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提高生產率，更加柔性化以及降低生產成本，這些因素對于加工中心和龍門式銑床的用戶來說都具有極高的誘惑力。德國機床制造廠家 Axa 公司向自己提出了這些挑戰。盡量縮短非生產性的附加時間，提高機床的自動化程度以及機床的利用率，對于Axa公司的研發工程師來說，這和機床的高動態性能及精度一樣，也是繼續研制加工中心和龍門式銑床的既定目標。 2002年年初，公司制訂了一項有關換刀裝置以及在提高機床剛性的同時，達到更高動態性能的新方案，由此研制出了 VSC和 VHC-M 2型和 3 型加工中心等新一代S系列機床，該機床( M 型)配有在 X 方向一起運行的換刀裝置。

提高刀庫容量

2004年年底，對提高刀庫容量的需求導致了研制第一批 VHC-3-XTS加工中心。該系列加工中心于2 0 0 5 年 3 月份在該公司自辦的AXA 展覽會上推出， XTS 機床深受市場歡迎。因此，該系列產品現在又繼續擴大，因而使XTS換刀裝置也可用于 VSC 和 VHC 系列機床，而且規格有兩種型號： Y 軸運行路徑為 600 mm;結構尺寸也有50 型的， Y 軸運行路徑在 900 mm以下，而且也適用于SK50型主軸，主要用于重切削加工。

最新的研究成果是配備了垂直運行工作臺的 NSC 系列加工中心以及帶新式 X T S ( X T S =Extended tool shop)換刀裝置的VHC系列回轉頭加工中心。 和3年前研制的 S 系列機床的刀具更換系統相類似，XTS刀庫也不和運行工作臺一起運行。 S 系列機床裝有交接抓具的整個刀庫，刀庫裝有智能控制的自備驅動裝置，跟隨工作臺一起運行;和 S系列機床相反，XTS換刀裝置的刀庫是固定安裝的。裝有自備驅動裝置的交接抓具負責刀具在刀具庫和主軸之間的運送。固定刀具庫由上下成對安裝的單個鏈條組成，由于鏈條沿X軸并行排列，因而刀具位置的數目可以任意擴充。高動態性能的換刀抓具由一個個高度可調的雙交接抓具構成，在加速度很高的情況下，抓具在X軸方向上可以達到 100 m/min 的運行速度。

像S系列機床一樣， XTS系列的換刀裝置位于 X 軸護罩后面受到保護的后部機床間里。由于整個更換過程也是在 X 軸護罩后面進行的，因而就不會由于工作間里的換刀抓具而發生碰撞現象。

采用這種方案具有下列幾項優點：

(1)換刀裝置和刀具不必再隨工作臺一起運行。這樣可以改善軸驅動的動態性能。比如工作臺在加速度很高的情況下也可以用40 m/min 的快速行程進行運動。

( 2 ) 工作臺的組件在剛性方面得到了改進和提高。

( 3 ) 由于高動態性能的換刀抓具在重量上得到了優化，因而換刀時間也得到了相應縮短。

( 4 ) 固定安裝的刀庫可以做到刀具的并行安裝，并由此減少非生產性輔助時間。

( 5 ) 由于刀具的更換全部放在 X 軸護罩后面進行，避免了工作間里因換刀抓具的干擾因素造成的碰撞。

(6)刀庫鏈條成上下雙排列，可以在盡量縮小占地面積情況下提高刀具庫的容量。由于這種雙鏈條的并行排列，刀具庫的容量可以任意擴大。

由于結構簡單、功能可靠、 動態性能好而剛性又得到改善，這種方案適合于在加工中小批量的普通機器零件時廣泛使用。在對機床做相應配置情況下，比如采用圓形工作臺、快速旋轉工作臺以及回轉工作頭，也可以完成五面及五軸加工和車加工等復雜工件的加工。

圖 2 VPC 55型龍門式加工中心運行路徑在 X軸、 Y軸和 Z軸上最大可達 2300 mm、 1400 mm
和 800 mm，主軸最大轉數為 9000r/ min

在頻繁更換工件情況下， XTS換刀裝置可以在機床上保留大量刀具。結合使用托盤更換器，可以實現無人生產。此外公司還研制出了龍門式加工中心系列。比如采用回轉工作頭和 VPC-U 系列圓形工作臺的龍門式加工中心，增加了 VPC 45 U 和 VPC 55 U 系列，而VPC 系列垂直龍門式加工中心則增加了 VPC 45和 VPC 55系列(圖2和圖 3)。 VPC 系列包括導軌上置的緊湊結構型龍門式加工中心。作為 Gantry 機床，這類機床的 Y軸上裝有 2 套驅動和測量系統。放置高度低、沿操作面安裝的機床工作臺，使得工作空間大非常有利于操作。

圖3 采用回轉主軸頭和圓形工作臺的 VPC55-U 型龍門式加工中心

換刀裝置受到了很好保護

換刀裝置在機床的后部得到了很好保護。緊湊型一體化結構方式可以在占地面積極小的同時提高機床的剛性。這種機床的顯著特點是運行路徑延長了，工作間擴大了，性能提高了，裝備也更加全面了。比如 VPC 45/55 U 系列立式機床的運行路徑在X軸、 Y軸和Z軸上最大可達 2300mm、 1400mm 和900mm。根據刀具和模具制造商對加大工件重量的需求，公司做出的反應是，采用加強剛性的底座和新研制了較大型的圓形工作臺RTA6。工作臺的平面直徑為1500mm，負荷達 3500kg。 除了現有的回轉工作頭采用 Hirth 齒輪聯鎖機構和無級夾具之外，現在附件又補充了用于五軸加工的新型無級內插式回轉主軸頭。由于采用了新型驅動裝置，切削功率也得到了提高，SK40型主軸ED為40%

時功率達40 kW，扭矩為255 Nm;SK50型主軸 ED為 40%時功率達57 kW，扭矩為 357 Nm。該系列機床工作空間大，剛性高，尤其適合于加工刃具和模具，也適合于加工大型板式零件。

對于五軸加工模具來說，現在也可以使用無級內插式回轉工作頭。較大的Z形運行路徑和較大的圓形工作臺可以對大型立體工件進行五面加工。