隨著建筑門窗、幕墻、建筑裝飾以及車輛、船舶裝飾行業(yè)的發(fā)展，鋁型材加工中心逐漸發(fā)展成為一種獨(dú)立的加工中心門類。針對鋁型材材料及加工工藝特點(diǎn)，這類加工中心一般具備銑槽、鉆孔、攻絲等能力；而像銑平面/曲面、锪孔、鏜孔等功能在鋁型材加工中極少用到。由于加工對象的獨(dú)特性，鋁型材加工中心從結(jié)構(gòu)布局、技術(shù)參數(shù)到數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都與通用加工中心有很大的區(qū)別。

　　一、鋁型材加工中心的特點(diǎn)

　　1）縱向行程大

　　為適應(yīng)鋁型材細(xì)長類零件的特點(diǎn)，鋁型材加工中心工作臺(tái)面多為窄長形狀。寬度不超過500mm；長度6500mm至7000mm，以適應(yīng)典型的6米型材加工。工作臺(tái)面上標(biāo)配氣動(dòng)夾具和定位靠板，便于工件定位、夾緊。

　　鋁型材加工中心結(jié)構(gòu)布局有龍門式、動(dòng)柱式、動(dòng)梁式三種，體現(xiàn)在機(jī)床剛性、運(yùn)行平穩(wěn)、操作方便等性能指標(biāo)上三種布局各有優(yōu)缺點(diǎn)。

　　配有A軸（繞X軸旋轉(zhuǎn)）的加工中心一次裝夾可完成鋁型材三個(gè)面的加工。

　　2）主軸轉(zhuǎn)速高

　　通用加工中心主軸最高轉(zhuǎn)速一般在8000rpm以下；而鋁型材加工中心主軸最高轉(zhuǎn)速要達(dá)到或超過18000rpm.由于轉(zhuǎn)速高，一般采用集成式永磁同步電主軸，將刀具夾持、吹氣清潔、循環(huán)水冷卻等功能集成在一體。

　　冷卻液系統(tǒng)分澆注冷卻和噴霧冷卻兩種形式。后者屬于較先進(jìn)的準(zhǔn)干式切削和微量潤滑系統(tǒng)（MQL）概念，冷卻潤滑效率高，冷卻液消耗少，尤其適合鋁型材加工。

　　3）精度、剛性適中

　　門窗、幕墻涉及的框、梃、桁等型材件加工精度一般在IT10至IT12之間；加上加工對象多為薄壁件，鋁型材加工中心不需要追求過高的定位精度和剛性。鋁型材加工中心的床身等結(jié)構(gòu)件多采用鋼板焊接，這在通用加工中心中也很少見。

　　4）工作效率高

　　提高加工工作效率是鋁型材加工中心追求的主要目標(biāo)。通過提高快速進(jìn)給（G00）速度、縮短換刀時(shí)間、免對刀與快速裝卡縮短輔助時(shí)間和空行程時(shí)間。

　　機(jī)床生產(chǎn)商通過總結(jié)各地客戶生產(chǎn)實(shí)際中遇到的問題，努力提高工件定位、裝卡自動(dòng)化程度。鋁型材加工中心一般都配備氣動(dòng)夾具和定位靠板。定位靠板是一個(gè)以氣缸驅(qū)動(dòng)的定位裝置，裝卸工件時(shí)伸出；加工開始時(shí)縮回以避免干涉。使用中將型材頂緊定位靠板即可獲得精確定位。機(jī)床出廠前，定位靠板與機(jī)床機(jī)械原點(diǎn)相對位置經(jīng)過精確調(diào)校，數(shù)據(jù)保存在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)，可以完全省略對刀過程。氣動(dòng)夾具靠按鈕或腳踏開關(guān)操作。夾持位置可以在機(jī)床縱向調(diào)整以避免干涉，同時(shí)保證裝卡可靠有效。

　　多主軸加工是鋁型材加工中心高效率的另一個(gè)重要體現(xiàn)。典型的多雙頭加工中心有兩套主軸系統(tǒng)，既可以互不干擾地加工各自的零件（就像兩臺(tái)獨(dú)立的加工中心）；又可以相互配合加工同一個(gè)零件。

　　5）定制數(shù)控系統(tǒng)

　　更進(jìn)一步體現(xiàn)鋁型材加工中心特點(diǎn)的是量身定做的數(shù)控系統(tǒng)而不采用市面上通用型數(shù)控系統(tǒng)。

　　操作界面完全按照鋁型材加工中心應(yīng)用特點(diǎn)規(guī)劃設(shè)計(jì)，例如主軸運(yùn)轉(zhuǎn)/靜止、冷卻液開放/關(guān)閉、定位靠板抬起/落下、工件夾緊/松開等狀態(tài)信息都在顯示屏上以動(dòng)畫形式表現(xiàn)。

