刀具設計對CNC機床選擇方法及其原則
1需要幾個數控軸
刀具一般可根據其外形分為回轉龍門加工刀具（如銑刀，鑽頭）和方形輪廓刀具（如車刀，鏜刀），因而一般都需要X，Y，Z三個數控直台中CNC加工線軸對其進行加工以保證其外形尺寸，有所區別的是對數控回轉軸的要求。加工復雜的可轉位刀具體現得較為明顯。
絕大多數可轉位立銑刀都有數個（條）均布的切削齒，在每個齒加工完畢後都應對其進行分度旋轉（如圖1所示B軸）進行下一個（條）齒的加工。如果CNC銑床沒有數控分度頭或數控回轉工作台，則應在程序中加入無條件停止指令，機床運動停止後通過人工旋轉精密手動分度頭實現分度旋轉（應注意機床外罩鎖的影響），然後繼續執行NC程序。精度一般能夠滿足要求。但這樣會增加工人勞動強度，同時影響工作效率。
如果CNC銑床有數控分度頭或數控回轉工作台，則分度旋轉運動可通過程序中的數控指令實現，精度和效率都較高，但增加一個CNC回轉軸也會使CNC銑床的結構復雜化，CNC系統功能增加，大為增加CNC銑床的價格。
需要指出的是，精密手動分度頭的分度能力是有限的，特別是對於非整數的角度往往無法滿足要求（可轉位成形銑刀此類情況較多），此時只能用CNC回轉軸實現。此類CNC回轉軸一般用交流伺服電機驅動精密蝸杆副，液壓或氣動夾緊，高精度編碼器作為角度檢測元件，因而具備在行程範圍內任意角度的旋轉功能。而采用端面齒盤定位的CNC回轉軸卻只能進行等分轉度，不適用於此類情況。
某些可轉位立銑刀有刃傾角λs，在銑削刀片槽或容屑槽時都應將槽底面轉刃傾角λs，使其與CNC銑刀軸線垂直，此時需要一個回轉軸（如圖1所示A軸）旋轉刃傾角λs。
受精密手動分度頭的裝夾結構和剛性的限制，將其作為A軸效果不佳。因此應選擇具有較高剛性的CNC回轉軸作為A軸。
可見如果某CNC銑床加工的可轉位刀具品種單一且無刃傾角，可以選擇3軸CNC（X，Y，Z）銑床加精密手動分度頭，可降低加工成本。否則應選擇5軸CNC銑床（X，Y，Z，A，B）。
2需要幾個數控軸聯動
CNC系統的若干軸聯動插補功能最能體現CNC系統的性能和其檔次高低，也往往決定著CNC系統的價格，因此應根據加工刀具產品的具體情況來仔細選擇。對於加工一般可轉位刀具的CNC銑床而言，具有2個直線軸的直線和圓弧插補功能就可以加工幾乎所有的ISO標准刀片槽形式，其它運動都可單軸插補完成。如果也選擇多達5-6軸聯動的CNC系統則沒有必要。要求比較高的是一些螺旋類精加工刀具。
要加工（含銑削及磨削）這種立銑刀，CNC機床應具備：X軸和A軸聯動插補切削螺旋槽；Z軸：X-A插補時也參加插補保證每個截面螺旋角相等；Y軸：由於前角γ0>0且軸向每個截面半徑都不相等從而使偏移量e也處處不相等，為保證每個截面前角都相等，X-A-Z聯動時Y軸也要參加插補運動。因此CNC機床應具備"X-Y-Z-A"4軸聯動的插補功能。
同理可知："X-Y-Z-A-B"5軸聯動插補可完成同上的球頭立銑刀的加工。
3需要什麼數控系統
加工一般精度的可轉位刀具，選擇具有間隙補償和螺距誤差補償的半閉環CNC系統的數控機床就可以滿足要求，而對較高精度刀具（如整體材質的精加工刀具）的精加工可以選擇閉環CNC系統。需要注意的是：為編程方便，CNC編程軟件系統都應具有工件坐標系的平移和旋轉功能，並支持幾何線性的多種表達方式。
現代CNC系統的編程方法較多，相對而言，以ISO標准G，M代碼編程的CNC系統具有較大的靈活性，能滿足多品種中小批量的生產要求，但初期編程速度較慢，機床准備工作時間較長。而具有針對某類刀具產品開發的專業化軟件包的CNC系統則可以滿足某些復雜刀具的大批量加工，生產效率高，對人員素質要求較低，但價格昂貴且需要不斷升級軟件包以滿足出現的新產品。
選擇CNC系統時還應注意：現代CNC系統的功能較多，可以根據實際情況去掉一些基本不用或近期很少用到的功能（例如某些用於FMS的接口和軟件）以降低購買成本。
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CNC加工中心通電前准備事項以及故障原因
