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海德汉光栅尺在重型龙门数控镗铣床上的应用

数控产品网 www.cncproduct.com   2014-02-24   来源:网络转载   阅读:715次

 

——不懈追求 缔造飞跃

作为国内生产重型、超重型机床规格最大、品种最全的大型骨干企业,武汉重型机床集团有限公司(以下简称“武重”)近年来取得了很多突破,XKU系列数控双龙门移动铣镗床就是其中之一。在研发这台国内最大的龙门机床初期,武重便联系到海德汉公司,寻求用于其超长直线轴定位的测量产品。这台巨型机床的X轴测量长度为64 m,床身总长85 m,足足有足球场长度的3/4,这是十分令人震撼的。

研发这样一个巨大的龙门机床(宽17 m×长85 m )的工作是极具挑战性的。武重吴工说:“原本以为在那么长的轴上达到精度和可靠的直线度是很困难的, 但当我们找到我们的长期合作伙伴——海德汉公司时,他们欣然接受了设计生产这款超长直线光栅尺的挑战。”如今,在最终客户(天津赛瑞机器设备有限公司,以下简称“赛瑞”)处,此机床已经开始正式用于加工风电、水电等大型结构件。工作中,其X轴由2根65 m长的海德汉光栅尺进行位置反馈——这是国内迄今为止应用最长的光栅尺。

在加工大型零件过程中达到精准测量

赛瑞植根于重型机电设备的加工行业,是国内少数具有制造、加工特大型、重型机电设备的企业之一,其拥有数十台当今世界先进的大型成套机加工设备。近期,赛瑞通过新建成的第三车间,进一步扩大了其生产能力。

赛瑞拥有员工2 000余人、占地面积57万m2、厂房面积31万m2。作为行业龙头,赛瑞的机加部门拥有3个大型车间。其机加车间的蒋主任解释说:“有了这个重型机床作为我们工厂的一部分,我们的产能将进一步增长,可以加工以前无法加工的巨型结构件,并且这个新车间的建立将会使公司再扩充至少上百名员工。”武重生产的这台机床便安置于第3车间,其3个直线轴的线性测量均由海德汉公司的LB382C封闭式直线光栅尺来提供位置测量(X轴是65 m,Y轴是8 m,Z轴是6 m+4.5 m)。

近年来,我国能源行业迅速发展,以电力为例,2005年装机容量为5.17亿kW,而至2013年7月已突破9亿 kW,年均增加1亿多 kW;同时,产业结构调整步伐明显加快,核电、风电等清洁能源和可再生能源进入规模化发展阶段。在市场机遇和国家产业政策的推动下,装备制造业得到持续快速发展,行业规模和技术水平都跃上了一个新台阶。“我们具有大型成套冶金设备、大型成套水电设备、大型电机、起重设备,兆瓦级风电设备关键部件设计制造能力。 ”蒋主任如是说,“如果想要加工超长的大型设备时,我们相信这是唯一适合的机床,我们现在已经开始为许多水电设备加工零部件。”

达到世界级的直线测量

超长加工、重载加工迅速成为极限加工的一个重要衡量因素,这台龙门宽10 m的数控龙门镗铣床也正显现了武汉重型在极限加工制造业的实力。“我们高兴地看到,武重在这方面做的是如此之好!”赛瑞人如是说,“而我们之所以选择这种光栅尺,是因为海德汉这款光栅尺具有非常高的定位精度和重复性,海德汉是拥有全球最好测量设备的企业之一,其中LB光栅尺之距离编码参考点回零,使我们的工作更加便利。”

从LB光栅尺在大型机器上的应用来看,距离编码参考的标记是极为重要的,因为它会使回零的速度变得非常快——每次启动后,仅需移动很小的距离,便可以找到参考点的位置。传统机床使用的光栅尺,大多只有一个固定的参考点位置,有可能在数米远的位置,这样的话,每次回零操作时间会变长。而距离编码参考标记则完全简化了这个操作过程。

“相比常规的单参考点型光栅尺,这台武重的XKU重型龙门机床在X轴上应用的距离编码型光栅尺是具有很大优势的。比较但参考点回零方式,假如龙门在其行程的一端,而回零开关位于机床的另一端时,至少要多花3 min。”现场人员解释说,“在一般情况下,该回零方式还可以减小机器的磨损,特别是在加工大型工件需要龙门长时间往复移动时,这使得厂商维护更加容易,并且可以避免碰撞情况的发生。”

由于总长超过120 m的光栅尺LB382C必须在赛瑞的车间中现场安装,而这项安装工作全部由武重负责机械的工程师来完成。在充分考虑了安装中的一系列常见问题后,海德汉公司在光栅尺订货初期便已经提出了一系列保证安全及便利的安装建议——海德汉公司的技术人员进行长期跟踪,期望为用户提供协助。“安装外壳、刻线钢带、导轨钢带以及防护密封条,花费近3天的时间。”海德汉公司的技术服务人员说,“所有元件,如刻线钢带、导轨以及扫描单元的位置要安装得恰到好处。外壳通过打表检测,需要将在保持在0.3 mm平行度。然后正确安装扫描头和支架,保持在整个65 m范围上达到0.000 6 mm间隙。此后,厂商质检部门通过第三方激光仪器来检测机床的精度,结果非常好,定位精度达0.025 mm/m,重复定位精度达0.015 mm,这是一台高精度机床。”

主轴的高精度测量

武重的吴工介绍道,“总的来说,精度和可重复性是这种规模的机器的关键指标。尤其值得注意的是,龙门机床的主轴刀具在走一些相当大的弧线时,需要非常精确。”

该重型机床的主轴安装了海德汉的ERM280角度编码器,可在分度时提供较高的定位精度。其主轴功率为105 kW,转速达18 000 r/min——这相当于每分钟将非常准确地切削约25 m ,这在重载重切中属于一个非常高的速度,尤其是相对于工件的巨大体积而言。

结束语

这台重型机床的研发始于2009年,之所以能够赢得赛瑞的订单,与武重产品系列齐全不无关系,武重的产品系列是国内重型机床企业中最为齐全的,其数控重型立车、卧车、镗床、落地铣镗床、龙门镗铣床、滚齿机和各类专机的研发齐头并进。作为赛瑞扩大产能计划的一部分,他们下订单采购了这台拥有国内最长X轴的数控双龙门机床。而在这一案例中,海德汉在长轴类的光栅应用再创纪录,再度实现了其不懈追求引领行业的目标。

CncProduct.Com(编辑:小朱)
本文标签(Tag)光栅尺 数控镗铣床
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