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       裝備制造業是一個國家建設的基石，機床是一個國家制造業水平的象征，而代表機床制造業最高境界的五軸聯動數控機床系統，則反映了一個國家的工業發展水平狀況。機床設備不但同國家航空工業、船舶制造、軍工產業、科技技術、精密器械等設備制造行業有著非常大的關系，而且還與人們的日常生活等方方面面密不可分。

      五軸聯動數控機床系統對一個國家的航空航天、軍事、科研、精密器械、高精醫療設備等行業，有著舉足輕重的影響力。長期以來，西方工業發達國家，一直把五軸聯動數控機床作為重要的戰略物資，對我國實行封鎖禁運。進人二十一世紀，我國機床行業獲得了突飛猛進的發展，現已成為世界第一機床制造國，但高檔、大型、精密、高速數控機床以及數控系統依然依靠進口。我國要想成為制造業強國，就必須擁有自己的五軸數控機床技術。

     下面筆者就以大連科德研制的典型五軸立式復合加工中心為例，介紹該類型機床的特點和應用。

     一、機床性能及特點介紹

     K M C五軸銑車磨復合立式加工中心是大連科德數控有限公司在深人研究了國際同類產品的基礎上，自主研發制造的具有完全自主知識產權的高檔五軸加工中心，并已在國內部分軍工企業執行加工任務，替代進口設備，滿足用戶五軸類型零件的特殊加工需求。該系列機床具有良好的高精度、高剛度和高效率等加工特征。工件一次裝夾完成多面加工，數控系統支持工件檢測和刀具檢測功能，及時有效地檢測工件的位置和刀具的外形尺寸，實時保證零件加工的準確性。

     該系列機床目前工作臺有2個規格，分別是小800mm與</400丨訓，這2個規格的加工中心均采用同樣的改良龍門框架結構設計，采用人造大理石材料床身，與鑄鐵床身比具有極佳的抑振性和抗熱變形性能。機床聯動軸數務5,刀具3軸移動設計，采用高性能伺服驅動電機直聯滾珠絲杠傳動，動態性能不受工件限制，實現高動態特性、高效率加工。工作臺擺動而主軸不擺動，因而主軸不受擺動影響，剛性好。刀具長度不影響擺臂長度，不影響擺動誤差。y軸采用四導軌支撐和重心驅動方式。自動拾取式環形刀庫與床身融為一體，結構緊湊節省空間，拾取式換刀速度更快（屑對屑時間為5s).數控回轉擺動工作臺實現雙壁支撐和單/雙驅動，實現C軸連續360°旋轉并支持高速車銑功能，軸± 130°擺動。機床采用通用性設計，兼容3 ~5軸機床擴展功能，4軸可選單/雙驅控制，C軸可選銑削/銑車功能，x/y/z軸支持半閉環/全閉環控制，三種規格車銑復合電主軸，多種機床配置形式可滿足不同用戶的加工要求。同時機床作業空間大，干涉范圍小，切削剛度強，動態性能高、安裝空間緊湊。其主要參數有</>800mm規格的交換工作臺承重& 1400kg, <MOOnim規格的交換工作臺承重S200kg.銑削主軸最高轉速&12000r/min,扭矩>80Mm.<|>800mm 規格的車削模式下直驅C軸最高轉速>500r/min, 4800mm規格的車削模式下直驅C軸最高轉速&l_r/min.快移速度U/T/Z軸)>60m/min,加速度&lg;定位精度X/Y/1軸忘5(j_m, _4C軸名5角秒，具有刀具在線測量與工件在線測量能力。機床裝備大連光洋科技研發制造的數控系統，具有3維切削仿真和3維防碰撞功能，機床MTBF達到1500h.

