从CIMT2009看立式加工中心的发展

   由中国机床工具工业协会主办的第十一届中国国际机床展览会(CIMT2009)于2009年4月6~11日首次在北京新国际展览中心隆重举行。该届展会有来自28个国家和地区的1200多家厂商参展,各参展商纷纷展出自己{zx1}的产品和技术。此次机床展也体现了我国机床行业的{zg}水平,因而吸引了全球的目光。

  CIMT2009展出各种大型、重型等数控机床的数量明显增加,如大型和重型龙门、数控重型车床、数控大型镗铣床及其他重型数控机床等令人眼花缭乱目不暇接,相比较而言立式加工中心就不是那么突出了。但是立式加工中心因其发展较早,技术比较成熟,同时具有高速、高精度等特点,因而在中小零件及中小模具加工中具有不可替代的优势,所以本届展会数量最多的还是立式加工中心。纵观本届展会立式加工中心的发展趋势仍是:高效、高精、高速,同时也可看到五轴联动机床、机床的复合化、与机器人有效的结合提高生产效率及“绿色生态机床”也是今后立式加工中心发展的主方向。
 
  高效、高精、高速的发展趋势

  随着国民经济飞速发展,制造业向着高、精、尖方向发展,特别是汽车、船舶、纺织、电子技术、航空航天的迅猛发展,对机床的精度和生产效率要求也越来越高,主轴转速12 000r/min以上、快移速度大于40m/min的高效高精机床已经是机床行业流行的趋势。

  如本届展会上南通科技投资集团股份有限公司展出的“VH1100高速”就是一件代表之作(见图1)。

  该机床主体结构采用门型结构,以增强机床的刚性,且有利于充分利用加工空间。X ,Y 坐标轴分别采用直线电动机驱动和双直线电动机同步驱动,具有结构简单、进给速度快 (X ,Y  轴快速移动速度可达到120m/min) 、加速度大、动态响应快、定位精度高、随动性好等特点。Z 轴采用双丝杠伺服电动机同步驱动,并放弃传统的配重方式,该公司使用具有自主知识产权的双丝杠驱动专利技术来解决滑枕驱动问题,取得了良好的效果,Z 轴快速移动可达80m/min。机床定位精度(双向):X 、Y /0.016mm;Z /0.013mm,重复定位精度(双向):X 、Y /0.011mm;Z /0.01mm。主传动采用电主轴直驱技术,{zg}转速可达20 000r/min。刀具交换系统采用伺服驱动的高速换刀系统,该系统通过提高机械手的动作速度和动作配合的准确性从而达到提高换刀速度的目的,伺服驱动正是从驱动速度和控制方式两方面确保了机械手的速度和准确性的要求,该机床最快换刀时间(T-T)可达1.2s。直线电动机的使用对周围环境要求很高,因而对防护的密闭性很严格,同时因移动速度高,普通的导轨防护装置是不能够使用的。该机床设计上使用了新颖的循环防护板结构的防护装置,在加工区,无接缝的防护钢带被夹持在贴有塑料导轨板的导向槽内,导向槽与钢带的配合是该技术的关键。该机床使用数控系统为:FANUC 31i 。

  大连机床集团展出的MDV-95双驱动立式加工中心(见图2),该机床显著特点为高精度、高速度、高刚性。机床的X 、Y 、Z 三个坐标丝杠全部采用先进的中空冷却技术,有效地控制了机床加工运动过程中的发热变形问题,提高了机床的加工精度。此外,机床具有温度补偿功能,在机体的主要位置装有温度传感元件,通过数控系统分析并补偿坐标的位置实现机床高精度。本机床的定位精度:±0.008mm/X ,±0.005mm/Y 、Z ,重复定位精度:±0.003mm/全长。主轴采用变速齿轮传动结构,{zg}转速达6000r/min(8000r/min可选),并具有两挡齿轮变速,可在满足低速切削要求的同时满足高速加工要求。并有13 000r/min电主轴可供选项。X 、Y 、Z 三个坐标导轨采用了高刚性进口贴塑板淬火导轨滑动副,其快速移动速度达X 、Y :20m/min,Z :15 m/min。机床的机械手在换刀过程中将主轴松、拉刀通过凸轮连动实现快速换刀(换刀时间:2s)。

    德国巨浪有限公司FZ08W双工作台立式加工中心,专利设计的“篮式”刀库使FZ08W换刀速度达到(屑-屑)1.5s,三轴快移速度高达60m/min,15 000r/min的高速主轴且可选配40 000r/min,2.5g 的高加速性能,以及数控双交换工作台,真正实现了高速、高效。

  以上几台机床只是立式加工中心机床高效、高精度、高速的代表,在CIMT2009展会上,这种类型的机床还是比较多的,从中可以看出高效、高精度、高速已成为的一种发展趋势。

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