精密数控机床

数控机床广泛应用于精密加工领域。那么，它是如何实现高精密加工的？又是如何实现智能加工的？让德国海德汉公司来告诉您答案！

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数控机床如何实现高精密加工？

机床在加工过程中的误差来源，主要包含机床的几何结构误差、弹性变形误差以及热变性引起的误差；其中，热变性误差大约占70%，因此它是机床误差产生的主要来源。基于此，对于精度要求高的机床，一般需要安装光栅尺和角度编码器来实现全闭环控制，取代传统的半闭环控制，从而实现高精度要求。

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海德汉LC2X1单段光栅尺

随着单段式绝对式光栅尺LC 201的推出，使得在同一根光栅尺上的可选择热性能成为可能，用户可以基于自身应用需求进行自由选择。设计中此光栅尺直接集成了空气节流阀，增大客户选型配置的便利性，同时提高光栅尺的使用安全性。此外, 光栅尺上的张紧装置进一步得到优化设计，使得读数头可以从任意一端移除,便于客户在后续维护和修理中更容易操作。该尺主要适用于中大型机床设备的直线轴定位。

主要参数：

精度等级： ± 5µm

基于单场扫描获得的高质量信号

测量长度：440mm~4240mm

单段 METALLUR 钢带

与多段式 LC 201 和 LB 382 安装相兼容，与单段版LB 382实现兼容

接口 : EnDat, Fanuc, Mitsubishi

分辨率： 最小到10nm

可选的热特性

读数头可从尺子两端移出

集成空气节流阀

EnDat接口的新一代测头TS 460, TT 460 and SE 661

海德汉最新一代测头通过EnDat接口进一步增强测头设置的用户友好性，仅需在系统的用户界面即可完成测头设置和检查测头工作状态，无需进入机床参数界面。此外，测头安装更加简便，尤其对于无线电模式下的信道选择更加方面直观，支持手动选择。并可支持连接无限个测头（无线电模式下）。

对于大型机床而言其传输距离足够满足探测要求；而对于中小型机床，这可以进一步缩小机床间距，同时可避免干扰，增大厂房利用率。此外，具有EnDat接口测头的探测精度和速度没有关系，不受速度影响。

用户可以在测头界面中读到：电量信息，碰撞保护信息，信号传输质量，测头的电子标签，测头工作状态信息，以及服务信息等。

主要参数 ：

EnDat传输接口，可向系统传递测头的大量工作信息

复合技术的信号传输，无线信号（传输范围大）和红外线（信号传输速度快精度高），用户可选的通讯传输模式

TS 460和TT460共用的收发单元

避免碰撞和温度影响

无磨损传感器

柔性电源系统及智能待机功能

集成工件清洁功能

精度≤ ±5,0 µm，重复性：2 σ ≤ 1,0 µm

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数控机床如何实现智能加工？

数控系统TNC640

海德汉公司的TNC系列数控系统适应于所有应用领域：从简单的紧凑型3轴简易数控系统TNC 128到高端数控系统TNC 640（多达20轴和主轴），几乎能满足任何应用要求。无论是高速切削-特别是平滑路径控制－还是用回转工作台和摆动铣头进行5轴加工，数控加工都同样可靠。

TNC640是海德汉新一代数控系统，适用于高性能铣削类机床和铣车复合机床。TNC 640是多用途数控系统，这已得到大量复杂应用的验证。

特别适合以下应用领域：

万能铣床和镗铣床

铣车复合加工机床

高速铣削

用摆动铣头和回转工作台的五轴加工

加工中心和自动加工

配TNC 640的铣车复合加工机床可在一台机床上加工整个工件：铣削，车削，铣削，用任何顺序加工。此外，还能在NC程序控制下随时切换车削与铣削模式。对于任何加工模式和任何机床轴配置都能来回切换，TNC 640自动执行全部所需的调整。

