加工中心的工序集中加工方式固然有其獨特的優(yōu)點．但也帶來以下一些問題。 (I)粗加工后直接進入精加工階段．工件的溫升來不及回復，冷卻后尺寸變動。 (2)工件由毛坯直接加工為成品、一次裝夾中金屬切除量大、幾何形狀變化大．沒有釋放應力的過程．加工完了一段時間后內(nèi)應力釋放．使工件變形。 (3)切削不斷屑，團網(wǎng)的報積、纏繞等會影響加工的順利進行及工件表面質(zhì)量．甚至使刀具損壞、工件報廢。 (4)裝夾工件的夾具必須滿足即能克服粗加工的切削力，又能在精加工中準確定位的要求．而且工件夾緊變形要小。
加工中心設備電路較為復雜，出現(xiàn)故障時通常不能一卜就判斷出故障所在，而屏幕上顯示的報警說明、維修手冊上描述的報警處理方法往往并不能讓維修人員知道故障的確切位置和如何消除故障。最近我們遇到了幾起這樣的故障現(xiàn)象。 故障1: TC-S2G鉆攻中心突然顯示DC24 V報警，重新上電有時可以消除報警，有時不能。 分析:根據(jù)DC24V報警的提示判斷DC24V可能出現(xiàn)短路，考慮機床外圍線路故障的可能性比較大，在配電柜內(nèi)的1/0板上觀察有24 V的線路插頭，發(fā)現(xiàn)如圖1所示的伺服軸回零、行程限位電路，將X或Y軸的CNXQ或CNYQ插頭拔h，報警消失，但是顯示X軸或Y軸超程。處理過程中發(fā)現(xiàn)原點減速行程開關(guān)上的接線有破口，處理線路后工作正常。因Z車由線路接觸不到冷卻液，因此未出現(xiàn)過此類報警。
加工中心坐標系系統(tǒng)包括機床坐標系和工件坐標系，不同的加工中心其坐標系略有不同。1.機床坐標系（1）Z坐標。平行于主軸，刀具離開工件的方向為正。（2）X坐標。與Z坐標垂直，且刀具旋轉(zhuǎn)，以面對刀具主軸向立柱方向看，向右為正:(3) Y坐標。在Z, X坐標確定后，r,坐標用右手直角坐標系來確定。機床坐標系原點也稱機械原點、參考點、零點，它是機床調(diào)試和加工時十分重要的基準點，通常開機后或自動換刀時都要使用機床回零。所謂回零就是使運動部件回到機械原點，機械原點一般設在刀具或工作臺的******行程處，并且在機床標準坐標系的正方向。有的加工中心換刀位置與機械原點不重合，則機械原點稱為第一參考點，換刀位置稱為第二參考點。機床裝配完畢后，第二參考點經(jīng)調(diào)試確定，再不能變動。圖14. 9所示為工件(工作臺)移動的立式加工中心的機床坐標系和機械原點示意圖:
精工銑床編程中介紹的準備功能G代碼和輔助功能}1代碼在加工中心編程中依然有效，只是不同的系統(tǒng)功能略有差別。以850型精工加工中心為例，介紹CNC加工中心程序編制的基本方法。該加工中心配備的是華中世紀星HNC-21 M精工系統(tǒng)，該系統(tǒng)常用的一些G指令可參考第13章精工銑加工中的c指令，M代碼如表14. 2所示。
加工中心(machining center, MC..)是指一種備有刀庫和自動換刀裝置，且能對工件進行多工序加工的精工機床。 1.加工中心的組成與分類 加工中心由主軸頭、換刀機構(gòu)及刀庫、立柱、立柱底座、工作臺、工作臺底座等組成，如圖8. 20所示。加工中心的精工系統(tǒng)能使其按照不同工序自動選擇和更換刀具，能自動改變機床主軸轉(zhuǎn)速、進給量、刀具相對工件的運動軌跡及其他輔助功能，能依次完成.工件多個表面上多個工序的加工。
單位有幾十臺精工加工中心、鉆攻中心等設備,精工系統(tǒng)有多種類型,服役年限也不同,故障類型很多,幾年來我一直負責這些設備的故障維修,也從中獲得了一些維修經(jīng)驗。今年2月,單位一臺云南某機床廠生產(chǎn)的航天 CNC310T 精工車床出現(xiàn)T3、T4 兩個刀位檢測不到的故障,刀架不能在T3、T4 刀位停留,按照從外到里的原則,再根據(jù)平時維修的經(jīng)驗,我首先檢查了刀架上的霍爾元件,發(fā)現(xiàn)在換刀時當?shù)段晦D(zhuǎn)過3、4位時,霍爾有輸出低電平信號,說明刀架發(fā)信正常,進而再檢查從刀架到精工系統(tǒng)的傳輸線纜是否有斷線問題,根據(jù)CNC-310 系統(tǒng)連接說明查到,T3、T4 刀位信號是輸入到系統(tǒng)的X26 插座中的 23、24 插腳的,再檢測T3、T4 信號腳到X26 插座中23、24 腳的導線,發(fā)現(xiàn)導線也沒有斷路或接觸不良現(xiàn)象,同時通過 CNC 的PMC 診斷看到,當?shù)都苻D(zhuǎn)過刀位時,PMC 對應地址沒有信號變換顯示,所以判斷,問題還在更深處,也就是在系統(tǒng)的輸入輸出I/O板上。 