数控加工中心独立驱动的换刀机构

图1 XTS型加工中心的换刀过程在机床的加工空间内

   在机床X坐标轴所覆盖的范围内，减少非加工时间和降低辅助时间的费用、提高自动化程度和设备利用率,是Axa设计开发和机床制造公司在Axa移动立柱式加工中心性能改进提高时，对设计开发工程师们提出的目标。公司同时还要求在优化机床刚性的过程中，提高机床的动态性能和加工精度，加快刀具换刀的速度。

   位于Schoeppingen地区的移动立柱式加工中心的专家们, 在研发生产的加工中心上，把X坐标轴方向的运动距离设计在700～12000mm之间。性能改进后的Axa加工中心配备了与移动立柱连接在一起的刀具库。这种随着移动立柱一起移动的刀具库和双指换刀机械手，可以在机床切削加工的同时预选刀具，有利于缩短刀具的换刀时间。

独立驱动的换刀机构

   在对移动立柱式加工中心进行设计更新改进时，Axa公司采用了新的设计理念。为了实现机床动态性能要求的不断提高以及机床加工精度的不断提高，公司在换刀机构中采用了单独的动力驱动装置。这种智能化的自动换刀机构，其电子控制系统和移动的机床立柱紧密地连接在一起，始终为加工主轴的下一道加工工序准备好了一把刀具。在必要的时候，换刀机构在加工中心主轴进行切削加工的同时，自动运行到上料工位处的刀具库处，取出主轴下一工序所需的刀具。由于省略了换刀机构的重量，加上重新设计了驱动系统，使得移动立柱式加工中心的动态性能和加工精度都得到了提高。

   由于用户对刀具库容纳刀具数量的要求不断增加，Axa公司的工程师们研发了一个新的变型刀具库：XTS刀具库。在VHC移动立柱式加工中心中，XTS结构的链式刀具库位于机床旁边。沿X坐标轴和Z坐标轴自主移动的夹紧机械手为加工中心的主轴提供切削所必需的加工刀具。极高的动态性能和智能化的机械手控制，可以使得机床立柱在沿X坐标轴移动的情况下也能准确、快速地进行换刀准备。紧靠加工机床的刀具库允许在任意时间改换刀具，允许在主轴机动的时间内换刀。在XTS型和S型移动立柱式加工中心中，这种换刀机构完全在机床X坐标轴所覆盖的区域内，但在刀具的切削加工区域外，从而可以避免在换刀时误伤工件的轮廓。

变型配置的进一步扩展

图3 VPC55U型的加工中心可以完成大型工件五面的切削加工

   在龙门式加工中心中也有新的改进。例如在VPC55U型无级插补的回转头中，增加了选项和变型配置。这种加工中心是按照梁式结构制造的。设备的运动距离达2300mm×1400mm×900mm，适合于加工模具和工艺装备，也适合于加工五个加工面的立体工件。除了在VPC55U型加工中心上采用了SK-50型回转头以外，在VPC45U加工中心也采用了SK40型回转头，在纯垂直加工的VPC45和VPC55型加工中心中，也配备了回转加工头。新研发的刚性床身和最新的数控圆形回转工作台RTA6，使得这些加工中心每个工作台都可以加工最大重量达3500kg的大型工件。新研发的机床主轴可为机床变型SK40（HSK 63A）和SK50（HSK 100A）。机床配备驱动功率为40kW或者57kW的电机，为加工中心提供极大的切削功率和低转速时强大的切削力矩。