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國產數控機床和數控系統在航天制造領域應用示范

2020-5-12 來源：-- 作者：-

航天工業是機床行業的高端用戶，對數控機床的需求特點是大型、復合、精密及多軸聯動等，并且要求數控機床具有高剛性、高精度、高效率。

發展航天事業，建設航天強國，是我們不懈追求的航天夢。我國規劃，2020年年底左右，我國要完成載人航天、探月工程、北斗導航、高分辨率對地觀測系統等重大航天項目；2025年前后，全面建成國家民用空間基礎設施，推動空間信息應用規模化、業務化、產業化發展；2030年實現整體躍升，躋身航天強國之列，以航天夢助力中國夢。

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目前，國內航天制造企業所使用的高端數控機床仍以進口為主，國產數控機床因技術成熟度、可靠性、自動化水平等原因，尚不能很好滿足航天領域的制造需求。近年來，國家采取有力措施，鼓勵國產數控機床和國產數控系統在航天制造領域的應用示范，使國產數控機床和國產數控系統逐步替代進口成為發展趨勢。武漢華中數控股份有限公司與北京工研精機股份有限公司、四川普什寧江機床有限公司、上海拓璞數控科技有限公司、浙江日發精密機械股份有限公司、航天制造企業緊密合作，在此方面已經取得了很好成績。

應用案例

華中數控與上海拓璞數控科技有限公司合作生產的五軸車銑復合加工中心應用于航天制造領域

武漢華中數控股份有限公司（以下簡稱華中數控）與上海拓璞數控科技有限公司緊密合作，針對航空航天裝備關鍵零件的數控加工需求，批量生產配置華中數控HNC-848D高性能數控系統的VMC-C100HMT五軸車銑復合加工中心。目前，雙方合作生產的五軸車銑復合加工中心已經形成批量銷售，全部用于航天裝備制造領域重點企業的數控加工。

一、機床特點介紹

VMC-C100HMT五軸車銑復合加工中心是專為單機高效切削和柔性生產線組線開發的五軸車銑復合加工中心，數控系統采用HNC-848D型高檔數控系統。具有一次裝夾完成車、銑、鉆、鏜、鉸、攻絲多工藝復雜零件加工能力，特別適合于航空航天加工需求。

機床主要特點：

· 高動態性能：X、Y、Z三個坐標導軌采用了高剛性的直線滾動導軌，直線軸最大加速度1G，進給速度10 m/min，快移30m/min；

· 高加工精度：定位精度4μm，重復定位精度2μm；

· 高效率：機床主軸采用西門子異步電主軸，高轉速達12000rpm并具有內部兩檔變速，可在滿足低速切削要求的同時滿足高速加工要求；

· 工件測量/刀具測量：采用雷尼紹rmp60紅外工件測量系列。產線生產中能夠實現快速、準確且自動地測量工件裝夾位置，及時發現刀具磨損，及工件中的殘次品，以達到提高生產效率的目的；

· 龍門同步/力矩同步：Y1Y2采用雙驅龍門同步結構，加速度可以達到1g，A1A2搖籃采用雙驅力矩同步功能，最大速度可至40rev/min。

二、數控系統解決方案

1、數控系統主要功能；

VMC-C100HMT五軸臥式加工中心主要應用華中HNC-848D數控系統，在線刀具測量和工件測量、空間誤差補償和全閉環控制功能、智能產線的全開放式網絡接口功能、加工大數據采集和監控功能等高檔控制功能。

運用數控補償技術：

1）空間誤差補償：空間誤差補償功能用于補償機床空間幾何誤差，其中包括線性位移誤差、直線度誤差、垂直度誤差、俯仰角度誤差、旋轉角度誤差等。支持第三方測量空間幾何誤差數據快速導入。

2）撓度補償：撓度補償功能用于補償機床懸臂軸的懸垂誤差。

3）熱誤差補償：熱誤差補償功能用于補償機床主軸與進給軸的熱變形。華中8型數控系統最大支持接入20個溫度傳感器。故障診斷技術：為了快速對故障進行定義，減少維修時間，華中8型數控系統還提供了智能化診斷的模塊，當故障發生時，除了提示對應的報警信息，還會根據領域專家提供的診斷信息、當前系統的狀態以及自檢結果直接或通過交互的方式給出故障原因及排除方法。

2、數控系統裝置、伺服驅動和電機配置清單；

機床配置華中數控HNC-848D/M數控系統。該系統采用模塊化、開放式體系結構，基于具有自主知識產權的NCUC工業現場總線技術。支持總線式全數字伺服驅動單元和絕對值式伺服電機，支持總線式遠程I/O單元，集成手持單元接口，采用電子盤程序存儲方式，支持CF卡、USB、以太網等程序擴展和數據交換功能。