精密數(shù)控機床

數(shù)控機床廣泛應(yīng)用于精密加工領(lǐng)域。那么，它是如何實現(xiàn)高精密加工的？又是如何實現(xiàn)智能加工的？讓德國海德漢公司來告訴您答案！

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數(shù)控機床如何實現(xiàn)高精密加工？

機床在加工過程中的誤差來源，主要包含機床的幾何結(jié)構(gòu)誤差、彈性變形誤差以及熱變性引起的誤差；其中，熱變性誤差大約占70%，因此它是機床誤差產(chǎn)生的主要來源?；诖?，對于精度要求高的機床，一般需要安裝光柵尺和角度編碼器來實現(xiàn)全閉環(huán)控制，取代傳統(tǒng)的半閉環(huán)控制，從而實現(xiàn)高精度要求。

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海德漢LC2X1單段光柵尺

隨著單段式絕對式光柵尺LC 201的推出，使得在同一根光柵尺上的可選擇熱性能成為可能，用戶可以基于自身應(yīng)用需求進行自由選擇。設(shè)計中此光柵尺直接集成了空氣節(jié)流閥，增大客戶選型配置的便利性，同時提高光柵尺的使用安全性。此外, 光柵尺上的張緊裝置進一步得到優(yōu)化設(shè)計，使得讀數(shù)頭可以從任意一端移除,便于客戶在后續(xù)維護和修理中更容易操作。該尺主要適用于中大型機床設(shè)備的直線軸定位。

主要參數(shù)：

精度等級： ± 5μm

基于單場掃描獲得的高質(zhì)量信號

測量長度：440mm~4240mm

單段 METALLUR 鋼帶

與多段式 LC 201 和 LB 382 安裝相兼容，與單段版LB 382實現(xiàn)兼容

接口 : EnDat, Fanuc, Mitsubishi

分辨率： 最小到10nm

可選的熱特性

讀數(shù)頭可從尺子兩端移出

集成空氣節(jié)流閥

EnDat接口的新一代測頭TS 460, TT 460 and SE 661

海德漢最新一代測頭通過EnDat接口進一步增強測頭設(shè)置的用戶友好性，僅需在系統(tǒng)的用戶界面即可完成測頭設(shè)置和檢查測頭工作狀態(tài)，無需進入機床參數(shù)界面。此外，測頭安裝更加簡便，尤其對于無線電模式下的信道選擇更加方面直觀，支持手動選擇。并可支持連接無限個測頭（無線電模式下）。

對于大型機床而言其傳輸距離足夠滿足探測要求；而對于中小型機床，這可以進一步縮小機床間距，同時可避免干擾，增大廠房利用率。此外，具有EnDat接口測頭的探測精度和速度沒有關(guān)系，不受速度影響。

用戶可以在測頭界面中讀到：電量信息，碰撞保護信息，信號傳輸質(zhì)量，測頭的電子標(biāo)簽，測頭工作狀態(tài)信息，以及服務(wù)信息等。

主要參數(shù) ：

EnDat傳輸接口，可向系統(tǒng)傳遞測頭的大量工作信息

復(fù)合技術(shù)的信號傳輸，無線信號（傳輸范圍大）和紅外線（信號傳輸速度快精度高），用戶可選的通訊傳輸模式

TS 460和TT460共用的收發(fā)單元

避免碰撞和溫度影響

無磨損傳感器

柔性電源系統(tǒng)及智能待機功能

集成工件清潔功能

精度≤ ±5,0 μm，重復(fù)性：2 σ ≤ 1,0 μm

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數(shù)控機床如何實現(xiàn)智能加工？

數(shù)控系統(tǒng)TNC640

海德漢公司的TNC系列數(shù)控系統(tǒng)適應(yīng)于所有應(yīng)用領(lǐng)域：從簡單的緊湊型3軸簡易數(shù)控系統(tǒng)TNC 128到高端數(shù)控系統(tǒng)TNC 640（多達20軸和主軸），幾乎能滿足任何應(yīng)用要求。無論是高速切削-特別是平滑路徑控制－還是用回轉(zhuǎn)工作臺和擺動銑頭進行5軸加工，數(shù)控加工都同樣可靠。

TNC640是海德漢新一代數(shù)控系統(tǒng)，適用于高性能銑削類機床和銑車復(fù)合機床。TNC 640是多用途數(shù)控系統(tǒng)，這已得到大量復(fù)雜應(yīng)用的驗證。

