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几种龙门镗铣加工中心的对比

 龙门镗铣加工中心在总体布局上分定龙门和动龙门,同时还分定梁和动梁。桥式布局方式也属于动龙门的一种形式。在这里我们主要把龙门移动工作台固定和定龙门工作台移动,在形式上和精度上做一比较。随着信息技术和计算机数字化技术不断发展,数控机床的性能和效率也不断在提高。目前档次较高的数控系统已经具备高效、高精度,适应于复杂曲面和空间孔系的加工,但对机床整体就要求刚性好、精度高、有热变形补偿、切削力强、稳定性佳、数控系统反响速度快,有自动监控等功能。

对于定龙门数控镗铣加工中心也就是工作台移动数控机床,它的工作台移动有直流或交流伺服电动机通过蜗轮蜗杆、滚珠丝杆和齿轮齿条等形式进行对X轴向的传动,选择传动形式是根据不同长度和不同要求的重要。在工作台移动长度超过8m时,一般厂家都会采用双齿轮齿条这种传动的方式。工作台的运动轨迹是依照水平面的直线度和垂直于水平面的直线度两个方向运行的。保证加工产品的精度也是一项重要指标。这种定龙门数控机床X轴向的导轨长度是该工作台最大长度的2倍,其中不包括两侧防护罩的长度,所以对厂房来说占用面积较大。

工作台移动式数控龙门镗铣机床,它的工作台移动摩擦形式又可以分为动摩擦和静摩擦两种,在动摩擦形式里有多种如滚珠和滚柱加预载形式的直线导轨、滚动体导轨以及滚动和滑动结合的组合式复合导轨以及完全动摩擦等形式的结构形式。其中直线导轨和滚动体导轨比较适合轻载高速切削的加工,它运动均匀、低速运行时不易出现爬行现象。有较好的定位精度、牵引力小、精度保持性好、寿命较长、维修性强,但抗震和抗冲击能力较差。

有多家机床公司就采用了龙门移动的结构形式,制造生产了适合加工大型、重型产品的五面体加工中心。例如:具有代表性的德国科堡(WALDRICH  COBURG)和德国西斯(SCHIESS)和国内的北京第一机床厂等生产的工作台移动龙门加工中心。龙门框架移动式机床在制造技术和成本上都难于和高于工作台移动机床,制造成本大约高出25%。特别是在制造龙门架立柱运行时要做到同步,联接梁固定和稳定整机有着一定的难度。X轴走行时要承受整机重量,驱动力矩大动作迟缓有惯量,如果重量过轻会造成整机刚性质量下降而不稳定,有飘移震荡的现象。动梁动龙门框架移动五面体加工中心,在龙门框架移动采用了海登海因的“GANTRY”同步技术,并使整个框架结构件能具有高刚性、高精度承受重切削的能力,在龙门架移动的机构中,X 轴有X1和X2组成,通过双交流伺服电机无间隙齿轮齿条的驱动,并在海登海因高精度双光栅构成的全闭环检测系统回路中,X轴向在优选联接梁结构的作用下始终有X1作为主驱动位置轴,X2作为随动位置轴通过数控系统控制其均匀地进行不断地跟踪和补偿,使X2与X1始终保持同步,为了保证加工产品及零件在加工时不出废品和次品,在系统中设置了跟踪最大误差值,超过该数值即报警,机床停止工作。这种龙门框架移动加工中心的关键在于两条平行的X轴安装的基座的稳定性,它决定着导轨的精度,也决定着整个机床的精度,它不象工作台移动龙门加工中心,是整体框架结构互相干涉,而框架移动加工中心是不受工作台变形的影响,但两条X轴导轨始终要保持两个方向的平行,也要进行不断地检测和调整。其次X轴两个立柱运行时,虽然是采用了同步技术,但对两个轴的交流伺服电机的驱动器特性要求反响速度快,否则会造成瞬间的震荡而影响X轴的精确定位。