TNC 640的全新触摸屏进一步简化用户的操作。在触摸屏上用手势直接移动3-D测试图形，对触触摸屏的软键直接点触操作，更快地浏览表和NC程序。

智联制造解决方案

海德汉数控系统智联制造解决方案让您全数字化地管理生产中的任务单，让车间实现无纸化、节省工作流程，并使工艺透明化。生产系统核心是智联制造解决方案，它使TNC数控系统在公司网络上获取任务单的全部相关信息，使TNC数控系统的专家可以协调整个工艺链。生产中所有相关人员和相关系统能顺畅地交换数据。

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第十四届中国国际机床工具展览会CIMES，将于2018年6月26日至30日在北京中国国际展览中心举办，海德汉公司将携一系列经典产品亮相，欢迎大家莅临W1-E203体验高精位置测量和领先的数控技术。

在CIMES展会上，海德汉还参与了W4 -D101的工业4.0先进制造技术展示平台，与CAD/CAM、机床、刀具测量和刀具管理系统的合作伙伴共同展示“智联制造”解决方案。

经过多年发展，我国数控机床行业的产业规模、产品类型及应用领域等都有了长足进步，通过数控机床制造企业及机床用户企业的共同努力，我国的高档数控机床也有了较大发展，已在我国航空航天、船舶、汽车、发电等高端制造业得到初步应用。我国机床行业近年来产业规模大幅增加。在高档数控机床方面，一大批数控机床关键制造技术得到突破，多种构型的国产五轴联动及复合加工机床实现了在用户生产现场的小批量应用，广泛用于飞机结构件、大型水轮机叶片等多种复杂零件的加工，加工材料涵盖了铝合金、钛合金、不锈钢、复合材料等。

五坐标数控龙门机床方面，济南二机床集团有限公司的XKV27系列龙门移动式五轴联动镗铣床（图1），配备大扭矩机械式A/C双摆角数控万能铣头，工作台面宽度可达5m，长度可达40m，已在鞍钢重型机械有限责任公司、上海航天设备制造总厂应用。中航工业北京航空制造工程研究所的G5 2560 ABJ五坐标数控龙门铣床配备A/B摆角式机械主轴头，适用于钛合金、合金钢等复杂飞机结构件加工，目前已在中航工业成飞等多家飞机制造企业应用。

五坐标立式加工中心方面，以沈阳中捷的VMC 25100U（图2）、中航工业北京航空制造工程研究所的V5 1030 ABJ为代表的国产五坐标立式低速加工中心（A/B摆角）已在中航工业成飞用于飞机钛合金零件加工，除部分指标及整机可靠性略低外，这两款机床的零件加工能力与Rambaudi公司的1201机床接近，基本满足钛合金航空结构件的五轴加工需求。

五坐标桥式机床方面，中航工业北京航空制造工程研究所的B5 2580 E桥式五坐标高速数控龙门铣床工作台尺寸为2.5m×8m，主轴转速达到24000r/min，已有多台在我国航空制造企业应用。济南二机床集团有限公司的XHSV25系列机床配备大功率、高转速双摆角数控万能铣头，工作台面最大宽度可达5m，长度最大可达30m，已在航天二院二八三厂应用。车铣复合机床方面，北一机床的XKA 28105X300超重型数控龙门车铣复合机床已在哈尔滨汽轮机有限公司投入使用。

数控系统方面，中高档数控系统的开发和生产取得明显进展，部分国产数控系统已配套五轴联动数控机床。数控机床功能部件方面，形成了一批具有自主知识产权的功能部件，部分性能指标已接近国际先进水平。

我国数控机床行业已基本解决高端产品的有无问题，但产业结构、产品结构与市场需求的矛盾尚未得到有效缓解，仍面临主机大而不强，高档数控系统和关键功能部件发展滞后，技术服务能力不足等问题。国内机床行业近几年的快速发展以中低端产品的产能扩充为主，高档数控机床的研发投入不足，导致我国机床行业存在主机大而不强的问题，这也是近两年受全球金融危机影响，我国大部分机床企业产值、利润不断下滑的主要原因。推进高档数控机床的产业化，提高国产高档数控机床在国家重点行业的占有率，是我国机床行业摆脱当前困境，实现产业结构调整及转型升级的关键，为此，我国机床企业在发展高档数控机床的过程中需解决以下问题：