特別適合以下應(yīng)用領(lǐng)域：

萬能銑床和鏜銑床

銑車復(fù)合加工機床

高速銑削

用擺動銑頭和回轉(zhuǎn)工作臺的五軸加工

加工中心和自動加工

配TNC 640的銑車復(fù)合加工機床可在一臺機床上加工整個工件：銑削，車削，銑削，用任何順序加工。此外，還能在NC程序控制下隨時切換車削與銑削模式。對于任何加工模式和任何機床軸配置都能來回切換，TNC 640自動執(zhí)行全部所需的調(diào)整。

TNC 640的全新觸摸屏進一步簡化用戶的操作。在觸摸屏上用手勢直接移動3-D測試圖形，對觸觸摸屏的軟鍵直接點觸操作，更快地瀏覽表和NC程序。

智聯(lián)制造解決方案

海德漢數(shù)控系統(tǒng)智聯(lián)制造解決方案讓您全數(shù)字化地管理生產(chǎn)中的任務(wù)單，讓車間實現(xiàn)無紙化、節(jié)省工作流程，并使工藝透明化。生產(chǎn)系統(tǒng)核心是智聯(lián)制造解決方案，它使TNC數(shù)控系統(tǒng)在公司網(wǎng)絡(luò)上獲取任務(wù)單的全部相關(guān)信息，使TNC數(shù)控系統(tǒng)的專家可以協(xié)調(diào)整個工藝鏈。生產(chǎn)中所有相關(guān)人員和相關(guān)系統(tǒng)能順暢地交換數(shù)據(jù)。

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第十四屆中國國際機床工具展覽會CIMES，將于2018年6月26日至30日在北京中國國際展覽中心舉辦，海德漢公司將攜一系列經(jīng)典產(chǎn)品亮相，歡迎大家蒞臨W1-E203體驗高精位置測量和領(lǐng)先的數(shù)控技術(shù)。

在CIMES展會上，海德漢還參與了W4 -D101的工業(yè)4.0先進制造技術(shù)展示平臺，與CAD/CAM、機床、刀具測量和刀具管理系統(tǒng)的合作伙伴共同展示“智聯(lián)制造”解決方案。

經(jīng)過多年發(fā)展，我國數(shù)控機床行業(yè)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品類型及應(yīng)用領(lǐng)域等都有了長足進步，通過數(shù)控機床制造企業(yè)及機床用戶企業(yè)的共同努力，我國的高檔數(shù)控機床也有了較大發(fā)展，已在我國航空航天、船舶、汽車、發(fā)電等高端制造業(yè)得到初步應(yīng)用。我國機床行業(yè)近年來產(chǎn)業(yè)規(guī)模大幅增加。在高檔數(shù)控機床方面，一大批數(shù)控機床關(guān)鍵制造技術(shù)得到突破，多種構(gòu)型的國產(chǎn)五軸聯(lián)動及復(fù)合加工機床實現(xiàn)了在用戶生產(chǎn)現(xiàn)場的小批量應(yīng)用，廣泛用于飛機結(jié)構(gòu)件、大型水輪機葉片等多種復(fù)雜零件的加工，加工材料涵蓋了鋁合金、鈦合金、不銹鋼、復(fù)合材料等。

五坐標(biāo)數(shù)控龍門機床方面，濟南二機床集團有限公司的XKV27系列龍門移動式五軸聯(lián)動鏜銑床（圖1），配備大扭矩機械式A/C雙擺角數(shù)控萬能銑頭，工作臺面寬度可達5m，長度可達40m，已在鞍鋼重型機械有限責(zé)任公司、上海航天設(shè)備制造總廠應(yīng)用。中航工業(yè)北京航空制造工程研究所的G5 2560 ABJ五坐標(biāo)數(shù)控龍門銑床配備A/B擺角式機械主軸頭，適用于鈦合金、合金鋼等復(fù)雜飛機結(jié)構(gòu)件加工，目前已在中航工業(yè)成飛等多家飛機制造企業(yè)應(yīng)用。

五坐標(biāo)立式加工中心方面，以沈陽中捷的VMC 25100U（圖2）、中航工業(yè)北京航空制造工程研究所的V5 1030 ABJ為代表的國產(chǎn)五坐標(biāo)立式低速加工中心（A/B擺角）已在中航工業(yè)成飛用于飛機鈦合金零件加工，除部分指標(biāo)及整機可靠性略低外，這兩款機床的零件加工能力與Rambaudi公司的1201機床接近，基本滿足鈦合金航空結(jié)構(gòu)件的五軸加工需求。

