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国产数控机床和数控系统在航天制造领域应用示范

2020-5-12 来源：-- 作者：-

航天工业是机床行业的高端用户，对数控机床的需求特点是大型、复合、精密及多轴联动等，并且要求数控机床具有高刚性、高精度、高效率。

发展航天事业，建设航天强国，是我们不懈追求的航天梦。我国规划，2020年年底左右，我国要完成载人航天、探月工程、北斗导航、高分辨率对地观测系统等重大航天项目；2025年前后，全面建成国家民用空间基础设施，推动空间信息应用规模化、业务化、产业化发展；2030年实现整体跃升，跻身航天强国之列，以航天梦助力中国梦。

航天发射

神舟飞船

目前，国内航天制造企业所使用的高端数控机床仍以进口为主，国产数控机床因技术成熟度、可靠性、自动化水平等原因，尚不能很好满足航天领域的制造需求。近年来，国家采取有力措施，鼓励国产数控机床和国产数控系统在航天制造领域的应用示范，使国产数控机床和国产数控系统逐步替代进口成为发展趋势。武汉华中数控股份有限公司与北京工研精机股份有限公司、四川普什宁江机床有限公司、上海拓璞数控科技有限公司、浙江日发精密机械股份有限公司、航天制造企业紧密合作，在此方面已经取得了很好成绩。

应用案例

华中数控与上海拓璞数控科技有限公司合作生产的五轴车铣复合加工中心应用于航天制造领域

武汉华中数控股份有限公司（以下简称华中数控）与上海拓璞数控科技有限公司紧密合作，针对航空航天装备关键零件的数控加工需求，批量生产配置华中数控HNC-848D高性能数控系统的VMC-C100HMT五轴车铣复合加工中心。目前，双方合作生产的五轴车铣复合加工中心已经形成批量销售，全部用于航天装备制造领域重点企业的数控加工。

一、机床特点介绍

VMC-C100HMT五轴车铣复合加工中心是专为单机高效切削和柔性生产线组线开发的五轴车铣复合加工中心，数控系统采用HNC-848D型高档数控系统。具有一次装夹完成车、铣、钻、镗、铰、攻丝多工艺复杂零件加工能力，特别适合于航空航天加工需求。

机床主要特点：

· 高动态性能：X、Y、Z三个坐标导轨采用了高刚性的直线滚动导轨，直线轴最大加速度1G，进给速度10 m/min，快移30m/min；

· 高加工精度：定位精度4μm，重复定位精度2μm；

· 高效率：机床主轴采用西门子异步电主轴，高转速达12000rpm并具有内部两档变速，可在满足低速切削要求的同时满足高速加工要求；

· 工件测量/刀具测量：采用雷尼绍rmp60红外工件测量系列。产线生产中能够实现快速、准确且自动地测量工件装夹位置，及时发现刀具磨损，及工件中的残次品，以达到提高生产效率的目的；

· 龙门同步/力矩同步：Y1Y2采用双驱龙门同步结构，加速度可以达到1g，A1A2摇篮采用双驱力矩同步功能，最大速度可至40rev/min。

二、数控系统解决方案

1、数控系统主要功能；

VMC-C100HMT五轴卧式加工中心主要应用华中HNC-848D数控系统，在线刀具测量和工件测量、空间误差补偿和全闭环控制功能、智能产线的全开放式网络接口功能、加工大数据采集和监控功能等高档控制功能。

运用数控补偿技术：

1）空间误差补偿：空间误差补偿功能用于补偿机床空间几何误差，其中包括线性位移误差、直线度误差、垂直度误差、俯仰角度误差、旋转角度误差等。支持第三方测量空间几何误差数据快速导入。

2）挠度补偿：挠度补偿功能用于补偿机床悬臂轴的悬垂误差。

3）热误差补偿：热误差补偿功能用于补偿机床主轴与进给轴的热变形。华中8型数控系统最大支持接入20个温度传感器。故障诊断技术：为了快速对故障进行定义，减少维修时间，华中8型数控系统还提供了智能化诊断的模块，当故障发生时，除了提示对应的报警信息，还会根据领域专家提供的诊断信息、当前系统的状态以及自检结果直接或通过交互的方式给出故障原因及排除方法。

2、数控系统装置、伺服驱动和电机配置清单；

机床配置华中数控HNC-848D/M数控系统。该系统采用模块化、开放式体系结构，基于具有自主知识产权的NCUC工业现场总线技术。支持总线式全数字伺服驱动单元和绝对值式伺服电机，支持总线式远程I/O单元，集成手持单元接口，采用电子盘程序存储方式，支持CF卡、USB、以太网等程序扩展和数据交换功能。