（1）国产高档数控机床可靠性和性能稳定性较差。目前已投入实际生产应用的国产高档数控机床一般采用国外进口的数控系统和关键功能部件，在加工性能方面与进口机床没有太大差距，但机床辅助部件故障率较高，直接推高了整机的故障率。此外，由于部件装配和调试技术水平不足，国产机床的精度、动态特性等比国外机床稍差，且上述性能在应用过程中的下降速度要高于国外机床。

（2）国产高档数控系统及关键功能部件等主机配套产品还有待加强。近年来，国内数控系统厂以西门子、法拉克等国外高档数控系统为对标，在多轴联动加工、绕刀具中心旋转（RTCP）、误差补偿等方面进行了大量的功能开发，但仍与国外高档数控系统存在差距，体现为机床的加工精度无法满足要求。功能部件方面，以高速主轴、A/C双摆角数控铣头为代表的关键功能部件已实现研发突破，但仍停留在小批生产阶段，还缺乏在生产现场的批量应用。

（3）针对用户加工工艺需求的技术服务能力不足。国外数控机床企业很早就针对用户的具体加工对象，提供包括机床、典型工艺方案及切削参数等在内的一揽子解决方案，由于用户采购高档数控机床一般针对实际零件加工需求，这种围绕产品加工需求的全套解决方案受到用户的普遍欢迎，这也是国外高档数控机床在国内热销的重要原因。目前，国内机床企业由于缺乏对用户产品加工工艺的了解，目前还无法提供全套解决方案，提供的技术服务也只针对机床本身，影响了国产机床在用户现场的应用效果。

制造业是推动经济发展的发动机，而数控机床作为现代制造业的关键核心装备，其发展一直受到国家和相关行业的高度关注。近些年随着我国经济社会的快速发展，我国机床行业有了长足的进步，产业规模、产品质量和系列规格都有了很大提升，而国民经济发展中急需的高档数控机床过度依赖进口的局面已有所改善。受累于低迷的世界经济形势，我国机床行业从2011年下半年进入下行状态，在国产数控机床行业总产值及利润纷纷下滑的情况下，高档数控机床的需求却稳步上升，成为我国机床行业当前发展的一大亮点，高档数控机床也成为我国机床行业推进产业结构调整、实现转型升级的重要着力点。高档数控机床技术含量高、附加值高，已成为我国机床行业现阶段产业结构调整及转型升级的优选方向。目前我国高档数控机床整体上已有较大提升，整机、数控系统及部分关键功能部件已接近国际先进水平，并在航空航天、船舶等高端制造企业小批量应用。在当前国产高档数控机床的产业化阶段，推动其在国家重点行业的推广应用是关键，需要我国机床企业、科研院所及机床用户紧密合作，紧跟用户最新需求。 我国高档数控机床近几年得到快速发展，航空航天、船舶等高端制造业作为用户企业，其在促进我国高档数控机床发展中发挥的重要作用也得到业内专家的广泛认可，紧密结合用户企业的未来需求成为我国高档数控机床产业化及批量应用的重要保障。

6月21号下午，我区与台湾旭泰公司、光巨公司、钜朗公司和巨人公司签约高精密数控机床及零件生产项目，区委常委，开发区党工委书记吴洪刚、副区长胡剑斌参加签约仪式。

此次签约的光巨合作产业园项目是由旭泰精密、巨人重工、钜朗精密和光巨精机联合打造的高端数控机床产业及产业链联盟。项目总投资4000万美元，新建厂房、办公楼、研发中心等建筑面积6.7万平方米以上，坐落于经济开发区京沪高速东，广州路南，智能装备制造产业园内，项目预期效益每年开票销售不低于2亿元，投产后三年内税收达到1500万元以上。

吴洪刚在致辞中希望光巨合作产业园能够精心筹划，认真组织，确保项目早竣工、早投产、早达效，项目建设单位要精心施工，保证质量，力争把工程建成精品。区有关部门单位要成立一套帮办服务工作班子，与经济开发区共同做好各项帮办服务工作，创优政策环境、服务环境与执法环境，确保项目尽快上马，顺利实施，让光巨合作产业园成为淮安经济开发区又一个新的亮点龙头企业。

编辑、校对：苗苗

责编：小波

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