CCMT2010数控卧式铣镗床展品评述

芜湖恒升重型机床股份有限公司 潘康健

CCMT2010数控卧式铣镗床展品评述

芜湖恒升重型机床股份有限公司 潘康健

在经历了过去1年多的全球金融危机的背景下，中国机床工业依靠自身多年的技术积累与结构调整，积极应对金融危机对机床制造业的冲击，2010年终见阳光显露，随着经济形势的好转，各个机床制造企业期待着在今后的市场上能够更好地满足随着发电设备、冶金矿山机械、大型工程机械、能源、造船和航空航天制造业的高速发展而对大、重型数控机床日益增加的需求，在本届数控机床展上各个厂家纷纷展出了自己近年来新研制产品。

本次参展的大规格 （镗轴直径φ160mm）的数控落地铣镗床共有5台 （带方滑枕），它们分别是沈阳机床股份有限公司FBC200r数控落地铣镗床、大连机床集团有限责任公司TK6920数控落地铣镗床、浙江日发数码精密机械股份有限公司RFTK6920数控落地铣镗床、江苏新瑞机床 （集团）有限公司TH6916-100落地铣镗加工中心、天通吉成机器技术有限公司CFBR160数控落地铣镗床。这几台机床的结构、外观各有特点。

1 参展机床结构和性能特点

（1）沈阳机床股份有限公司FBC200r数控落地铣镗床

该机床采用单立柱、主轴箱侧挂、滑枕、镗轴移动型、大横向移动立柱的布局。X、Y、Z、三个直线轴导轨均采用 “一腔一泵”的恒流闭式静压导轨。静压系统采用德国福鸟 （VOGEL）公司的恒流量多头泵。

X轴运动采用双电机双齿轮、齿条驱动技术，X轴驱动力明显增强。启动、停止、加速时双电机共同驱动，加速性能比传统单电机双齿轮驱动形式性能明显提高，通过数控系统的同步控制，使X轴实现正、反向的无间隙传动。

Y轴运动采用双电机、双丝杆驱动。Z、W轴运动采用高刚性预压滚珠丝杆驱动。W轴 （镗轴）采用进口带有测量装置的直线导轨作为辅助导轨，实现镗轴全闭环控制。X、Y、Z轴均采用德国海德汉光栅尺 （Y轴为左、右双光栅尺）作为反馈元件，实现全闭环控制，提高了机床的定位精度。

主传动变速采用交流主轴电机与二档齿轮变速，主轴可实现5r/min~1000r/min的无级调速，使主轴具有高转速恒功率与低速大扭矩的良好输出特性。

采用电液比例阀控制装于滑枕上部的两个油缸、拉杆，实现滑枕自身变形的补偿。重心补偿采用双电机、双丝杆、双光栅尺及数控系统联合实现。

（2）大连机床集团有限责任公司TK6920数控落地铣镗床

机床运动轴导轨采用恒压闭式静压导轨。X、Y、Z、W轴采用预压无间隙高精度滚珠丝杆驱动，X、Y、W均采用德国海德汉光栅尺作为反馈元件，实现全闭环控制，提高了机床的定位精度。

机床主传动采用主轴电机和二挡变速系统，实现主轴3.15r/min~800r/min的无级调速，以满足主轴低速大扭矩和高转速的需要。

机床有补偿系统，可对滑枕、以及滑枕端安装附件后滑枕移动产生的重心变化进行即时自动补偿。控制系统采用西门子840D系统，可实现任意四轴联动，与A、C两轴万能铣头配合使用可以实现五坐标联动。

该机床还具有自动更换附件头、自动更换刀具并可根据用户要求配置带有可装60把刀具的刀库实现立、卧换刀。

（3）浙江日发数码精密机械股份有限公司RFTK6920数控落地铣镗床

机床运动轴导轨采用闭式静压导轨。X轴进给传动由伺服电机驱动进给箱，进给箱中的双齿轮与固定在床身上的齿条啮合，带动立柱进给，齿轮箱中的传动齿轮由碟簧自动消隙，实现无间隙传动。Y、Z、W轴采用预压高精度滚珠丝杆驱动。

机床主传动采用主轴电机和三挡变速系统，实现主轴3.15r/min~800r/min的无级调速。

X、Y、W均采用德国海德汉光栅尺作为反馈元件，实现全闭环控制。Z轴采用编码器作为反馈元件实现半闭环控制。

控制系统可选配FANUC31i或西门子840D系统，如配置数控回转台，则可实现六轴控制任意四轴联动，可配备多种附件头，实现高效率更换附件头，扩展机床加工能力。

机床的精度补偿采用电液比例阀控制，对主轴箱重心位移力系平衡变化进行补偿、方滑枕位移产生的变形补偿、安装不同重量的附件头产生重心变化进行即时补偿。

（4）江苏新瑞机床 （集团）有限公司TH6916-100落地铣镗加工中心

机床主传动系统采用ZF双速变速箱及齿轮传动，实现高速及大扭矩，满足强力切削要求。X轴进给采用伺服电机经双齿轮消隙的齿轮减速箱和齿条的驱动，实现无间隙传动；Y轴由伺服电机经减速箱带动滚珠丝杆传动，Z（滑枕）、W （镗轴）轴由伺服电机经弹性联轴器直接驱动滚珠丝杆。X、Y、Z、V均为闭环控制。

