CCMT2010數(shù)控臥式銑鏜床展品評述

蕪湖恒升重型機床股份有限公司 潘康健

CCMT2010數(shù)控臥式銑鏜床展品評述

蕪湖恒升重型機床股份有限公司 潘康健

在經(jīng)歷了過去1年多的全球金融危機的背景下，中國機床工業(yè)依靠自身多年的技術(shù)積累與結(jié)構(gòu)調(diào)整，積極應(yīng)對金融危機對機床制造業(yè)的沖擊，2010年終見陽光顯露，隨著經(jīng)濟(jì)形勢的好轉(zhuǎn)，各個機床制造企業(yè)期待著在今后的市場上能夠更好地滿足隨著發(fā)電設(shè)備、冶金礦山機械、大型工程機械、能源、造船和航空航天制造業(yè)的高速發(fā)展而對大、重型數(shù)控機床日益增加的需求，在本屆數(shù)控機床展上各個廠家紛紛展出了自己近年來新研制產(chǎn)品。

本次參展的大規(guī)格 （鏜軸直徑φ160mm）的數(shù)控落地銑鏜床共有5臺 （帶方滑枕），它們分別是沈陽機床股份有限公司FBC200r數(shù)控落地銑鏜床、大連機床集團(tuán)有限責(zé)任公司TK6920數(shù)控落地銑鏜床、浙江日發(fā)數(shù)碼精密機械股份有限公司RFTK6920數(shù)控落地銑鏜床、江蘇新瑞機床 （集團(tuán)）有限公司TH6916-100落地銑鏜加工中心、天通吉成機器技術(shù)有限公司CFBR160數(shù)控落地銑鏜床。這幾臺機床的結(jié)構(gòu)、外觀各有特點。

1 參展機床結(jié)構(gòu)和性能特點

（1）沈陽機床股份有限公司FBC200r數(shù)控落地銑鏜床

該機床采用單立柱、主軸箱側(cè)掛、滑枕、鏜軸移動型、大橫向移動立柱的布局。X、Y、Z、三個直線軸導(dǎo)軌均采用 “一腔一泵”的恒流閉式靜壓導(dǎo)軌。靜壓系統(tǒng)采用德國福鳥 （VOGEL）公司的恒流量多頭泵。

X軸運動采用雙電機雙齒輪、齒條驅(qū)動技術(shù)，X軸驅(qū)動力明顯增強。啟動、停止、加速時雙電機共同驅(qū)動，加速性能比傳統(tǒng)單電機雙齒輪驅(qū)動形式性能明顯提高，通過數(shù)控系統(tǒng)的同步控制，使X軸實現(xiàn)正、反向的無間隙傳動。

Y軸運動采用雙電機、雙絲桿驅(qū)動。Z、W軸運動采用高剛性預(yù)壓滾珠絲桿驅(qū)動。W軸 （鏜軸）采用進(jìn)口帶有測量裝置的直線導(dǎo)軌作為輔助導(dǎo)軌，實現(xiàn)鏜軸全閉環(huán)控制。X、Y、Z軸均采用德國海德漢光柵尺 （Y軸為左、右雙光柵尺）作為反饋元件，實現(xiàn)全閉環(huán)控制，提高了機床的定位精度。

主傳動變速采用交流主軸電機與二檔齒輪變速，主軸可實現(xiàn)5r/min~1000r/min的無級調(diào)速，使主軸具有高轉(zhuǎn)速恒功率與低速大扭矩的良好輸出特性。

采用電液比例閥控制裝于滑枕上部的兩個油缸、拉桿，實現(xiàn)滑枕自身變形的補償。重心補償采用雙電機、雙絲桿、雙光柵尺及數(shù)控系統(tǒng)聯(lián)合實現(xiàn)。

（2）大連機床集團(tuán)有限責(zé)任公司TK6920數(shù)控落地銑鏜床

機床運動軸導(dǎo)軌采用恒壓閉式靜壓導(dǎo)軌。X、Y、Z、W軸采用預(yù)壓無間隙高精度滾珠絲桿驅(qū)動，X、Y、W均采用德國海德漢光柵尺作為反饋元件，實現(xiàn)全閉環(huán)控制，提高了機床的定位精度。

機床主傳動采用主軸電機和二擋變速系統(tǒng)，實現(xiàn)主軸3.15r/min~800r/min的無級調(diào)速，以滿足主軸低速大扭矩和高轉(zhuǎn)速的需要。

