五轴联动数控机床国内外发展现状
时间:2017-04-19 22:21 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 当前国外五轴联动数控机床以欧美、日本为代表，这些国家的五轴联动数控机床代表了当今五轴联动数控机床发展的最高水平。目前国外著名机床厂五轴联动数控机床技术发展重点可归结为：高速、高精度、环保、智能、复合化。力矩电机在国外作为回转坐标驱动装置的广泛使用，使得国外机床进给机构实现了高速、低损耗、高精度、高效率的目标。DMG公司的DMC165在配上了旋转工作台后，可以进行五轴联动的数控加工。该机床的最高转速可达到30000 r/min，由于采用高性能直线电机驱动，其最快移动可达到90 m/min，加速度2g。而作为复合机床的代表，德国DMG公司的GMX2501inear五轴车铣复合中心和DMUSOP/H 五轴车铣复合中心、韩国Doosan公司PUMA MX2500ST九轴控制五轴车铣复合中心、瑞士威力铭一马科黛尔公司的W 一508MT八轴控制五轴联动铣车复合中心、瑞士宝美技术公司展出的S192bl’和S191FrL—R 五轴车铣复合中心等，在CIMT2007上也得到了广泛的关注。新的机床技术在五轴联动机床上的使用，使得五轴联动机床在结构上越来越简单，在性能、功能上却越来越优秀 。最近为了避免叉式主轴头在主轴发生微小偏摆时，c轴必须转动很大角度的情况，德国Zimmermann公司设计出了一种M3ABC性主轴头，这种主轴头增加了一个弧形导轨，因而多了一个日坐标。所以，它是一种具有A、B、C三个回转坐标头，除有约正负40。的偏摆角限制外，还有其它位置限制。这种铣头将迄今为止各种结构方案的所有优点都结合在一起了。具体优点如下：刚性非常好、结构紧凑；有A、B、C三个坐标；偏转范围大；C轴转动不受限制。这种设计使得五轴联动数控机床在加工时精度更高。7385 3.2 我国发展现状 由于我国工业基础薄弱，国外同类产品的技术封锁，国内五轴联动数控机床相对于国外整体水平还较低，具体体现在关键功能还不能自主研发或者与国外同类产品比，稳定性、精度等相差较大。但是在国家相关政策的支持及相关企业、学校等部门的努力下，我国五轴数控机床技术也得到了飞快的发展，逐渐形成了较为成熟的产品。从CIMT2007展会上所展机床情况来看，我国五轴联动数控机床已经形成了品种多样、技术成熟、拥有自主技术知识产权的特点。沈阳机床展出了适合于航空工业钛合金和铝合金机框加工的主轴A、B 轴摆动的VMC25100u五轴立式加工中心和GMC1230u五轴龙门高速加工中心，这类产品长期以来一直依靠国外进口，是国外限制出口的高科技产品，这是我国五轴联动数控机床产业的一重大突破。济南二机床展出的XHSV2525X6000型五轴龙门移动式高速镗铣加工中心，工作台尺寸为6000mm×2500mm，X/Y/Z 轴行程为6000 mm/2500mm/l250mm，进给速度0～20000 mm/min，快速进给4O m/min，摆动回转铣主轴0～24000r／rain，功率40kW，刀库容量20。这个产品是本届展会中规格最大的五轴联动加工中心，表明我国在高档大型、重型数控机床的研发上也取得了最新进展。 “十五”期间，中国五轴数控机床在发展上取得了一定的成果，主要可归结为5点：①取得了一些原创性的成果。有齐齐哈尔二机床集团联合清华大学、哈尔滨电机厂有限公司研制的XNZD24l5大型龙门式五轴联动混联机床在我国并联五轴联动数控机床方面取得了一个重要的突破，并在哈尔滨电机厂水分厂两年的运用中获得了较高的评价。②对五轴数控机床的技术创新取得了突破。例如齐齐哈尔二机床自主研制的高速五轴数控铣床，通过技术的引进消化，掌握了铣头内油雾冷却、横梁预应力反变形控制等关键技术。并利用谐波传动原理，开发出A/C摆角铣头，满足了大型水泵叶片曲面加工的精度要求；沈阳机床集团通过与国外联合设计，攻克了动力驱动单元、大直径大通孔的高速强力主轴、刀架、热平衡、精度补偿等多项关键技术，高性能车铣复合机床刀库和机械手换刀装置完全具有自主知识产权。主轴最高转速为70000r/min，可满足形状复杂的大型回转体零件如飞机发动机主轴、起落架、船用发动机活塞等的高速高效加工；北京机电院高技术股份公司为东方汽轮机厂研制出五轴叶片加工中心系列产品，在对大型叶片加工工艺研究的基础上，给出了最佳刀心距的求解方法，设计出了回转轴的新型消除间隙机构和机构平衡系统，首创提出自由组合弹簧，使得平衡效果达到80％。③功能部件研究开发步伐加快。北京机床研究所开发的电主轴和分离传动式高速主轴单元，以及洛阳轴承研究所研制的多种内装式电主轴单元，使我国在高速主轴单元技术上日趋成熟；清华大学在直线伺服电动机研究上取得重要的成果，其研发的高响应直线电机和高推力直线电机伺服系统具有所用专用电源稳定可靠的优点。在控制系统、构建高推力永磁直线交流电机全数字伺服驱动控制的软硬件平台、伺服控制方面也取得了很大的突破；通过自主创新以及与国内外的技术合作，目前国内已经有多家机床生产企业掌握了A/C轴复合摆角铣头的设计制造技术，开发出不同结构的五轴联动数控机床，北京机电院高技术股份有限公司还开发了力矩电机直接驱动的A/C轴复合摆角铣头。④由力矩电机直接驱动的数控转台和刀库研制成功。⑤通过对HSK工具系统的研究分析，开发了UJS-HSK工具系统的专家知识系统，建立了HSK工具系统综合实验性能数据库，开发出HSK刀柄技术及相关产品，并使开发的HSK工具系统达到厂同类进口技术产品的技术水平。 (责任编辑：qin) |