国产数控机床和数控系统在航天制造领域应用示范

HNC-818B 数控系统主要功能：该加工中心主要应用华中HNC-818B 数控系统的高速高精控制技术、在线刀具测量和工件测量、空间误差补偿、热误差补偿和高精度绝对光栅全闭环控制功能、智能产线的全开放式网络接口功能、加工大数据采集和监控功能等高档控制功能。

配套华中数控HNC-818B 数控系统的µ1000/460V 高速立式加工中心，已经在某重点航天设备制造企业成功应用，主要用于航天复杂结构件的高效、高精数控加工。

2. µ1000/630VF精密立式加工中心

（1 ）机床主要特点

机床具有高刚度、高精度、高速度的特点。高刚基础件，采用优质铸铁材料，多层筋对称布局，保证主机高刚度。适合于加工精度较高各类零件。工作台630x1200mm ，XYZ 轴行程1200/650/650mm ，主轴8000r/min ，快移30m/min ，定位精度0.012mm ，重复定位精度0.008mm 。

HNC-818B 数控系统主要功能：该加工中心主要应用华中HNC-818B 数控系统的高速高精控制技术、在线刀具测量和工件测量、空间误差补偿、热误差补偿和高精度绝对光栅全闭环控制功能、智能产线的全开放式网络接口功能、加工大数据采集和监控功能等高档控制功能。

该加工中心已经在某重点航天设备制造厂成功应用，主要用于航天复杂结构件高效、高精加工。

案例2：华中数控与宁江机床合作生产五轴卧式加工中心应用于航天制造领域

华中数控与四川普什宁江机床有限公司紧密合作，针对航空航天装备关键零件的数控加工需求，批量生产THM6363IV 型五轴卧式加工中心，全部配置华中数控HNC-848D 高性能数控系统。目前，双方合作生产的五轴卧式加工中心已经形成批量销售，全部用于航天装备制造领域重点企业的数控加工。

宁江机床THM6363IV 型五轴卧式加工中心是专为高效切削和柔性生产线组线开发的，具有一次装夹完成铣、钻、镗、铰、攻丝多工艺复杂曲面零件加工能力，适用于航天、航空、汽车、预警装备等行业数控加工需求。

（1 ）机床主要特点

高动态性能：直线轴最大加速度1G ，进给速度20m/min ，快移40m/min 。

高加工精度：定位精度4 μm ，重复定位精度2 μm ，铣削孔圆柱度5 μm 以内（孔直径100mm ）。

高主轴配置：采用大扭矩电机，适配机械主轴，适合大背吃刀量切削。

模块化驱动：驱动采用HSV-120 模块化驱动，高精度、高响应控制，驱动模块之间可进行能量共享，同时还能通过可控整流模块将多余电能回馈给电网。

立式交换托盘：托盘采用立式交换，不易夹屑，有效提高工件交换的稳定性。

伺服驱动刀库：具有更好的分度精度，有效提高高速换刀稳定性。

HNC-848D系统连接示意图

数控系统主要功能：THM6363IV 五轴卧式加工中心主要应用华中HNC-848D 数控系统的五轴联动功能、五轴RTCP 功能、五轴RTCP 速度校验功能、五轴标定功能、五轴定向加工功能、五轴定向刀具半径补偿功能、旋转轴结构误差补偿功能、刀具矢量编程功能、法向进退刀功能、在线自动刀具测量和工件测量、空间误差补偿和全闭环控制功能、智能产线的全开放式网络接口功能、加工大数据采集和监控功能等高档控制功能。

该五轴卧式加工中心目前已在我国航天、航空、汽车等重点领域企业实现批量应用，用于航天航空装备复杂结构件、乘用车双离合变速器换挡毂等复杂零件的数控加工，满足了高端制造领域的制造需求。

