2、本课题研究的意义

单一的零件通常需要经过很多工序的加工而不是单一一步加工就可以完成加工的，但目前的绝大部分单功能的数控机床也只能完成零件简单工序的加工通常只具有单一步骤，例如车削、钻削、铣削、刨削、磨削等等。因此，在传统的方法中制造零件中，我们就必须将大量非加工时间用于刀具的更换装卸、零件也需要进行相应的装卸操作、每一次刀具或是零件的装卸都需要对机床坐标系进行重新的测绘和定位这个过程就花费了许多不必要的时间，而真正产生价值提高生产力的切削所战的时间却占整个工时中的较小得占比。针对目前这种非加工时间占比较多的现状，为了缩短非切削用所占的时间，提高切削的时间从而提高工作效率，我们设计了这种安装有自动换刀装置的数控加工中心。

数控加工中心（MC）的产生是制造生产业为了达到节省资源、节省加工时间和节省原料的新时代机械加工的要求而迅速发展起来的一种带有自动换刀系统的数控加工机床。这种新兴的加工机床涉及到了很多领域很多学科的技术：例如机械、电子、现代装备控制理论、机械装备传送拖动、测量传感器技术以及通信的传输和诊断、刀具编程技术的高科技高集成度高技术性的高科技产品。基于这种新型加工中心可以集中完成多种不同工序的加工，因此可以显著地减少装夹工件、装夹刀具、重新进行定位和测量刀具工件的时间，数控加工中心机床的加工效率是一般机床的 5倍以上，使得加工效率成倍提高，加工精度也成倍提高。是一种多方面胜出的新加工方法。

1.2  加工中心的组成、分类及发展方向

1、加工中心的组成

加工中心的组成主要取决于其内部机床的种类和型号，从大致的方向上可以将它们归纳为如下几大类：

1）基础组件： 主要由床身、工作台、支撑箱体、多附件联接器等等构成。

2）运转机构组建： 由主轴传动箱、主轴轴体、传动介质等等构成，机床的主轴作为数控加工中心的重要组件之一同时也是衡量一台加工中心性能指标的重要依据之一。

3）数控系统组件： 主要由数控装置、各种类型的电机、数字化逻辑编码控制器（PLC）等等组成。主要是作为上一级的控制系统发出指令给下级系统。

4）伺服控制系统： 由伺服主控系统单元、机床上的位置检测传感器和收发装置等部分构成，这一部分组件是起“桥梁”作用，主要起机床和控制系统的连接作用。

5）换刀装置：主要由专用的换刀机构或机械手构成，依据上级控制系统输入的电信号进行位置定位检测和校准然后驱动执行机构即换刀机构和机械手完成换刀操作，继续完成工件的后续部分的加工。

6）刀库：刀库是储加工中心加工过程中所需的刀具的一个场所，在某种决定了机床的整体运作加工性能，这一部分就像是数控中心的“车库”，为后续的加工进度提供了最基础的保障。

7）其他设备维护系统： 由电气电路控制器、液压系统阀门、油管路、散热器等辅助部件组成，对整个加工过程和加工中心的正常工作起重要的基础保障作用。这一部分相当于数控中心的“后勤”部门，为后续的加工进度提供了最基础的保障。

2、加工中心的分类

I按组成结构的形式来分类：

1）卧式加工中心： 主轴回转轴线设置为水平设置。基本工作机理是将目标工件第一次装夹在机床上后，在后续的加工工序中机床的自动换刀装置将会自动更换所需要的刀具，并自动重新定位基准。这种数控加工中心占地面积较其他的数控机床较大，维护费用和适用成本较高，适合加工复杂的大型的零件。如下图所示。