     二、數控系統的性能及特點介紹
 

     該系列機床裝備的GNC62數控系統是大連光洋的旗艦級數控系統，適用于多種類復雜的高速高精、車銑復合加工裝備、五軸加工中心和龍門加工中心。

    GNC62數控系統使用的三大基礎技術奠定了其高性能的基礎：高速的信息交互——GUNK光纖運動控制現場總線，采用100Mbps的高速光纖介質，將數控系統的控制指令送達每個伺服驅動裝S,并保證嚴格同步運行；將包括機床各坐標位置、負載率、溫度等物理量傳回數控系統。精準的高頻度控制調度——GRTK實時內核，實現每秒數千次的精確控制任務調度，使運動控制運算、邏輯控制運算、人機交互高效有序運行，對實吋鐘響應延遲l/l_OOs,最大限度地充分利用高性能數控系統處理器運算資源。精密的位置/角度感知傳感細分技術，將來自直線/角度傳感器的信號進一步進行細分處理，進一步提取lvpp信號中包含有效«度的位K/角度信息，最高提升物理分辨率達16384倍，細分處理過程在1/5000000S內瞬間完成。

    GNC62數控系統為機床結構創新提供更大的空間，其多通道控制技術支持多個控制過程并發，既可以同時控制多個加工過程，又可以控制不同機床上的不同加工任務，也可以控制單臺機床上多主軸上的不同加工任務。GNC62數控系統五軸控制技術支持多種結構的五軸機床控制，包括傳統的回轉軸線垂直的雙擺角銑頭、雙回轉工作臺及一擺一轉五軸機床結構，擴展支持了回轉坐標不垂直不相交的通用五軸機床結構，極大地拓展了數控系統五軸機床的適用性。

    為了滿足重型機床驅動的需要以及“重心驅動”設計理念在精密機床上的應用，GNC62的雙驅控制技術提供了最多4伺服驅動同步控制一個坐標的能力。為了支持數控機床復合加工化的潮流，GNC62數控系統的車銑復合技術對于旋轉軸均可以實現主軸和C軸的雙重配置，可自由通過M代碼切換。GNC62支持極坐標插補功能，可以在車床結構的機床布局下實現豐富三維的銑削功能。GNC62數控系統支持每個坐標的定位誤差雙向螺距補償、直線度補償（包括各向撓度補償），以及3坐標間垂直度補償。在GLINK總線技術的支持下GNC60/61優化了伺服系統的速度前饋、加速度前饋和加加速度前饋，保證了數控機床在高速度下同時兼具高精度。同時GNC62數控系統支持對刀儀和測頭接人，支持在線刀具檢測和工件檢測，可以方便地檢查工件是否合乎加工要求，以及刀具有無破損。GNC62增強了三維在線切削仿真和三維防碰撞功能。其基于CANOpen協議的高可靠PLC提供了面向用戶多層次的開放，包括用戶可編程的人機會話功能。為用戶提供了刀尖點坐標直接顯示的功能，使用戶在手動操作時直接控制工件尺寸，不必進行繁復的刀長反算。其通過GLINK同步采集執行設備（伺服及其他傳感器）數據，并支持用戶通過PLC程序對其進行數據處理，內置三維顯示支持將軌跡和采集的數據綁定，通過不同顏色顯示不同的物理量數據，便于將零件加工結果與采集的數據綜合圖形化進行分析，進一步提升表面加工質量。

     三、成果應用推廣情況

     航空航天發動機的葉輪結構為復雜的空間曲面，其用途決定了零件的加工精度及表面光潔度要求高，葉片前尾緣很薄，工件剛性較差，在加工方面普通機床難以達到要求。大連科德數控生產的系列KMC五軸銑車磨復合立式加工中心以改良的龍門框架及整機結構設計、直驅技術、雙驅技術和重心驅動以及高動態響應技術，使五軸機床具有一次裝夾，實現多面加工的能力。目前該機床已成功在中國航天科工集團31所應用，正式批量生產某型號沖壓發動機的復雜葉輪部件，在加工質量、效率等方面均媲美進口，達到了用戶和使用單位要求。同時也驗證了國產五軸數控機床的可靠性和穩定性。該系列機床也已經應用到中航集團的多家航空發動機企業，用于小型航空發動機的機匣產品加工，實現了替代進口。該系列加工中心也已出口到德國，開創了全自主知識產權的國產高檔五軸數控機床出口到發達國家的先河。