CNC加工中心通電前首先合上加工中心外部電源開關台中機械加工，然後合上電器櫃電源主開關，最後CNC面板電源上電（斷電時順序相反）。CNC加工中心通電前首先要確認加工中心的各部位沒有放置其他物件。電器櫃門及系統箱後蓋要關閉。加工中心各操作按鈕動作自如，潤滑站油量要確保充足。急停開關處於松開狀態並且工作正常。工作的氣壓應控台中CNC加工制在5-7kg/cm2（0。5-0。7Mpa）。在加工中心運動部件附近確保沒有人，防護罩要安裝到位。
由下面的開關電路，CNC加工中心電源的接通條件有三個：(1)源ON按鈕閉合。(2)電源OFF按鈕閉合。(3)外部報警接點打開。CNC加工中心單元的電源上有兩個燈，一個是電源指示燈，是綠色的；一個是電源報警燈，是紅色的，這裡說的電源單元，包括電源輸入單元和電源控制部分。當CNC加工中心電源不能接CNC搪床加工通時，如果電源指示燈(CNC銑床加工綠色)不亮。電源單元的保險F1、F2已熔斷。這是因為輸入高電壓引起，或者是電源單元本身的元器件已損壞。
CNC加工中心輸入電壓低。請檢查進入電源單元的電壓，電壓的容許值為AC200V+10%，50HZ±1HZ。電源單元不良，內有元損壞。電源指示燈亮，報警燈也消失，但電源不能接通。這時是因為電源接通(ON)的條件不滿足。
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CNC加工中心編程中常用指令的區別
1。圓弧插補指令
G02為順時針插補，G03為逆CNC銑床加工時針插補，在XY平面中，格式如下：G02/G03X_Y_I_K_F_或G02/G 03 X_Y_R_F_，其中X、Y為圓弧終點坐標，I、J為圓弧起點到圓心在X、Y軸上的增量值，R為圓弧半徑，F為進給量。
在圓弧切削時注意，q≦180°，R為正值；q>180°，R為負值；I、K的指定也可用R指定，當兩者同時被指定時，R指令優先，I、K無效；台中CNC加工R不能做整圓切削，整圓切削只能用I、J、K編程，因為經過同一點，半徑相同的圓有無數個。
當有I、K為零時，就可以省略；無論G90還是G91方式，I、J、K都按相對坐標編程；圓弧插補時，不能用刀補指令G41/G42。
2。G92與G54～G59之間的優缺點
G54～G59是在加工前設定好的坐標系，而G92是在程序中設定的坐標系，用了G54～G59就沒有必要再使用G92，否則G54～G59會被替換，應當避免，如表1所示。表1 G92與工作坐標系的區別
注意：（1）一旦使用了G92設定坐標系，再使用G54～G59不起任何作用，除非斷電重新啟動系統，或接著用G92設定所需新的工件坐標系。（2）使用G92的程序結束後，若機床沒有回？
紾92設定的原點，就再次啟動此程序，機床當前所在位置就成為新的工件坐標原點，易發生事故。所以，希望廣大讀者慎用。
3。編制換刀子程序。
CNC搪床加工 在加工中心上，換刀是不可避免的。但機床出廠時都有一個固定的換刀點，不在換刀位置，便不能夠換刀，而且換刀前，刀補和循環都必須取消掉，主軸停止，冷卻液關閉。條件繁多，如果每次手動換刀前，都要保證這些條件，不但易出錯而且效率低，因此我們可以編制一個換刀程序保存諳低襯詿婺塚台中機械加工？諢壞妒保？贛DI狀態下用M98調用就可以一次性完成換刀動作。
4。其他
程序段順序號，用地址N表示。一般數控裝置本身存儲器空間有限（64K），為了節省存儲空間，程序段順序號都省略不要。N只表示程序段標號，可以方便查找編輯程序，對加工過程不起任何作用，順序號可以遞增也可遞減，也不要求數值有連續性。但在使用某些循環指令，跳轉指令，調用子程序及鏡像指令時不可以省略。
5。同一條程序段中，相同指令（相同地址符）或同一組指令，後出現的起作用。
例如，換刀程序，T2M06T3；換上的是T3而不是T2； G01G00X50。0Y30。0F200；執行的是G00（雖有F值，但也不執行G01）。不是同一組的指令代龍門加工碼，在同一程序段中互換先後順序執行效果相同。G90G54G00X0Y0Z100。0； G00G90G54X0Y0Z100。0；