　　機(jī)床參數(shù)設(shè)置、調(diào)整不用變量字符而是直觀形象的文字表述。無需長時(shí)間培訓(xùn)就可以掌握。

　　圖形交互式輔助編程軟件使得不懂G代碼的用戶也可以編寫加工程序。

　　6）刀庫容量小

　　常見的鋁型材加工中心刀庫容量一般6至12把，少數(shù)產(chǎn)品刀庫容量達(dá)到24把。刀庫容量的確定取決于加工對象材料和特征。鋁材對刀具磨損較小，不需要頻繁刃磨和更換。鋁型材加工特征主要是孔和各種形狀的槽，所用刀具主要是鉆頭、立銑刀，少數(shù)需要機(jī)用絲錐。因此鋁型材加工不需要準(zhǔn)備太多種類刀具，刀庫容量也不需要太大。

　　二、常見認(rèn)識誤區(qū)

　　1）快進(jìn)與工進(jìn)

　　在加工程序中G00和G01都可以定義刀具的直線運(yùn)動(dòng)，但它們的作用大有不同，初學(xué)者容易混淆。

　　工進(jìn)類指令（G01、G02、G03等）進(jìn)給速度由程序中F指令決定；快進(jìn)類指令（G00和部分回零指令）進(jìn)給速度不在加工程序中指定，而是在機(jī)床參數(shù)設(shè)置時(shí)作為機(jī)床參數(shù)保存在數(shù)控系統(tǒng)中。

　　工進(jìn)類指令不但要保證加工終點(diǎn)準(zhǔn)確，還要保證加工路徑和進(jìn)給速度準(zhǔn)確，這要靠微觀上的插補(bǔ)計(jì)算和動(dòng)態(tài)控制來實(shí)現(xiàn)。

　　快進(jìn)類指令的目的是盡量減少空行程時(shí)間，在多軸聯(lián)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)軌跡不可預(yù)測。因此快進(jìn)類指令不可以用于加工進(jìn)給。

　　2）定位精度與重復(fù)定位精度

　　加工中心制造商在宣傳材料中往往只給出重復(fù)定位精度而不給出定位精度指標(biāo)，使得部分用戶容易將重復(fù)定位精度誤解為決定零件加工精度的主要指標(biāo)。其實(shí)重復(fù)定位精度高并不意味著零件加工精度就高。定位精度才是決定零件加工精度的主要指標(biāo)。

　　重復(fù)定位精度反映機(jī)床多次返回同一位置的能力。測量方法是固定一個(gè)百分表，表頭壓在主軸上，標(biāo)定百分表零點(diǎn)。將主軸移走到任意位置再令其返回剛才的標(biāo)定坐標(biāo)位置，讀取百分表讀數(shù)誤差。經(jīng)過多次往返讀數(shù)，得到的最大誤差就是重復(fù)定位精度。

　　按照現(xiàn)在的數(shù)控技術(shù)水平和加工中心典型機(jī)電搭配，即

　　伺服電機(jī)+旋轉(zhuǎn)編碼器+滾珠絲杠或齒輪齒條

　　重復(fù)定位誤差一般不大于2個(gè)脈沖當(dāng)量，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于0.01mm.

　　定位精度是指在機(jī)床全行程上準(zhǔn)確移動(dòng)指定距離的能力。鋁型材加工中心最大行程可達(dá)7米，定位精度測量一般采用激光干涉儀。

　　定位精度主要受導(dǎo)軌形位誤差、機(jī)械間隙、絲杠/齒條誤差、機(jī)件變形和電氣跟隨誤差影響。由激光干涉儀測得的誤差數(shù)據(jù)輸入數(shù)控系統(tǒng)，通過數(shù)控系統(tǒng)的誤差補(bǔ)償功能可以得到很高的定位精度。

　　最令機(jī)床設(shè)計(jì)人員難辦的是熱膨脹引起的精度損失。碳鋼材料線膨脹系數(shù)為1/105每0C，7米長的床身在20 C0的溫差下變形量能達(dá)到毫米級�？紤]到使用環(huán)境與綜合成本 ，應(yīng)對熱膨脹尚沒有經(jīng)濟(jì)實(shí)用的辦法。因此大型加工中心要達(dá)到很高的定位精度需要付出很大代價(jià)。

　　3）通用設(shè)備與專用設(shè)備

　　加工中心通常會(huì)被認(rèn)為是應(yīng)用范圍很廣的通用設(shè)備。然而無論設(shè)計(jì)還是選擇加工中心，首先必須清楚用來做什么。在綜合成本確定的情況下，追求一項(xiàng)高指標(biāo)可能意味著要犧牲其他的指標(biāo)。

　　在機(jī)床行業(yè)內(nèi)，通用設(shè)備與專用設(shè)備的界限變得越來越模糊。對有大批量加工要求的用戶來說希望設(shè)備相對專用一些。通俗講，需要的功能要齊全；不需要的功能最好沒有。鋁型材加工機(jī)床加工對象明確、加工批量大，在設(shè)計(jì)和選擇時(shí)以專業(yè)設(shè)備的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)來對待可能更切合實(shí)際一些