浅析desktop桌面型数控机床解决数控教学难题

近年来，随着科技的进步，产品设计水平的提升，五轴联动机床的应用范围逐步从之前的航空、航天、军事工业等领域扩展到民用领域，如珠宝饰、工艺礼品、木器加工、艺术模型、可穿戴设备等。为了让学生了解和接触先进的制造技术，学校都会配套一些数控设备来教学生们操作，然而大型工业机器令人生畏、不安全且难以使用，而且如果损坏，维修费用奇高，但人为损坏，虽然老师不断强调和叮嘱，对于学校每一届的新生来说，这是不可避免的，因此，学校和老师都不敢让学生们随便使用它们，但不使用数控机床，怎么能让学生能亲身体验学习好呢？

 为了解决大型的数控机床在教学上不方便使用问题，我们研制了一款Desktop NC桌面型五轴机床，是一款为了满足创客、数控教育设计制造而生产的桌面型五轴数控机床。整机可以放置在任意桌面上操作使用，在低运营成本的情况下快速完成从设计到成品的过程。Desktop NC桌面五轴机床使用数控系统跟工业机一样，这样设计的目的是保证学生操作桌面型机床跟工厂里大机床保持一致，使学生一出来社会经过简单培训就可以投入到工作岗位上。

1、Pocket NC桌面五轴数控机床总体设计

（1）机床总体布局。该系列桌面五轴机采用模块化设计，五轴转台采用航接头插拔式与电气柜联接，拆下五轴转台便可当三轴机床用。总体设计布局为三个直线轴和一个摇篮式五轴转台的床结构形式。坐标轴运动方式为横向滑板沿立柱左右移动（X轴）、纵向滑板沿立柱前后移动（Y轴），主轴箱沿纵向滑板上下移动（Z轴），B/C转台为摇篮式结构，左右摆动为B轴，水平面回转为C轴。操作面板位于机床正面，电气柜位于机床右侧，冷却和切削残渣废料回收装置位于机床下部。

（2）机床主要技术参数。根据市场和客户需求信息，确定本产品的技术参数。产品主要技术参数见表1：

（3）机床主要特点。使用220伏电压、床身采用铸铁机座和立柱，这样设计可以保证机器为桌面式的前题下、也保证了机器的钢性（床身自重越重，钢性就越好，加工硬质材料稳定性越好，精度越高，相反机器会抖动动）；机床具有X、Y、Z三个直线轴和两个旋转轴（B轴+C轴）五个坐标轴，X、Y、Z直线轴采用直线导轨，精度高、运行速度更快，加工零件表面越光滑；BC两个旋转轴采用谐波减速机，这样设计目的是提高夹持的零件自锁能力和保证定位精度、回差精度，保证高精度和高稳定性；使得机器不但有加工能力，而且也要具有加工精度。

（4）整机采用全封闭防护罩设计，并装机器门加装安全保护装置，保证必须关上门机床才能运行，操作者意外打开门机器停机；机床门采用单门垂直气动升降门。

结束语

（1）该Pocket NC桌面五轴数控机床总体设计布局为三个直线轴和双轴转台的五轴机床结构形加工需求，表面加工质量好。

（2）机床本体采用铸件机身，以及民用220V电压电源技术的应用突破了传统数控机床设计局限，使得整机重量轻、移动和安装灵活、方便。

（3）机床使用工业级五轴面版数控系统， 10英寸彩色液晶竖屏，带5轴三档电子手脉。

（4）可执行多种CAM软件（MasterCAM、UG、Solidworks、Fusion360、Hypermill、Powermill等软件编程）。

（5）Pocket NC桌面五轴数控机床主要用于职业院校、高校创客创新实验室等，进行五轴联动数控编程教学和实操培训等；主要加工铝合金、铜、塑料及铁、模具钢轻加工。