淺析desktop桌面型數(shù)控機(jī)床解決數(shù)控教學(xué)難題

近年來(lái)，隨著科技的進(jìn)步，產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平的提升，五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床的應(yīng)用范圍逐步從之前的航空、航天、軍事工業(yè)等領(lǐng)域擴(kuò)展到民用領(lǐng)域，如珠寶飾、工藝禮品、木器加工、藝術(shù)模型、可穿戴設(shè)備等。為了讓學(xué)生了解和接觸先進(jìn)的制造技術(shù)，學(xué)校都會(huì)配套一些數(shù)控設(shè)備來(lái)教學(xué)生們操作，然而大型工業(yè)機(jī)器令人生畏、不安全且難以使用，而且如果損壞，維修費(fèi)用奇高，但人為損壞，雖然老師不斷強(qiáng)調(diào)和叮囑，對(duì)于學(xué)校每一屆的新生來(lái)說(shuō)，這是不可避免的，因此，學(xué)校和老師都不敢讓學(xué)生們隨便使用它們，但不使用數(shù)控機(jī)床，怎么能讓學(xué)生能親身體驗(yàn)學(xué)習(xí)好呢？

 為了解決大型的數(shù)控機(jī)床在教學(xué)上不方便使用問題，我們研制了一款Desktop NC桌面型五軸機(jī)床，是一款為了滿足創(chuàng)客、數(shù)控教育設(shè)計(jì)制造而生產(chǎn)的桌面型五軸數(shù)控機(jī)床。整機(jī)可以放置在任意桌面上操作使用，在低運(yùn)營(yíng)成本的情況下快速完成從設(shè)計(jì)到成品的過程。Desktop NC桌面五軸機(jī)床使用數(shù)控系統(tǒng)跟工業(yè)機(jī)一樣，這樣設(shè)計(jì)的目的是保證學(xué)生操作桌面型機(jī)床跟工廠里大機(jī)床保持一致，使學(xué)生一出來(lái)社會(huì)經(jīng)過簡(jiǎn)單培訓(xùn)就可以投入到工作崗位上。

1、Pocket NC桌面五軸數(shù)控機(jī)床總體設(shè)計(jì)

（1）機(jī)床總體布局。該系列桌面五軸機(jī)采用模塊化設(shè)計(jì)，五軸轉(zhuǎn)臺(tái)采用航接頭插拔式與電氣柜聯(lián)接，拆下五軸轉(zhuǎn)臺(tái)便可當(dāng)三軸機(jī)床用。總體設(shè)計(jì)布局為三個(gè)直線軸和一個(gè)搖籃式五軸轉(zhuǎn)臺(tái)的床結(jié)構(gòu)形式。坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)方式為橫向滑板沿立柱左右移動(dòng)（X軸）、縱向滑板沿立柱前后移動(dòng)（Y軸），主軸箱沿縱向滑板上下移動(dòng)（Z軸），B/C轉(zhuǎn)臺(tái)為搖籃式結(jié)構(gòu)，左右擺動(dòng)為B軸，水平面回轉(zhuǎn)為C軸。操作面板位于機(jī)床正面，電氣柜位于機(jī)床右側(cè)，冷卻和切削殘?jiān)鼜U料回收裝置位于機(jī)床下部。

（2）機(jī)床主要技術(shù)參數(shù)。根據(jù)市場(chǎng)和客戶需求信息，確定本產(chǎn)品的技術(shù)參數(shù)。產(chǎn)品主要技術(shù)參數(shù)見表1：

（3）機(jī)床主要特點(diǎn)。使用220伏電壓、床身采用鑄鐵機(jī)座和立柱，這樣設(shè)計(jì)可以保證機(jī)器為桌面式的前題下、也保證了機(jī)器的鋼性（床身自重越重，鋼性就越好，加工硬質(zhì)材料穩(wěn)定性越好，精度越高，相反機(jī)器會(huì)抖動(dòng)動(dòng)）；機(jī)床具有X、Y、Z三個(gè)直線軸和兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸（B軸+C軸）五個(gè)坐標(biāo)軸，X、Y、Z直線軸采用直線導(dǎo)軌，精度高、運(yùn)行速度更快，加工零件表面越光滑；BC兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸采用諧波減速機(jī)，這樣設(shè)計(jì)目的是提高夾持的零件自鎖能力和保證定位精度、回差精度，保證高精度和高穩(wěn)定性；使得機(jī)器不但有加工能力，而且也要具有加工精度。

（4）整機(jī)采用全封閉防護(hù)罩設(shè)計(jì)，并裝機(jī)器門加裝安全保護(hù)裝置，保證必須關(guān)上門機(jī)床才能運(yùn)行，操作者意外打開門機(jī)器停機(jī)；機(jī)床門采用單門垂直氣動(dòng)升降門。

結(jié)束語(yǔ)

（1）該P(yáng)ocket NC桌面五軸數(shù)控機(jī)床總體設(shè)計(jì)布局為三個(gè)直線軸和雙軸轉(zhuǎn)臺(tái)的五軸機(jī)床結(jié)構(gòu)形加工需求，表面加工質(zhì)量好。

（2）機(jī)床本體采用鑄件機(jī)身，以及民用220V電壓電源技術(shù)的應(yīng)用突破了傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)局限，使得整機(jī)重量輕、移動(dòng)和安裝靈活、方便。

（3）機(jī)床使用工業(yè)級(jí)五軸面版數(shù)控系統(tǒng)， 10英寸彩色液晶豎屏，帶5軸三檔電子手脈。

（4）可執(zhí)行多種CAM軟件（MasterCAM、UG、Solidworks、Fusion360、Hypermill、Powermill等軟件編程）。

（5）Pocket NC桌面五軸數(shù)控機(jī)床主要用于職業(yè)院校、高校創(chuàng)客創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室等，進(jìn)行五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控編程教學(xué)和實(shí)操培訓(xùn)等；主要加工鋁合金、銅、塑料及鐵、模具鋼輕加工。