以上各項均在PMC-10V20（FANUC SYSTEM）加工中心上運行通過。在實際應用中，只有深刻理解各種指令的用法和編程規律。
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數控車銑加工技術應用簡述
車銑加工曾是一個不明確的術語。有時將配備有旋轉刀具CNC搪床加工功能的車削加工中心稱為車銑機床。而有一種特殊的金屬加工操作，真正值得被稱為“車銑加工”，即在工件旋轉的同時，使用一把旋轉著的銑刀進行切削。
有以下幾個理由，可以說明車間為什麼想要使用這種加工方法。容易控制切屑是其一。能進行間斷切削另一個原因。目前至少一家刀具供應商—山特維克可樂滿（Sandvik Coromant），已經看到車銑加工被頻繁地使用，將會有台中CNC加工很好的市場前景，他們專門為這一操作開發出一些特殊刀具。山特維克的產品專家Jim Grimes為本文提供了很多有關車銑加工技術方面的資料。他說，隨著先進的多功能車床被廣泛地使用，車銑加工不再像通常人們想像的那樣加工，今天的車銑機床用戶，將會體會到，這一新的加工方法的獲得，無一不是克服傳統車加工弊端的產物。
刀具上安裝的wiper刀片緊跟並比進行切削加工的刀片稍微突出。目的是加工出好的零件表面粗糙度。
從旋轉著的工件中心開始進行偏心車削，以保證切削刃緩慢地切入工件。
面臨挑戰的車銑加工
以下是車銑加工解決的一些特殊技術難題的挑戰：
刀具上安裝的wiper刀片緊跟並比進行切削加工的刀片稍微突出。目的是加工出好的零件表面粗糙度。
從旋轉著的工件中心開始進行偏心車削，以保證切削刃緩慢地切入工件。
大金屬切除率加工：如果車削零件需要去除大量余量，車銑加工應是一個最好的選擇。
間斷切削：車刀通常不能很好地用於間斷切削，而使用銑刀則能做得很好。銑削加工經常被定義為一種間斷切削。所以凡是遇到進行間斷切削的場合，那將應該想到將車削加工改為車銑加工。
優良的斷屑加工：多次加工實踐證明，對某些零件材料，采取車銑加工代替車削加工，可以消除以往的纏繞在刀頭的“鳥窩”狀切屑的現像。因為切削中復合了具有天然斷屑加工優勢的銑削加工，將連續切屑折斷成容易排除的小碎片。
柔性軸加工：當車削長而細且中間還不能CNC銑床加工支撐的零件，使用車銑加工能較好地防止零件在加工中產生撓（彎）曲。與車削相比，理論上講，銑削能夠在刀具承受很小壓力的情況下切削零件。但實際上還需解決大量的技術難題。
長時間加工：在難加工材料切台中機械加工削中，一把車刀的使用壽命很短，而銑龍門加工刀因為是通過多刃切削而分配切削載荷，所以能使用很長時間。由於銑刀有較長的使用壽命，所以能夠省去切削中間多次換刀的麻煩。
偏心加工或異形加工：銑刀的徑向（X軸）運動能夠與工件的旋轉運動相合，加工復雜零件的外形輪廓。Sandvik使用這一技術粗加工三葉狀圓錐形的“capto”刀具夾頭。同樣原理，在一次裝夾中，零件作旋轉運動，銑刀作往復運動，也能在一次裝夾中加工偏心的不對稱零件。加工汽車發動機的曲軸上的偏心軸也是一個很好的例子。但在加工精度方面還需作大量的研究工作。
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常用幾種CNC加工中心的功能
（1）立式加工中心
立式加工中心的台中CNC加工主軸處於垂直位置。它能完成銑削、鏜削、鑽削、攻螺紋和切削螺紋等工序。立式加工中心最少是三軸二聯動，一般可實現三軸三聯動。有的可進行五軸、六軸控制，工藝人員可根據其同時控制的軸數確定該加工中心的加工範圍。
立式加工中心立柱高度是有限的，確定Z軸的運動範圍時要考慮：
①工件的高度；
②工裝夾具的高度；
③刀具的長度；
④機械手換刀占用的空間。
在考慮上述四種情況之後，立式加工中心對箱體類工件加工範圍要減少，這是立式加工中心的弱點。但立式加工中心有下列優點：
①工件易裝夾，可用通用的夾具如平口鉗、壓板、分度頭、回轉工作台等裝夾工件，工件的裝夾定位方便；
②刀具運動軌跡易觀察，調試程序檢查測量方便，可及時發現問題，進行停機處理或修改；