機床有補償系統(tǒng)，可對滑枕、以及滑枕端安裝附件后滑枕移動產(chǎn)生的重心變化進(jìn)行即時自動補償?？刂葡到y(tǒng)采用西門子840D系統(tǒng)，可實現(xiàn)任意四軸聯(lián)動，與A、C兩軸萬能銑頭配合使用可以實現(xiàn)五坐標(biāo)聯(lián)動。

該機床還具有自動更換附件頭、自動更換刀具并可根據(jù)用戶要求配置帶有可裝60把刀具的刀庫實現(xiàn)立、臥換刀。

（3）浙江日發(fā)數(shù)碼精密機械股份有限公司RFTK6920數(shù)控落地銑鏜床

機床運動軸導(dǎo)軌采用閉式靜壓導(dǎo)軌。X軸進(jìn)給傳動由伺服電機驅(qū)動進(jìn)給箱，進(jìn)給箱中的雙齒輪與固定在床身上的齒條嚙合，帶動立柱進(jìn)給，齒輪箱中的傳動齒輪由碟簧自動消隙，實現(xiàn)無間隙傳動。Y、Z、W軸采用預(yù)壓高精度滾珠絲桿驅(qū)動。

機床主傳動采用主軸電機和三擋變速系統(tǒng)，實現(xiàn)主軸3.15r/min~800r/min的無級調(diào)速。

X、Y、W均采用德國海德漢光柵尺作為反饋元件，實現(xiàn)全閉環(huán)控制。Z軸采用編碼器作為反饋元件實現(xiàn)半閉環(huán)控制。

控制系統(tǒng)可選配FANUC31i或西門子840D系統(tǒng)，如配置數(shù)控回轉(zhuǎn)臺，則可實現(xiàn)六軸控制任意四軸聯(lián)動，可配備多種附件頭，實現(xiàn)高效率更換附件頭，擴(kuò)展機床加工能力。

機床的精度補償采用電液比例閥控制，對主軸箱重心位移力系平衡變化進(jìn)行補償、方滑枕位移產(chǎn)生的變形補償、安裝不同重量的附件頭產(chǎn)生重心變化進(jìn)行即時補償。

（4）江蘇新瑞機床 （集團(tuán)）有限公司TH6916-100落地銑鏜加工中心

機床主傳動系統(tǒng)采用ZF雙速變速箱及齒輪傳動，實現(xiàn)高速及大扭矩，滿足強力切削要求。X軸進(jìn)給采用伺服電機經(jīng)雙齒輪消隙的齒輪減速箱和齒條的驅(qū)動，實現(xiàn)無間隙傳動；Y軸由伺服電機經(jīng)減速箱帶動滾珠絲桿傳動，Z（滑枕）、W （鏜軸）軸由伺服電機經(jīng)彈性聯(lián)軸器直接驅(qū)動滾珠絲桿。X、Y、Z、V均為閉環(huán)控制。

X軸導(dǎo)軌采用直線滾柱導(dǎo)軌；Z軸導(dǎo)軌為貼塑導(dǎo)軌與滾動塊相結(jié)合的復(fù)合導(dǎo)軌形式；Y、W軸導(dǎo)軌采用耐磨材料的滑動導(dǎo)軌。

X、Y、Z采用德國海德漢光柵尺作為反饋元件，實現(xiàn)全閉環(huán)控制。

機床精度補償采用電液比例閥控制安裝在滑枕上部的兩個拉桿油缸對滑枕位移時所產(chǎn)生的變形進(jìn)行補償；采用電液比例閥控制安裝在主軸箱前吊點的油缸對由于滑枕、鏜軸移動和安裝不同重量的附件頭所產(chǎn)生的主軸箱重心變化進(jìn)行補償。

機床刀庫容量為60把；配置數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺可任意四軸聯(lián)動。

（5）天通吉成機器技術(shù)有限公司CFBR160數(shù)控落地銑鏜床

機床床身、立柱、滑座和后尾筒等基礎(chǔ)件采用高強度樹脂砂灰鑄鐵件，滑枕座、滑枕采用高牌號球墨鑄鐵件。機床主傳動采用交流主軸電機和二級機械變速，實現(xiàn)主軸10r/min~1500r/min的無級調(diào)速，保證機床具有高轉(zhuǎn)速恒功率與低速大扭矩的良好輸出特性。

