裝備製造業是一個（gè）國家建設的基石，機床是一個國家製造業水平的象（xiàng）征，而代表機床製造業最高境（jìng）界（jiè）的五軸聯動數控（kòng）機（jī）床係統，則（zé）反映了一個國家的工（gōng）業發展水平狀況。機床設備不但同國家（jiā）航空工業、船舶製造、軍工產業、科技技術、精密器械（xiè）等設備製造行業有著非常大的（de）關係，而且（qiě）還（hái）與人們的日常生活等方方麵麵密不可分。

      五軸聯動數控機床係統對一個（gè）國家的航空航天、軍（jun1）事、科研、精密器械、高精醫療設備等行業，有著舉足輕重的影響（xiǎng）力。長期以（yǐ）來，西方工業發（fā）達國（guó）家，一直把五軸（zhóu）聯動數控機床作為重（chóng）要的戰略物資，對我國實（shí）行封鎖禁運。進人二十一世紀，我國機床行業獲得了突飛猛進的發展，現已成（chéng）為世（shì）界（jiè）第一機（jī）床製造國，但高檔（dàng）、大型、精密、高速（sù）數控機床（chuáng）以及數控係統依然依靠進口。我國要想成為（wéi）製造業強國，就必須擁有自（zì）己的五軸數控機床技術。

     下麵筆者就以大連科德研製的典型五軸立式複合加工（gōng）中心（xīn）為例（lì），介紹該類（lèi）型機床的特點和應用。

     一（yī）、機床性能及特點（diǎn）介紹

     K M C五軸銑車磨複合立式加（jiā）工（gōng）中心是大連科德數控有限公司在深人研究了國際（jì）同類（lèi）產品的基礎上，自主研發製造的具有（yǒu）完全自主知識（shí）產權的高檔五軸加工中心，並已在（zài）國內部（bù）分軍工企業執行加工任務，替代進口設備，滿足用戶五軸類型（xíng）零件的特殊加工需求（qiú）。該係列機（jī）床具有良好（hǎo）的高精度（dù）、高剛度和高效率等加工（gōng）特征。工件一（yī）次裝夾完成（chéng）多麵加工，數控係統支持工件檢測和刀具檢測（cè）功能，及時有（yǒu）效地檢測工件的位置和刀具的外形尺寸，實時保證（zhèng）零件加（jiā）工的準確性。

     該係列機（jī）床目前工作（zuò）台有2個規格，分別是小800mm與</400丨訓，這2個規格的加工中心均采用同樣的改（gǎi）良龍門框架結構設計，采用（yòng）人造大理石材料（liào）床身，與鑄鐵床身比具有（yǒu）極佳的抑振性和抗熱變形性能。機（jī）床聯（lián）動軸數務5,刀具3軸移動設計，采用高性能伺服驅動電機直聯滾（gǔn）珠絲杠傳動，動態性能不受工件限製，實現高動態特性（xìng）、高效率加工。工作台擺動（dòng）而主軸不擺動，因而主軸（zhóu）不受擺動影響，剛性好。刀具長度不影響擺臂長度，不影響擺動誤差。y軸采用四導軌支撐和重心驅動方（fāng）式。自動拾取式環形（xíng）刀庫與床身融為一體，結構緊湊節（jiē）省空間，拾取式換刀速度更快（屑對屑時間為5s).數控回轉擺動工作台實現（xiàn）雙壁支撐和單/雙驅動，實現C軸連續（xù）360°旋轉並支持高速車銑功能（néng），軸± 130°擺動。機床采用通用性設計，兼容3 ~5軸機床擴展功能，4軸可選單/雙驅控製，C軸可選銑削/銑車功能，x/y/z軸支持（chí）半閉環/全閉環（huán）控（kòng）製，三（sān）種規格車銑複合電主軸，多種機床配置（zhì）形式（shì）可滿足不同用戶的加工要（yào）求。同時機床作業空間大，幹涉範圍小（xiǎo），切削剛度強，動態性能高、安裝空（kōng）間緊湊。其主要參數有（yǒu）</>800mm規格的交換工作台承重& 1400kg, <MOOnim規格的交換工作（zuò）台承重S200kg.銑削主（zhǔ）軸（zhóu）最高轉速&12000r/min,扭矩>80Mm.<|>800mm 規格（gé）的車削模式下直驅C軸（zhóu）最（zuì）高轉速>500r/min, 4800mm規格的（de）車削（xuē）模式（shì）下直（zhí）驅C軸最高轉速&l_r/min.快移速度U/T/Z軸)>60m/min,加速度&lg;定位精度X/Y/1軸忘（wàng）5(j_m, _4C軸名5角秒，具有刀具在線測（cè）量與（yǔ）工件在線測量能力。機（jī）床裝備大連光洋科技研發製造的數控係統，具有（yǒu）3維（wéi）切削仿真（zhēn）和3維防碰撞功能，機床MTBF達（dá）到1500h.