案例3：华中数控与上海拓璞数控科技有限公司合作生产的五轴车铣复合加工中心应用于航天制造领域

华中数控与上海拓璞数控科技有限公司紧密合作，针对航空航天装备关键零件的数控加工需求，批量生产配置华中数控HNC-848D 高性能数控系统的VMC-C100HMT 五轴车铣复合加工中心。目前，双方合作生产的五轴车铣复合加工中心已经形成批量销售，全部用于航天装备制造领域重点企业的数控加工。

VMC-C100HMT 五轴车铣复合加工中心是专为单机高效切削和柔性生产线组线开发的五轴车铣复合加工中心，数控系统采用HNC-848D 型高档数控系统。具有一次装夹完成车、铣、钻、镗、铰、攻丝多工艺复杂零件加工能力，特别适合于航空航天加工需求。

（1 ）机床主要特点

高动态性能：X 、Y 、Z 三个坐标导轨采用了高刚性的直线滚动导轨，直线轴最大加速度1G ，进给速度10 m/min ，快移30m/min 。

高加工精度：定位精度4 μm ，重复定位精度2 μm 。

高效率：机床主轴采用异步电主轴，高转速达12000r/min 并具有内部两档变速，可在满足低速切削要求的同时满足高速加工要求。

工件测量/ 刀具测量：采用rmp60 红外工件测量系列。产线生产中能够实现快速、准确且自动地测量工件装夹位置，及时发现刀具磨损，及工件中的残次品，以达到提高生产效率的目的。

龙门同步/ 力矩同步：Y1Y2 采用双驱龙门同步结构，加速度可以达到1g ，A1A2 摇篮采用双驱力矩同步功能，最大速度可至40rev/min 。

该五轴卧式加工中心主要应用华中HNC-848D 数控系统的在线刀具测量和工件测量、空间误差补偿和全闭环控制功能、智能产线的全开放式网络接口功能、加工大数据采集和监控功能等高档控制功能。

运用了如下数控补偿技术：

①空间误差补偿：空间误差补偿功能用于补偿机床空间几何误差，其中包括线性位移误差、直线度误差、垂直度误差、俯仰角度误差、旋转角度误差等。支持第三方测量空间几何误差数据快速导入。

②挠度补偿：挠度补偿功能用于补偿机床悬臂轴的悬垂误差。

③热误差补偿：热误差补偿功能用于补偿机床主轴与进给轴的热变形。华中8 型数控系统最大支持接入20 个温度传感器。故障诊断技术：为了快速对故障进行定义，减少维修时间，华中8 型数控系统还提供了智能化诊断的模块，当故障发生时，除了提示对应的报警信息，还可以根据领域专家提供的诊断信息、当前系统的状态以及自检结果直接或通过交互的方式给出故障原因及排除方法。

机床配置的华中数控HNC-848D/M 数控系统采用模块化、开放式体系结构，基于具有自主知识产权的NCUC 工业现场总线技术。支持总线式全数字伺服驱动单元和绝对值式伺服电机，支持总线式远程I/O 单元，集成手持单元接口，采用电子盘程序存储方式，支持CF 卡、USB 、以太网等程序扩展和数据交换功能。

该五轴车铣复合加工中心已经在某重点航天装备制造企业批量使用，与配置其他国外高端品牌数控系统的数控机床组线用于加工航天装备关键零部件。

该产线一共配置有4 台车铣复合加工中心，其中配置有华中数控2 套华中8 型高档数控系统，对标该产线中2 台德国知名高端数控系统。该产线全自动化生产的主要指标包括：自动化物流、自动化上下料、自动定位与夹紧、自动加工与在线测量报告、人工装配区自动物流、信息数字化控制与流通等。

配置华中数控HNC-848D/M数控系统的五轴车铣复合加工中心

配置华中8型系统的加工生产线

案例4：华中数控与日发精机批量生产五轴立式加工中心应用于航天制造领域

华中数控与浙江日发精密机械股份有限公司合作，针对航空航天装备关键零件的高效数控切削和柔性生产线组线等需求，批量生产配置华中数控848D 型高档数控系统的RFSV1500 型五轴立式加工中心。目前，该机型已经形成批量销售，应用于航天装备制造领域关键零件的数控加工。