X、Y、Z（滑枕）三個直線軸導(dǎo)軌副均采用施奈博格 （Schneeberger）MR系列重載滾柱直線導(dǎo)軌，W軸 （鏜軸）為滑軌。

X、Y、Z、W軸運動采用伺服電機通過消隙齒輪箱來驅(qū)動滾珠絲桿，增大了驅(qū)動扭矩且得到了較好的慣量匹配，使機床具有較高的聯(lián)動插補精度，其中Y軸為雙絲桿驅(qū)動。

X、Y軸 （Y軸為雙光柵尺）采用海德漢光柵尺作為反饋元件實現(xiàn)全閉環(huán)控制。Z、W軸采用編碼器實現(xiàn)半閉環(huán)控制，以提高機床的定位精度和對主軸箱的重心變化進(jìn)行補償。

機床精度補償采用重心隨動補償裝置，Y軸采用雙電機、雙絲桿驅(qū)動的雙重補償方式對滑枕、鏜軸位移或滑枕端安裝不同的附件而產(chǎn)生的滑枕座重心變化進(jìn)行補償；在滑枕加工時采用預(yù)變形的加工工藝，以補償滑枕伸出時因滑枕自重而產(chǎn)生的撓度。

2 參展產(chǎn)品主軸箱重心補償和靜壓導(dǎo)軌技術(shù)的發(fā)展

大、重型數(shù)控臥式 （落地）銑鏜床為機、電、液一體化技術(shù)密集性產(chǎn)品，其主要優(yōu)點是在于滑枕能在主軸箱 （或滑枕座）上作前后運動、鏜軸又能在其所支撐的滑枕上作前后運動，二者行程疊加，從而使帶滑枕的數(shù)控落地銑鏜床具有加工深孔和在較大懸伸時加工工件的功能。但為了在深孔加工和滑枕較大懸伸時能夠得到較高的加工精度，就必須對由于鏜軸和滑枕位移而使主軸箱產(chǎn)生 （或滑枕座）的重心變化和滑枕自重?fù)隙冗M(jìn)行補償以提高主軸的運動精度。平衡、補償機構(gòu)方式以前主要采取重錘、油缸平衡；油缸拉桿、重心吊臂隨動等補償機構(gòu)。近年來隨著數(shù)字控制技術(shù)的發(fā)展，精度補償機構(gòu)中采用新的補償手段，如本屆機床展中沈陽機床股份有限公司參展的FBC200r和天通吉成機器技術(shù)有限公司CFBR160這兩臺機床的重心補償均采用了雙電機、雙絲桿、雙光柵尺、數(shù)控系統(tǒng)的垂懸補償功能聯(lián)合實現(xiàn)，這種重心補償方式結(jié)構(gòu)簡單且能夠根據(jù)鏜軸和滑枕位移進(jìn)行多點連續(xù)補償，在保證加工精度方面效果顯著，目前這種補償方式正被更多國內(nèi)制造廠家采用。

重型數(shù)控落地銑鏜床靜壓導(dǎo)軌形式以前主要是毛細(xì)管節(jié)流恒壓閉式靜壓導(dǎo)軌,近年來隨著恒流靜壓技術(shù)特別是多頭泵的廣泛使用，在重型落地銑鏜床上采用 “一泵一腔”恒流閉式靜壓導(dǎo)軌廠家越來越多，采用恒流靜壓系統(tǒng)避免了以前恒壓靜壓系統(tǒng)中的毛細(xì)管節(jié)流器孔徑小，易堵塞的問題；另外毛細(xì)管節(jié)流為了保證有足夠的油量供給油腔，節(jié)流器前后需保持較高的壓力差，油泵輸出壓力一般為油腔壓力的3～4倍，為保持恒壓系統(tǒng)溢流閥一直處于溢流工作狀態(tài)，大量的液壓能轉(zhuǎn)化為熱能使的油箱油溫升高，降低了油液粘度增加了液壓系統(tǒng)泄漏可能性，從而影響靜壓系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，正因為毛細(xì)管節(jié)流恒壓閉式靜壓系統(tǒng)存在著上述缺點，現(xiàn)在新設(shè)計和生產(chǎn)的重型數(shù)控落地銑鏜床大部分采用了多頭泵恒流靜壓技術(shù)。

附表：機床主要技術(shù)參數(shù)對比