五坐標(biāo)橋式機床方面，中航工業(yè)北京航空制造工程研究所的B5 2580 E橋式五坐標(biāo)高速數(shù)控龍門銑床工作臺尺寸為2.5m×8m，主軸轉(zhuǎn)速達到24000r/min，已有多臺在我國航空制造企業(yè)應(yīng)用。濟南二機床集團有限公司的XHSV25系列機床配備大功率、高轉(zhuǎn)速雙擺角數(shù)控萬能銑頭，工作臺面最大寬度可達5m，長度最大可達30m，已在航天二院二八三廠應(yīng)用。車銑復(fù)合機床方面，北一機床的XKA 28105X300超重型數(shù)控龍門車銑復(fù)合機床已在哈爾濱汽輪機有限公司投入使用。

數(shù)控系統(tǒng)方面，中高檔數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)和生產(chǎn)取得明顯進展，部分國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)已配套五軸聯(lián)動數(shù)控機床。數(shù)控機床功能部件方面，形成了一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的功能部件，部分性能指標(biāo)已接近國際先進水平。

我國數(shù)控機床行業(yè)已基本解決高端產(chǎn)品的有無問題，但產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與市場需求的矛盾尚未得到有效緩解，仍面臨主機大而不強，高檔數(shù)控系統(tǒng)和關(guān)鍵功能部件發(fā)展滯后，技術(shù)服務(wù)能力不足等問題。國內(nèi)機床行業(yè)近幾年的快速發(fā)展以中低端產(chǎn)品的產(chǎn)能擴充為主，高檔數(shù)控機床的研發(fā)投入不足，導(dǎo)致我國機床行業(yè)存在主機大而不強的問題，這也是近兩年受全球金融危機影響，我國大部分機床企業(yè)產(chǎn)值、利潤不斷下滑的主要原因。推進高檔數(shù)控機床的產(chǎn)業(yè)化，提高國產(chǎn)高檔數(shù)控機床在國家重點行業(yè)的占有率，是我國機床行業(yè)擺脫當(dāng)前困境，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及轉(zhuǎn)型升級的關(guān)鍵，為此，我國機床企業(yè)在發(fā)展高檔數(shù)控機床的過程中需解決以下問題：

（1）國產(chǎn)高檔數(shù)控機床可靠性和性能穩(wěn)定性較差。目前已投入實際生產(chǎn)應(yīng)用的國產(chǎn)高檔數(shù)控機床一般采用國外進口的數(shù)控系統(tǒng)和關(guān)鍵功能部件，在加工性能方面與進口機床沒有太大差距，但機床輔助部件故障率較高，直接推高了整機的故障率。此外，由于部件裝配和調(diào)試技術(shù)水平不足，國產(chǎn)機床的精度、動態(tài)特性等比國外機床稍差，且上述性能在應(yīng)用過程中的下降速度要高于國外機床。

（2）國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)及關(guān)鍵功能部件等主機配套產(chǎn)品還有待加強。近年來，國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)廠以西門子、法拉克等國外高檔數(shù)控系統(tǒng)為對標(biāo)，在多軸聯(lián)動加工、繞刀具中心旋轉(zhuǎn)（RTCP）、誤差補償?shù)确矫孢M行了大量的功能開發(fā)，但仍與國外高檔數(shù)控系統(tǒng)存在差距，體現(xiàn)為機床的加工精度無法滿足要求。功能部件方面，以高速主軸、A/C雙擺角數(shù)控銑頭為代表的關(guān)鍵功能部件已實現(xiàn)研發(fā)突破，但仍停留在小批生產(chǎn)階段，還缺乏在生產(chǎn)現(xiàn)場的批量應(yīng)用。

（3）針對用戶加工工藝需求的技術(shù)服務(wù)能力不足。國外數(shù)控機床企業(yè)很早就針對用戶的具體加工對象，提供包括機床、典型工藝方案及切削參數(shù)等在內(nèi)的一攬子解決方案，由于用戶采購高檔數(shù)控機床一般針對實際零件加工需求，這種圍繞產(chǎn)品加工需求的全套解決方案受到用戶的普遍歡迎，這也是國外高檔數(shù)控機床在國內(nèi)熱銷的重要原因。目前，國內(nèi)機床企業(yè)由于缺乏對用戶產(chǎn)品加工工藝的了解，目前還無法提供全套解決方案，提供的技術(shù)服務(wù)也只針對機床本身，影響了國產(chǎn)機床在用戶現(xiàn)場的應(yīng)用效果。

