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國產（chǎn）數控機床和數控係統在航天製造領域應用示範

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（de）需求特點是大型、複合、精密及多軸聯（lián）動等，並且要求數控機床具（jù）有（yǒu）高（gāo）剛性、高精度、高效率。

發（fā）展（zhǎn）航天事業，建設航天強國，是我們不懈追求的航天夢（mèng）。我（wǒ）國規劃，2020年年底左右，我國要完成載人航天、探月工程、北鬥導（dǎo）航、高分辨率對地觀測係統等重大航天項目；2025年前後（hòu），全麵建成國家（jiā）民用空（kōng）間基礎設施，推動空間信息應用規模化（huà）、業務（wù）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（mèng）助力（lì）中國（guó）夢。

航（háng）天發射

神舟飛船

目前，國內航天製造企業所使用的高端數控機床仍以進口為主（zhǔ），國產數控機床因技術成熟度、可靠性（xìng）、自動化（huà）水平（píng）等原因，尚不能很好滿足航天領域的製造需求。近年來，國家采取有力措施，鼓勵國產（chǎn）數（shù）控（kòng）機床和國產數控係統在航天製造領域的應用示範，使國（guó）產數控機（jī）床和國產數控係統（tǒng）逐（zhú）步替代進口成為發展趨勢（shì）。武漢華中數（shù）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（jì）有限公司、浙江日發（fā）精密機（jī）械（xiè）股（gǔ）份有限公司、航天製造企業緊（jǐn）密合（hé）作，在此方麵已經取得了很（hěn）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複合加工中心應用於航天製造領（lǐng）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（kòng）科技有限（xiàn）公司緊密合作，針對（duì）航空航天（tiān）裝備（bèi）關鍵零（líng）件的數控加工需求，批量生產配置（zhì）華中（zhōng）數控HNC-848D高性能數控係統的VMC-C100HMT五軸車銑複合加工（gōng）中心。目（mù）前，雙方合作生（shēng）產的五軸車銑複合加工中心已經形成批量（liàng）銷售，全部用於航（háng）天裝備製造領域重點企業的數控加工。

一、機床特點介紹

VMC-C100HMT五軸車銑複合（hé）加（jiā）工中心是專為單（dān）機高效切削和柔性生（shēng）產線組線開（kāi）發的五軸車銑複合加工中心，數控係統采用HNC-848D型（xíng）高檔數控係統。具有一次裝夾完成車、銑、鑽、鏜、鉸（jiǎo）、攻絲多工藝複雜零件加工能力，特別適合於航空航天加工需求。

機床主要特點：

· 高動態性能：X、Y、Z三個坐（zuò）標導軌采用了（le）高剛（gāng）性的直線滾（gǔn）動導軌，直線軸最大加速度1G，進給速度10 m/min，快移（yí）30m/min；

· 高加工精度：定位精度4μm，重複（fù）定位精度2μm；

· 高效率：機床主軸采用西門子異步電（diàn）主軸，高轉速達12000rpm並具有內部兩檔變速，可（kě）在滿足低速切削要求的同（tóng）時滿足高速加工（gōng）要求；

· 工件測量/刀具測量（liàng）：采用雷尼紹rmp60紅外工件測量係列。產線生（shēng）產中能夠實現（xiàn）快速（sù）、準確且自動地測量工件（jiàn）裝夾位置，及時（shí）發現刀具（jù）磨損，及（jí）工件中的殘次品，以達到（dào）提高生產效率的目的；

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

二、數控係統解決（jué）方案

1、數控係統主要（yào）功能；

VMC-C100HMT五軸（zhóu）臥式加工中心主（zhǔ）要應用華中HNC-848D數控（kòng）係統，在線刀具測（cè）量和工件測量、空間誤（wù）差補償和全閉環控製功能、智能產線的全開放式網絡接口功能、加工大數據采集（jí）和監控功能等高檔控製（zhì）功能。

運用數控補償技（jì）術：

1）空間誤差（chà）補償：空間誤差補償功能用於（yú）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（jiǎo）度誤差、旋轉角度誤差（chà）等。支持（chí）第三方測量空間（jiān）幾何誤差（chà）數據快速導入。

2）撓度補償：撓度補償功能用於補償機床懸臂軸（zhóu）的懸垂誤差。

3）熱誤差補（bǔ）償：熱誤差（chà）補償功能（néng）用於補償（cháng）機床主軸與（yǔ）進給軸的熱變形。華中（zhōng）8型數控係統最大支持接（jiē）入（rù）20個溫度傳感器。故障診斷技（jì）術：為了快速對故障進行定義，減少維修時間（jiān），華中8型數控係統還提供了智能化診斷的模塊，當故障發生時，除了（le）提示對應的報警信息（xī），還會根據領域專家提供的診斷信息、當前係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（jí）排除方法。

2、數控係統裝置、伺服驅動（dòng）和電機配置清單；

機床配置（zhì）華中數控HNC-848D/M數控係統。該係統采用模塊（kuài）化、開放式（shì）體係結構，基於具有自主知識（shí）產權的NCUC工業現場總線技術。支持（chí）總線式全數字伺服驅動單元和（hé）絕對值式伺服電機，支持（chí）總線式（shì）遠程I/O單元，集成手持單元接口，采用電子盤程序（xù）存儲方式，支持CF卡、USB、以太網等程序擴展和數據（jù）交換功能。

三、應（yīng）用（yòng）效（xiào）果

華中數控與上海拓璞合作生產（chǎn）的VMC-C100HMT五軸車銑複合加工（gōng）中心已經在某重點航天裝備製造企業批量使用，與配置其他（tā）國外高端品牌數控係統的數控機床組線使用，用於加工航天裝（zhuāng）備關鍵零部（bù）件。

該產線一共配置有（yǒu）4台車銑複合加工中心，其中配置有華中數控2套華中（zhōng）8型高檔數控係統，對標該產線中2台西門子840DSL數控係統。該產線全自動化生產的主要指標包括：自動化物流、自動化上下料、自動定位與夾（jiá）緊、自動加工與在線測（cè）量報告、人（rén）工裝配區（qū）自動物流、信息數字（zì）化控（kòng）製與流通等。

配置華中（zhōng）數控HNC-848D/M數控係統的五軸車銑複合加工中（zhōng）心

配置華中8型係統的加工生產（chǎn）線

（來源：武（wǔ）漢（hàn）華中數控）

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