對于這樣的問題,一般來說,只能有廠家來負責維修了,于是,聯(lián)系廠家來維修,但由于種種原因,廠家維修一直不能及時到位,先自己嘗試著維修。
在圖1所示的高速加工中心中 , 當計算機精工系統(tǒng)具有待加工軌跡的監(jiān)控功能時 , 則其可以直接與CAD/ CAM系統(tǒng)通過網(wǎng)絡連接 , 否則 , CAD/ CAM 系統(tǒng)生成的 NC代碼必須先通過具有待加工軌跡監(jiān)控功能的系統(tǒng) , 然后再被傳送到計算機系統(tǒng)中 , 如圖中的虛線所示。高速加工的成功實現(xiàn)是綜合應用多項技術(shù)的成果。在應用的這些技術(shù)中 , 其中一些技術(shù)用于機床本身的改造 , 例如主軸、伺服電機、反饋傳感器、精工系統(tǒng)等 , 經(jīng)過改進的這些零部件協(xié)調(diào)工作 , 從而使加工過程中切削力降低、加工表面質(zhì)量提高、生產(chǎn)周期縮短。另外一些技術(shù)用于對機床應用環(huán)境的改進。高速加工的成功應用必須對工廠的環(huán)境結(jié)構(gòu)要有所改變 , 例如 ,對于模具的高速加工 , 其精工程序往往很長 , 一般都可以達到十兆字節(jié)左右。因此 , 建立一個企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng) ( INTRANET) , 使 CNC 系統(tǒng)能從 CAD/ CAM 中心快速獲得精工代碼就顯得非常重要。
常見刀庫的故障包括刀庫不能轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動不到位、刀套不能夾緊刀具、刀套不到位等。 W刀庫不能轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動不到位刀庫不能轉(zhuǎn)動的原因可能有: 1)連接電動機軸與蝸桿軸的聯(lián)軸器松動。 2)變頻器故障，應檢查變頻器的輸入、輸出電壓是否正常。 3) PLC無控制輸出，可能是接口板中的繼電器失效。 4)機械連接過緊。 5)電網(wǎng)電壓過低。 (z)刀庫轉(zhuǎn)不到位原因包括電動機轉(zhuǎn)動故障，傳動機構(gòu)誤差等。 (3)刀套不能夾緊刀具原因可能是刀套上的調(diào)整螺釘松動，或彈簧太松，造成卡緊力不足;或刀具超重。 (4)刀套上下不到位原因可能是裝置調(diào)整不當或加工誤差過大而造成撥叉位置不正確;限位開關(guān)安裝不正確或調(diào)整不當而造成反饋信號錯誤。
加工中心是一種典型的集高新技術(shù)于一體的機械加工設備，與普通精工機床相比，加工中心具有以下幾個突出特點。 ①機床的剛度高、抗振性好。為了適應加工中心高自動化、高精度、高效率及高可靠性的加工要求，加工中心的靜態(tài)剛度和動態(tài)剛度都高于普通精工機床;由于其機械結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的阻尼比高，從而在加工過程中機床的抗振性能也高于普通精工機床。
在市場競爭越來越激烈，以及確立了賣方市場后，滿足顧客需求是企業(yè)在新時期競爭 中能否保持競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵因素。上世紀七十年代，日本質(zhì)量管理專家赤尾洋二（Yoji Akao)和水野滋（Shigeru Mizuno)提出的質(zhì)量功能展開(Quality Function Deployment，