隨著(zhù)建筑門(mén)窗、幕墻、建筑裝飾以及車(chē)輛、船舶裝飾行業(yè)的發(fā)展，鋁型材加工中心逐漸發(fā)展成為一種獨立的加工中心門(mén)類(lèi)。針對鋁型材材料及加工工藝特點(diǎn)，這類(lèi)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(shù)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(diǎn)

　　1）縱向行程大

　　為適應鋁型材細長(cháng)類(lèi)零件的特點(diǎn)，鋁型材加工中心工作臺面多為窄長(cháng)形狀。寬度不超過(guò)500mm；長(cháng)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(dòng)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(mén)式、動(dòng)柱式、動(dòng)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(yōu)缺點(diǎn)。

　　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(gè)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(guò)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(huán)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(jìn)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(mén)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(guò)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(jiàn)。

　　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(guò)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。

　　機床生產(chǎn)商通過(guò)總結各地客戶(hù)生產(chǎn)實(shí)際中遇到的問(wèn)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)以氣缸驅動(dòng)的定位裝置，裝卸工件時(shí)伸出；加工開(kāi)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。機床出廠(chǎng)前，定位靠板與機床機械原點(diǎn)相對位置經(jīng)過(guò)精確調校，數據保存在數控系統內，可以完全省略對刀過(guò)程。氣動(dòng)夾具靠按鈕或腳踏開(kāi)關(guān)操作。夾持位置可以在機床縱向調整以避免干涉，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。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(gè)零件。

　　5）定制數控系統

　　更進(jìn)一步體現鋁型材加工中心特點(diǎn)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(diǎn)規劃設計，例如主軸運轉/靜止、冷卻液開(kāi)放/關(guān)閉、定位靠板抬起/落下、工件夾緊/松開(kāi)等狀態(tài)信息都在顯示屏上以動(dòng)畫(huà)形式表現。

　　機床參數設置、調整不用變量字符而是直觀(guān)形象的文字表述。無(wú)需長(cháng)時(shí)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(hù)也可以編寫(xiě)加工程序。

　　6）刀庫容量小

　　常見(jiàn)的鋁型材加工中心刀庫容量一般6至12把，少數產(chǎn)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(lèi)刀具，刀庫容量也不需要太大。

　　二、常見(jiàn)認識誤區

　　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(xiàn)運動(dòng)，但它們的作用大有不同，初學(xué)者容易混淆。

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

　　工進(jìn)類(lèi)指令不但要保證加工終點(diǎn)準確，還要保證加工路徑和進(jìn)給速度準確，這要靠微觀(guān)上的插補計算和動(dòng)態(tài)控制來(lái)實(shí)現。

　　快進(jìn)類(lèi)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)，運動(dòng)軌跡不可預測。因此快進(jìn)類(lèi)指令不可以用于加工進(jìn)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(hù)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(shí)重復定位精度高并不意味著(zhù)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(gè)百分表，表頭壓在主軸上，標定百分表零點(diǎn)。將主軸移走到任意位置再令其返回剛才的標定坐標位置，讀取百分表讀數誤差。經(jīng)過(guò)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(shù)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(gè)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(dòng)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(guò)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(xiàn)膨脹系數為1/105每0C，7米長(cháng)的床身在20 C0的溫差下變形量能達到毫米級�？紤]到使用環(huán)境與綜合成本 ，應對熱膨脹尚沒(méi)有經(jīng)濟實(shí)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(jià)。

　　3）通用設備與專(zhuān)用設備

　　加工中心通常會(huì )被認為是應用范圍很廣的通用設備。然而無(wú)論設計還是選擇加工中心，首先必須清楚用來(lái)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(zhù)要犧牲其他的指標。

　　在機床行業(yè)內，通用設備與專(zhuān)用設備的界限變得越來(lái)越模糊。對有大批量加工要求的用戶(hù)來(lái)說(shuō)希望設備相對專(zhuān)用一些。通俗講，需要的功能要齊全；不需要的功能最好沒(méi)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(shí)以專(zhuān)業(yè)設備的規范標準來(lái)對待可能更切合實(shí)際一些