RFSV1500 型五轴立式加工中心具有一次装夹完成铣、钻、镗、铰、攻丝多工艺复杂曲面零件加工能力，适用于航空、航天、汽车、预警装备等领域关键零件数控加工需求。

（1 ）机床主要特点

高动态性能：直线轴最大加速度1.1G ，进给速度10m/min ，快移20m/min 。

高加工精度：定位精度5 μm ，重复定位精度3 μm ，铣削孔圆柱度5 μm 以内（孔直径100mm ）。

高主轴配置：采用大扭矩电机，适配机械主轴，适合大背吃刀量切削；

3+2 工作台：避免多次装夹，一次加工多个平面；可以使用刚性更高的切削刀具与表面行成一定的角度加工，减少刀具移动距离；可以根据产品灵活调整工作台。

高精度液压夹具：迅速对工件进行定位和夹紧，无需校正，提高效率，用于大批量加工。

RFSV1500型立式五轴加工中心

数控系统主要功能：RFSV1500 五轴立式加工中心主要应用华中HNC-848D 数控系统的五轴联动功能、五轴RTCP 功能、五轴RTCP 速度校验功能、五轴标定功能、五轴定向加工功能、五轴定向刀具半径补偿功能、旋转轴结构误差补偿功能、刀具矢量编程功能、法向进退刀功能、刀具测量和工件测量、空间误差补偿和全闭环控制功能、智能产线适配的全开放式网络接口功能、加工大数据采集和监控功能等高档控制功能。

配套华中数控HNC-848D 高性能数控系统的RFSV1500 五轴立式加工中心目前已在重点领域实现批量应用，用于航空航天装备关键零部件的数控加工、乘用车双离合变速器换挡毂等复杂零件的数控加工等，满足了这些高端制造领域的制造需求。

三、项目经验

1. 关键设备，自主可控

为了确保航天产品质量，缩短制造周期，航天制造企业对数控机床和数控系统的自主可控、可靠性等提出了更高要求。以往我国航天制造领域大多数采用进口数控机床和数控系统，关键制造设备，受制于人，存在巨大风险。

华中数控与相关机床企业、用户企业紧密合作，努力推动全国产数控机床在航天大型零件制造中的示范应用。国产高端数控机床及共性技术的可靠性、稳定性、实效性等得到了充分验证，关键制造装备，实现了自主可控。同时，通过相关标准及规范的推广，实现国产高档数控机床的推广应用，对新一代航天装备制造水平的发展具有重要意义。

2. 批量使用，提高效率

航天装备制造的特点是多系列、多品种、变批量复杂结构件的混线生产与柔性制造，对制造装备的配套能力、工艺方案提出了很高要求。

华中数控与相关机床企业、用户企业紧密合作，实施国产高档数控装备与工艺系统的整体解决方案，开展国产高档数控装备、数控系统、刀具及共性技术在航天制造企业的规模化应用验证，实现了国产高档数控装备在航天领域柔性制造条件下的规模化示范应用。

3. 组线使用，智能制造

航天装备制造技术在数控化和信息化等方面都有很大提升后，下一步重点是设备组线、联网，实现产品智能制造。但是苦于进口设备的封闭性，不同厂家接口互不兼容，产品技术老化等，很难实施成套生产线及智能制造解决方案。

华中数控与相关机床企业、用户企业紧密合作，实现了航天装备国产数控系统设备组线和连线，大大提升了航天复杂结构件数控加工柔性和工艺适应性。

供稿：武汉华中数控股份有限公司，北京工研精机股份有限公司，四川普什宁江机床有限公司，上海拓璞数控科技有限公司，浙江日发精密机械股份有限公司

责编：李华翔

供稿：武汉华中数控股份有限公司，北京工研精机股份有限公司，四川普什宁江机床有限公司，上海拓璞数控科技有限公司，浙江日发精密机械股份有限公司

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