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国内首台重型混联机床研制成功

2008年04月19日 09:18中国机床商务网点击:2859

    在国家863计划项目的支持下,清华大学与齐齐哈尔第二机床(集团)公司日前联合研制成功了我国首台重型混联机床XNZH2430。该机床具有完全自主知识产权的研究成果和核心技术,是我国在“高、精、尖”重大数控装备研制上的一个突破。
  据介绍,该机床的研制成功,填补了我国在重型混联机床研制领域的空白,对于提升我国新型结构重型数控装备的设计制造能力,具有重大理论意义和实用价值。
  据了解,XNZH2430重型混联机床是面向我国制造业的关键基础装备需求,重点针对技术含量高,工序复杂的大型水轮机叶片、螺旋桨叶片等复杂曲面类零件的加工进行研制开发的。该机床从软件开发到硬件制造,不仅能够满足上述零件的曲面加工,还能用于军工、航天航空、船舶、发电设备以及模具制造等行业大型关键精密零件的的三维空间曲面加工。
  并联机床(又称虚拟轴机床)是上世纪九十年代末兴起的一种新型结构机床,被称作21世纪的新型加工设备,它克服了传统串联机床结构的固有缺陷,在相同尺度范围下,具有模块化程度高、刚性好、运动部件重量轻、加速度大、加工精度易调整、加工精度高等优点,可实现多坐标联动数控加工。而混联机床则集中了并联机床与串联机床各自的优势,在拥有并联机床上述优点的同时,具备了串联机床加工工作空间大的特点,使得混联机床能够在制造业中不断获得应用。
  清华大学精仪系制造所先进制造装备实验室在我国并联机床发展过程中成果显著,先后取得了数十项发明专利和科研成果,在新型结构机床设计方面积累了丰富的经验。在上世纪九十年代国际上并联机床研究起步阶段,实验室就独自研制成功了我国第一台STEWART式并联机床VAMT1Y,随后又与齐二机床等单位合作研发成功了XNZD2415、XNZD755等多台并(混)联机床,并实现在生产中的实际应用。
  XNZH2430重型混联机床具有较大的工作空间,实现可换头、可换挡和铣头自动识别控制系统等功能,具有良好的操作性能。机床的主体部分由两自由度并联机构加一个移动工作台组成,两个立柱加摆臂构成的并联机构能够带动主轴箱实现Y/Z两个方向的移动,工作台能实现X方向移动,X、Y、Z3个移动方向最大加工空间为:8000mm×3000mm×2500mm。机床的剩余加工自由度由安装在主轴箱下方的铣头完成,可换铣头有3个:A/C轴摆角铣头、立铣头、直角铣头。在使用A/C轴摆角铣头时,可增加两个转动方向的加工自由度,实现的转角加工范围为:A轴摆角±95°,C轴转角±185°,此时机床能够实现五轴联动,能够完成上述全尺寸空间的复杂曲面加工。在换用立铣头和直角铣头时,则能完成普通数控龙门铣床的所有功能,具有良好的通用性。另外机床的主轴箱有低、高速两挡,能够根据加工需要自动换挡,主轴箱同时连接并联机构的摆臂、主轴电机以及铣头,巧妙的设计能在箱体高速移动的同时保证主轴传动链的平稳传动。
  据悉,该机床的控制系统为清华大学自主研发的VACS6机床控制系统,此系统的开发基于linux平台,具有高实时性,能满足快速切削加工时对六个轴的实时控制需求。VACS6控制系统还能根据识别的当前铣头信息自动载入相应的控制模块,登入相关操作界面,极大地简化了操作程序。为保证加工的高精度,该控制系统能在完成对机床进行标定后,方便地对控制算法中用到的机床结构参数进行修改,对当前误差进行补偿。
  业界人士认为,XNZH2430重型混联机床的研制成功,标志着我国在重型高精度加工设备方面的突破,必将推动我国重型高精度机床研制的更好更快发展。
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