③冷卻條件易建立，冷卻液能直接到達刀具和加工表面；
④坐標系即X、Y、Z三個坐標軸與笛卡兒坐標系吻合，感覺直觀與圖紙視角一致；
⑤切屑易排除和掉落，避免切屑劃傷加工過的表面；
⑥結構一般采用單柱式，它與相應的臥式加工中心相比，結構簡單、占地面積較小，價格較低。
立式CNC搪床加工加工中心（圖5-1）最適於加工Z軸方向尺寸相對較小的工件，一般的情況下除底面不能加工外，其余五個面都可用不同的刀具進行輪廓和表面加工。
（2）臥式加工中心
臥式加工中心的主軸是水平設置的。一般的臥式加工中心有三個到五個坐標軸，常配有一個回轉軸（或回轉工件台），主軸轉速在10～10000r／min之內，最小分辨率一般為lμm，定位精度為10μm—20μm。臥式加工中心刀庫容量一般較大，有的刀庫可存放幾百把刀具。臥式加工中心的結構較立式加工中心復雜，體積和占地面積較大，價格也較高。臥式加工中心較適於加工箱體類零件。只要一次裝夾在回轉工作台上，即可對箱體（除頂面和底面之外）的四個面進行銑、鏜、鑽、攻絲等加工。特別是對箱體類零件上的一些孔和型腔有位置公差要求的（如孔系之間的平行度、孔與端面的垂直度、端面與底面的垂直度等），以及孔和型腔與基准面（底面）有嚴格尺寸精度要求的，在臥式加工中心上通過一次裝夾加工，容易得到保證，適合於批量工件的加工。臥式加工中心程序調試時，不如立式加工中心直觀、容易觀察，對工件檢查和測量也感不便，且對復雜零件的加工程序調CNC銑床加工試時間是正常加工的幾倍，所以加工的工件數量越多，平均每件占用機床的時間越少，因此用臥式加工中心進行批量加工才合算。但它可實現普通設備難以達到的精度和質量要求，因此一些精度要求高，其它設備無法達到其精度要求的工件，特別是一些空間曲面和形狀復雜的工件，即使是單件生產，也可考慮在臥式加工中心上加工。由此可見加工中心即是高效、高質量的自動化生產設備，又是攻克工藝難題的設備。
臥式加工中心的坐標系與立式加工中心坐標系即X、Y、Z三軸在空間上是不同的。而且臥式加工中心冷卻條件不如立式的好，特別是對深孔的鏜、銑、鑽等，冷卻液難以到達切削深處，因此，必須降低機床的轉速和進給量、降低了生產效率。與立式加台中機械加工工中心相比，臥式加工中心的功能多，在立式加工中心上加工不了的工件，在臥式加工中心上一般的都能加工。此外臥式加工中心的回轉工作台有的是數控的，有的是分度的，工件一次裝夾可實現多個工位的加工。總的來說臥式加工中心有其優點，也有不足，使用時用其優避其劣。
（3）多工作台加工中心
多工作台加工中心有時稱為柔性加工單元（FMC）。它有兩個以上可更換的工作台，通過運送軌道可把加工完的工件連同工作台（托盤）一起移出加工部位，然後把裝有待加工工件的工作台（托盤）送到加工部位，這種可交換的工作台可設置多個，實現多工作台加工。其優點是可實現在線裝夾，即在進行加工的同時，下邊的工作台進行裝、卸工件，另外可在其它工作台上都裝上待加工的工件，開動機床後，能完成對這一批工件的自動加工，工作台上的工件可以是相同的，也可以是不同的。這都可由程序進行處理。多工作台加工中心有立式的，也有臥式的。無論立式還是臥式，其結構都較復雜，刀庫容量較大，機床占地面積大，控制系統功能較全。計算速度快，內存容量大。采用的都是最先進的CNC系統，所以價格昂貴。
（4）復合加工中心
復合加工中心也稱多工面加工中心，是指工件一次裝夾後，能完成多個面的加工的設備。現有的五面加工中心，它在工件一次裝夾後，能完成除安裝底面外的五個面的加工。這種加工中心兼有立式和臥式加工中心的功能，在加工過程中可保證工件的位置公差。常見的五面加工中心有兩種形式，一種是主軸做 或相應角度旋轉，可成為立式加工中心或臥式加工中心。另一種是工作台帶著工件做 旋轉，主軸不改變方向而實現五面龍門加工加工。無論是哪種五面加工中心都存在著結構復雜，造價昂貴的缺點。
五面加工中心的功能比多工作台加工中心的功能還要多，控制系統先進，其價格是工作台尺寸相同的多工位加工中心的二倍左右。
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