在國家863計劃項目的支持下，清華大學與齊齊哈爾第二機床（集團）公司日前聯合研制成功了我國首臺重型混聯機床XNZH2430。該機床具有完全自主知識產權的研究成果和核心技術，是我國在“高、精、尖”重大數控裝備研制上的一個突破。
據介紹，該機床的研制成功，填補了我國在重型混聯機床研制領域的空白，對于提升我國新型結構重型數控裝備的設計制造能力，具有重大理論意義和實用價值。
據了解，XNZH2430重型混聯機床是面向我國制造業的關鍵基礎裝備需求，重點針對技術含量高，工序復雜的大型水輪機葉片、螺旋槳葉片等復雜曲面類零件的加工進行研制開發的。該機床從軟件開發到硬件制造，不僅能夠滿足上述零件的曲面加工，還能用于軍工、航天航空、船舶、發電設備以及模具制造等行業大型關鍵精密零件的的三維空間曲面加工。
并聯機床（又稱虛擬軸機床）是上世紀九十年代末興起的一種新型結構機床，被稱作21世紀的新型加工設備，它克服了傳統串聯機床結構的固有缺陷，在相同尺度范圍下，具有模塊化程度高、剛性好、運動部件重量輕、加速度大、加工精度易調整、加工精度高等優點，可實現多坐標聯動數控加工。而混聯機床則集中了并聯機床與串聯機床各自的優勢，在擁有并聯機床上述優點的同時，具備了串聯機床加工工作空間大的特點，使得混聯機床能夠在制造業中不斷獲得應用。
清華大學精儀系制造所先進制造裝備實驗室在我國并聯機床發展過程中成果顯著，先后取得了數十項發明專利和科研成果，在新型結構機床設計方面積累了豐富的經驗。在上世紀九十年代國際上并聯機床研究起步階段，實驗室就獨自研制成功了我國第一臺STEWART式并聯機床VAMT1Y，隨后又與齊二機床等單位合作研發成功了XNZD2415、XNZD755等多臺并（混）聯機床，并實現在生產中的實際應用。
XNZH2430重型混聯機床具有較大的工作空間，實現可換頭、可換擋和銑頭自動識別控制系統等功能，具有良好的操作性能。機床的主體部分由兩自由度并聯機構加一個移動工作臺組成，兩個立柱加擺臂構成的并聯機構能夠帶動主軸箱實現Y/Z兩個方向的移動，工作臺能實現X方向移動，X、Y、Z3個移動方向最大加工空間為：8000mm×3000mm×2500mm。機床的剩余加工自由度由安裝在主軸箱下方的銑頭完成，可換銑頭有3個：A/C軸擺角銑頭、立銑頭、直角銑頭。在使用A/C軸擺角銑頭時，可增加兩個轉動方向的加工自由度，實現的轉角加工范圍為：A軸擺角±95°，C軸轉角±185°，此時機床能夠實現五軸聯動，能夠完成上述全尺寸空間的復雜曲面加工。在換用立銑頭和直角銑頭時，則能完成普通數控龍門銑床的所有功能，具有良好的通用性。另外機床的主軸箱有低、高速兩擋，能夠根據加工需要自動換擋，主軸箱同時連接并聯機構的擺臂、主軸電機以及銑頭，巧妙的設計能在箱體高速移動的同時保證主軸傳動鏈的平穩傳動。
據悉，該機床的控制系統為清華大學自主研發的VACS6機床控制系統，此系統的開發基于linux平臺，具有高實時性，能滿足快速切削加工時對六個軸的實時控制需求。VACS6控制系統還能根據識別的當前銑頭信息自動載入相應的控制模塊，登入相關操作界面，極大地簡化了操作程序。為保證加工的高精度，該控制系統能在完成對機床進行標定后，方便地對控制算法中用到的機床結構參數進行修改，對當前誤差進行補償。
業界人士認為，XNZH2430重型混聯機床的研制成功，標志著我國在重型高精度加工設備方面的突破，必將推動我國重型高精度機床研制的更好更快發展。 |
