隨著建筑門窗、幕墻、建筑裝飾以及車輛、船舶裝飾行業的發展，鋁型材加工中心逐漸發展成為一種獨立的加工中心門類。針對鋁型材材料及加工工藝特點，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。由于加工對象的獨特性，鋁型材加工中心從結構布局、技術參數到數控系統的設計都與通用加工中心有很大的區別。

一、鋁型材加工中心的特點

1）縱向行程大

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

鋁型材加工中心結構布局有龍門式、動柱式、動梁式三種，體現在機床剛性、運行平穩、操作方便等性能指標上三種布局各有優缺點。

配有A軸（繞X軸旋轉）的加工中心一次裝夾可完成鋁型材三個面的加工。

2）主軸轉速高

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

冷卻液系統分澆注冷卻和噴霧冷卻兩種形式。后者屬于較先進的準干式切削和微量潤滑系統（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構件多采用鋼板焊接，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。通過提高快速進給（G00）速度、縮短換刀時間、免對刀與快速裝卡縮短輔助時間和空行程時間。

機床生產商通過總結各地客戶生產實際中遇到的問題，努力提高工件定位、裝卡自動化程度。鋁型材加工中心一般都配備氣動夾具和定位靠板。定位靠板是一個以氣缸驅動的定位裝置，裝卸工件時伸出；加工開始時縮回以避免干涉。使用中將型材頂緊定位靠板即可獲得精確定位。機床出廠前，定位靠板與機床機械原點相對位置經過精確調校，數據保存在數控系統內，可以完全省略對刀過程。氣動夾具靠按鈕或腳踏開關操作。夾持位置可以在機床縱向調整以避免干涉，同時保證裝卡可靠有效。

多主軸加工是鋁型材加工中心高效率的另一個重要體現。典型的多雙頭加工中心有兩套主軸系統，既可以互不干擾地加工各自的零件（就像兩臺獨立的加工中心）；又可以相互配合加工同一個零件。

5）定制數控系統

更進一步體現鋁型材加工中心特點的是量身定做的數控系統而不采用市面上通用型數控系統。

操作界面完全按照鋁型材加工中心應用特點規劃設計，例如主軸運轉/靜止、冷卻液開放/關閉、定位靠板抬起/落下、工件夾緊/松開等狀態信息都在顯示屏上以動畫形式表現。

機床參數設置、調整不用變量字符而是直觀形象的文字表述。無需長時間培訓就可以掌握。

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，少數產品刀庫容量達到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，少數需要機用絲錐。因此鋁型材加工不需要準備太多種類刀具，刀庫容量也不需要太大。

二、常見認識誤區

1）快進與工進

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

工進類指令（G01、G02、G03等）進給速度由程序中F指令決定；快進類指令（G00和部分回零指令）進給速度不在加工程序中指定，而是在機床參數設置時作為機床參數保存在數控系統中。

工進類指令不但要保證加工終點準確，還要保證加工路徑和進給速度準確，這要靠微觀上的插補計算和動態控制來實現。

快進類指令的目的是盡量減少空行程時間，在多軸聯動時，運動軌跡不可預測。因此快進類指令不可以用于加工進給。

2）定位精度與重復定位精度

加工中心制造商在宣傳材料中往往只給出重復定位精度而不給出定位精度指標，使得部分用戶容易將重復定位精度誤解為決定零件加工精度的主要指標。其實重復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。

重復定位精度反映機床多次返回同一位置的能力。測量方法是固定一個百分表，表頭壓在主軸上，標定百分表零點。將主軸移走到任意位置再令其返回剛才的標定坐標位置，讀取百分表讀數誤差。經過多次往返讀數，得到的最大誤差就是重復定位精度。

按照現在的數控技術水平和加工中心典型機電搭配，即

伺服電機+旋轉編碼器+滾珠絲杠或齒輪齒條

重復定位誤差一般不大于2個脈沖當量，遠遠小于0.01mm。

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

定位精度主要受導軌形位誤差、機械間隙、絲杠/齒條誤差、機件變形和電氣跟隨誤差影響。由激光干涉儀測得的誤差數據輸入數控系統，通過數控系統的誤差補償功能可以得到很高的定位精度。

最令機床設計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為1/105每0C，7米長的床身在20 C0的溫差下變形量能達到毫米級。考慮到使用環境與綜合成本 ，應對熱膨脹尚沒有經濟實用的辦法。因此大型加工中心要達到很高的定位精度需要付出很大代價。

3）通用設備與專用設備

加工中心通常會被認為是應用范圍很廣的通用設備。然而無論設計還是選擇加工中心，首先必須清楚用來做什么。在綜合成本確定的情況下，追求一項高指標可能意味著要犧牲其他的指標。

在機床行業內，通用設備與專用設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。鋁型材加工機床加工對象明確、加工批量大，在設計和選擇時以專業設備的規范標準來對待可能更切合實際一些。

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