制造業(yè)是推動經(jīng)濟發(fā)展的發(fā)動機，而數(shù)控機床作為現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵核心裝備，其發(fā)展一直受到國家和相關(guān)行業(yè)的高度關(guān)注。近些年隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，我國機床行業(yè)有了長足的進步，產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品質(zhì)量和系列規(guī)格都有了很大提升，而國民經(jīng)濟發(fā)展中急需的高檔數(shù)控機床過度依賴進口的局面已有所改善。受累于低迷的世界經(jīng)濟形勢，我國機床行業(yè)從2011年下半年進入下行狀態(tài)，在國產(chǎn)數(shù)控機床行業(yè)總產(chǎn)值及利潤紛紛下滑的情況下，高檔數(shù)控機床的需求卻穩(wěn)步上升，成為我國機床行業(yè)當(dāng)前發(fā)展的一大亮點，高檔數(shù)控機床也成為我國機床行業(yè)推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、實現(xiàn)轉(zhuǎn)型升級的重要著力點。高檔數(shù)控機床技術(shù)含量高、附加值高，已成為我國機床行業(yè)現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及轉(zhuǎn)型升級的優(yōu)選方向。目前我國高檔數(shù)控機床整體上已有較大提升，整機、數(shù)控系統(tǒng)及部分關(guān)鍵功能部件已接近國際先進水平，并在航空航天、船舶等高端制造企業(yè)小批量應(yīng)用。在當(dāng)前國產(chǎn)高檔數(shù)控機床的產(chǎn)業(yè)化階段，推動其在國家重點行業(yè)的推廣應(yīng)用是關(guān)鍵，需要我國機床企業(yè)、科研院所及機床用戶緊密合作，緊跟用戶最新需求。 我國高檔數(shù)控機床近幾年得到快速發(fā)展，航空航天、船舶等高端制造業(yè)作為用戶企業(yè)，其在促進我國高檔數(shù)控機床發(fā)展中發(fā)揮的重要作用也得到業(yè)內(nèi)專家的廣泛認(rèn)可，緊密結(jié)合用戶企業(yè)的未來需求成為我國高檔數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)化及批量應(yīng)用的重要保障。

6月21號下午，我區(qū)與臺灣旭泰公司、光巨公司、鉅朗公司和巨人公司簽約高精密數(shù)控機床及零件生產(chǎn)項目，區(qū)委常委，開發(fā)區(qū)黨工委書記吳洪剛、副區(qū)長胡劍斌參加簽約儀式。

此次簽約的光巨合作產(chǎn)業(yè)園項目是由旭泰精密、巨人重工、鉅朗精密和光巨精機聯(lián)合打造的高端數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)及產(chǎn)業(yè)鏈聯(lián)盟。項目總投資4000萬美元，新建廠房、辦公樓、研發(fā)中心等建筑面積6.7萬平方米以上，坐落于經(jīng)濟開發(fā)區(qū)京滬高速東，廣州路南，智能裝備制造產(chǎn)業(yè)園內(nèi)，項目預(yù)期效益每年開票銷售不低于2億元，投產(chǎn)后三年內(nèi)稅收達到1500萬元以上。

吳洪剛在致辭中希望光巨合作產(chǎn)業(yè)園能夠精心籌劃，認(rèn)真組織，確保項目早竣工、早投產(chǎn)、早達效，項目建設(shè)單位要精心施工，保證質(zhì)量，力爭把工程建成精品。區(qū)有關(guān)部門單位要成立一套幫辦服務(wù)工作班子，與經(jīng)濟開發(fā)區(qū)共同做好各項幫辦服務(wù)工作，創(chuàng)優(yōu)政策環(huán)境、服務(wù)環(huán)境與執(zhí)法環(huán)境，確保項目盡快上馬，順利實施，讓光巨合作產(chǎn)業(yè)園成為淮安經(jīng)濟開發(fā)區(qū)又一個新的亮點龍頭企業(yè)。

編輯、校對：苗苗

責(zé)編：小波

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