X轴导轨采用直线滚柱导轨；Z轴导轨为贴塑导轨与滚动块相结合的复合导轨形式；Y、W轴导轨采用耐磨材料的滑动导轨。

X、Y、Z采用德国海德汉光栅尺作为反馈元件，实现全闭环控制。

机床精度补偿采用电液比例阀控制安装在滑枕上部的两个拉杆油缸对滑枕位移时所产生的变形进行补偿；采用电液比例阀控制安装在主轴箱前吊点的油缸对由于滑枕、镗轴移动和安装不同重量的附件头所产生的主轴箱重心变化进行补偿。

机床刀库容量为60把；配置数控回转工作台可任意四轴联动。

（5）天通吉成机器技术有限公司CFBR160数控落地铣镗床

机床床身、立柱、滑座和后尾筒等基础件采用高强度树脂砂灰铸铁件，滑枕座、滑枕采用高牌号球墨铸铁件。机床主传动采用交流主轴电机和二级机械变速，实现主轴10r/min~1500r/min的无级调速，保证机床具有高转速恒功率与低速大扭矩的良好输出特性。

X、Y、Z（滑枕）三个直线轴导轨副均采用施奈博格 （Schneeberger）MR系列重载滚柱直线导轨，W轴 （镗轴）为滑轨。

X、Y、Z、W轴运动采用伺服电机通过消隙齿轮箱来驱动滚珠丝杆，增大了驱动扭矩且得到了较好的惯量匹配，使机床具有较高的联动插补精度，其中Y轴为双丝杆驱动。

X、Y轴 （Y轴为双光栅尺）采用海德汉光栅尺作为反馈元件实现全闭环控制。Z、W轴采用编码器实现半闭环控制，以提高机床的定位精度和对主轴箱的重心变化进行补偿。

机床精度补偿采用重心随动补偿装置，Y轴采用双电机、双丝杆驱动的双重补偿方式对滑枕、镗轴位移或滑枕端安装不同的附件而产生的滑枕座重心变化进行补偿；在滑枕加工时采用预变形的加工工艺，以补偿滑枕伸出时因滑枕自重而产生的挠度。

2 参展产品主轴箱重心补偿和静压导轨技术的发展

大、重型数控卧式 （落地）铣镗床为机、电、液一体化技术密集性产品，其主要优点是在于滑枕能在主轴箱 （或滑枕座）上作前后运动、镗轴又能在其所支撑的滑枕上作前后运动，二者行程叠加，从而使带滑枕的数控落地铣镗床具有加工深孔和在较大悬伸时加工工件的功能。但为了在深孔加工和滑枕较大悬伸时能够得到较高的加工精度，就必须对由于镗轴和滑枕位移而使主轴箱产生 （或滑枕座）的重心变化和滑枕自重挠度进行补偿以提高主轴的运动精度。平衡、补偿机构方式以前主要采取重锤、油缸平衡；油缸拉杆、重心吊臂随动等补偿机构。近年来随着数字控制技术的发展，精度补偿机构中采用新的补偿手段，如本届机床展中沈阳机床股份有限公司参展的FBC200r和天通吉成机器技术有限公司CFBR160这两台机床的重心补偿均采用了双电机、双丝杆、双光栅尺、数控系统的垂悬补偿功能联合实现，这种重心补偿方式结构简单且能够根据镗轴和滑枕位移进行多点连续补偿，在保证加工精度方面效果显著，目前这种补偿方式正被更多国内制造厂家采用。

重型数控落地铣镗床静压导轨形式以前主要是毛细管节流恒压闭式静压导轨,近年来随着恒流静压技术特别是多头泵的广泛使用，在重型落地铣镗床上采用 “一泵一腔”恒流闭式静压导轨厂家越来越多，采用恒流静压系统避免了以前恒压静压系统中的毛细管节流器孔径小，易堵塞的问题；另外毛细管节流为了保证有足够的油量供给油腔，节流器前后需保持较高的压力差，油泵输出压力一般为油腔压力的3～4倍，为保持恒压系统溢流阀一直处于溢流工作状态，大量的液压能转化为热能使的油箱油温升高，降低了油液粘度增加了液压系统泄漏可能性，从而影响静压系统的工作稳定性，正因为毛细管节流恒压闭式静压系统存在着上述缺点，现在新设计和生产的重型数控落地铣镗床大部分采用了多头泵恒流静压技术。

附表：机床主要技术参数对比