     二、數控係統的性能及特點介紹
 

     該係列機床裝備的GNC62數控係統是大連光洋的旗艦級（jí）數（shù）控係（xì）統，適用於多種類複雜的高速高精、車銑複合加工裝備（bèi）、五軸加工中心和龍門加工中心。

    GNC62數控係統使用的三大基礎技術（shù）奠（diàn）定了其高性能的基礎：高速的信（xìn）息交互——GUNK光纖運動控製現場總線，采用100Mbps的高速（sù）光纖介質，將數控係統的控製指令送達每個伺服驅動裝S,並保證嚴格同步運行；將包括機床各坐標位置、負載率（lǜ）、溫度等物理量傳回數控係統。精準的高頻度控製調度——GRTK實時內核，實現（xiàn）每秒數（shù）千次的精確控（kòng）製任務調度，使運動控製運算、邏輯控製運算、人機交互高效有序運行，對實吋鍾響應延（yán）遲l/l_OOs,最大限度地充分利用（yòng）高（gāo）性（xìng）能數控係統處理器運算資源。精密的位置/角度感知傳感細分（fèn）技術，將來自直線/角度傳感器的信（xìn）號進一步進（jìn）行細分處理，進一步提取（qǔ）lvpp信（xìn）號中包含有效«度的位K/角度信息，最高提升物理分辨率（lǜ）達16384倍，細分處理過程在1/5000000S內瞬間完成。

    GNC62數控係統為機床結構（gòu）創新提供更大的空間，其多通道控製技術支（zhī）持多個控製過程並（bìng）發，既可以同時控製多個加工過（guò）程（chéng），又可以控製不同機床（chuáng）上的不（bú）同（tóng）加工任務，也可以控製單台機（jī）床上多主軸（zhóu）上的不同加工任務。GNC62數控係統五軸控製技術支（zhī）持多種結構的五軸機床控製，包括傳統的回轉軸線垂直的雙擺角銑頭、雙回轉工作台及一擺（bǎi）一轉五軸機床（chuáng）結構，擴展支持了（le）回轉坐標不垂直不（bú）相交的通用五（wǔ）軸機床結構，極大地拓展了（le）數控係統五軸機床的適用性（xìng）。

    為了滿足重型機床（chuáng）驅動的需要（yào）以及“重心驅（qū）動”設計理（lǐ）念在（zài）精密機床（chuáng）上的應用，GNC62的（de）雙驅控製技（jì）術提供（gòng）了最多4伺服驅（qū）動同步（bù）控（kòng）製（zhì）一個坐標的能力。為了支持數控機床複合加（jiā）工化的潮流，GNC62數控係統的車（chē）銑複合技術對（duì）於旋轉（zhuǎn）軸均可（kě）以實現主軸（zhóu）和C軸的雙重配置，可自由通過M代碼切換。GNC62支持極坐（zuò）標插補功能，可以在車床結（jié）構的機（jī）床布局下實現豐富三維（wéi）的銑削功能。GNC62數控係統支持每個坐標的定（dìng）位誤差雙向螺距補償、直線度補償（包括各向撓度補償），以及3坐標間垂直度補償。在GLINK總線技術的支持下GNC60/61優化了（le）伺服係統的速度前饋（kuì）、加速度前饋和加加速（sù）度前饋，保證了數控機床在高速度下同時兼具高精度。同時GNC62數控係統支持對刀儀（yí）和（hé）測頭接人，支持在線刀具檢（jiǎn）測和工件檢測，可以方便地檢（jiǎn）查（chá）工（gōng）件是否合乎加（jiā）工要求，以及刀具有無破損。GNC62增（zēng）強了三維在線（xiàn）切（qiē）削仿真和三維防（fáng）碰撞功能。其基於CANOpen協議的高可靠PLC提供了麵向用戶多（duō）層次的開放，包括用戶可編程的人機會話功能。為用戶提供（gòng）了刀尖（jiān）點坐標（biāo）直接顯示的（de）功能，使用戶（hù）在手動操作（zuò）時直接控製工件尺寸，不必進行（háng）繁複的刀長（zhǎng）反算（suàn）。其通過（guò）GLINK同（tóng）步采集執行設備（伺服及其他傳感器（qì））數據，並支（zhī）持（chí）用（yòng）戶通過PLC程序對其進（jìn）行數據處理，內置三維顯示支持將軌（guǐ）跡和采集的數據綁定，通過不同顏色顯示不同的物理量數據，便於將零件加（jiā）工結果（guǒ）與采集的數據綜合圖形化進行分析，進一步提升表麵加工質量。

     三（sān）、成（chéng）果應用推（tuī）廣情況

     航空（kōng）航天發動機的葉輪（lún）結構為複雜的空間曲麵，其用途決定了零件的加工精度及表麵（miàn）光潔度要求高，葉（yè）片前尾緣很薄，工件剛性較差，在加工方麵普通機床難（nán）以達到要求。大連科德數控生產的係列KMC五軸銑車磨複合立（lì）式加工中心以改良的龍門框架及整機結構設計、直驅技術、雙驅技術和重心驅動以及（jí）高動態響應技術，使五軸機床具有一次裝夾，實（shí）現多（duō）麵加工（gōng）的能力。目（mù）前該機床已成功在中（zhōng）國航天科工集團31所（suǒ）應用，正式批量生產某型號衝壓發動（dòng）機的複雜葉輪（lún）部件，在加（jiā）工質量、效率等（děng）方麵均媲美進口，達到了用（yòng）戶和使用單位要求。同（tóng）時也驗證了國產五（wǔ）軸數控機床的可靠性和穩定性。該係列機床也（yě）已（yǐ）經應用到中航集團的多家航空發（fā）動機企業，用於小型航空發動機的機匣產品加工，實（shí）現了替代進口。該係列加工中心也已出口到德國，開創了全自主知識（shí）產權的國產高檔五軸數控機床出口到發達國家的先河。