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“高档数控机床及基础制造装备”国家科技重大专项课题所研制的——
大型叶片型面加工六坐标联动数控砂带磨床通过鉴定
2011年5月14日,由东方电气集团东方汽轮机有限公司、北京胜为弘技数控装备有限公司、武汉华中数控股份有限公司和华中科技大学承担的“高档数控机床及基础制造装备”国家科技重大专项课题所研制的“大型叶片型面加工六坐标联动数控砂带磨床”,在四川省德阳市通过了由中国机械工业联合会组织的科技成果鉴定。
由北京机床研究所徐性初院士、上海电气集团姚俊、湖南大学盛晓敏、中国机床工具工业协会陈炎麟、北京机电院机床有限公司总工程师高琦、无锡透平叶片有限公司腾树新、哈尔滨汽轮机厂武皓、四川成发航空科技股份有限公司魏大春、西安航空发动机有限公司吴百通等九名国内知名专家、教授组成的鉴定委员会,听取了课题组所做的工作报告、技术报告、用户报告及查新报告,并且现场考察机床加工使用情况。专家组一致认为:所研制的大型叶片型面加工六坐标联动数控砂带磨床、数控系统、加工工艺及编程软件具有自主知识产权,创新性突出,总体技术达到同类产品的国际先进水平。
“六坐标联动数控砂带磨床”成果鉴定会会场
汽轮机叶片是发电装备的核心零件,其型面精度、表面质量、一致性影响到发电装备的能量转换效率。据悉,用于加工核电、火电等电站用汽轮机叶片形面加工的多轴联动数控机床是电力设备制造领域的高档关键设备。目前,我国一般采用手工抛磨方式加工大型叶片,叶面精度差,加工效率低,劳动条件非常恶劣。而此次通过鉴定的大型叶片型面加工六坐标数控砂带磨床是用于大型叶片的磨削抛光精密加工的高端数控机床,能够满足以新一代核电大型汽轮机末级叶片、次末级叶片为代表的大型叶片的精密磨削抛光加工。
东汽公司核能发电机叶片加工车间批量使用的大型叶片型面加工六坐标数控砂带磨床
2007年,东方汽轮机有限公司、北京胜为弘技数控装备有限公司、武汉华中数控股份有限公司和华中科技大学瞄准世界先进水平,产、学、研、用紧密结合,安排技术骨干全力参与,投入大量人力、物力,启动加工六坐标数控砂带磨床的研制工作。
2008年汶川大地震,位于四川汉旺镇的东汽生产基地损失极为惨重。东汽的德阳新基地建设,受到*高度关注。2010年,数控砂带磨床课题得到了《高档数控机床与基础制造装备》国家重大专项的立项支持。课题联合研制团队将结合东汽震后重建技改,建设一条由10台以上数控砂带磨床组成的大型叶片磨削抛光生产线,全部采用国家重点专项支持研发的华中8型总线式高档数控系统。该生产线的建设,将对我国二代半核电机组和三代核电机组的制造品质起到强有力的保障作用。另外,国内叶片制造的专业企业---无锡叶片厂也将购买该设备作为行业的示范应用。
目前,该机床已经交付东方电气集团东方汽轮机有限公司9台,用于核电汽轮机末级和次末级叶片精密磨削抛光生产,累计生产叶片超过数千片,所加工叶片质量较以往手工打磨有本质的飞跃。数控机床和数控系统的使用稳定可靠。据东汽公司核电低压转子装机测试反映,新设备所制造的叶片一致性非常好,低压转子在不经配重调整的情况下,高速动平衡效果已经优于法国某知名公司制造的转子。该型号设备荣获了中国机床工具工业协会授予的CCMT2008国产数控机床“春燕奖”,及国家能源局和工信部联合颁发的2010年度优秀合作项目奖。
2010年能源装备应用国产数控机床优秀合作项目 CCMT2008国产数控机床“春燕奖
鉴定会期间,专家组深入到东汽生产现场,实地了解机床和数控系统的使用效果、运行情况。该机床已批量用于核电叶片和大型汽轮机叶片的内弧、背弧、进汽边和出汽边的数控砂带磨削加工,保证了叶片的一致性和机组动平衡对叶片性能的要求,提高了表面质量,实现了复杂叶片的高效和高质量的磨削与抛光,替代了传统手工抛磨。由此,专家组一致认为该机床有以下三个创新点:
1、研制了中空C轴、BC双摆头结构、砂带浮动机构和砂带快换装置,提高了砂带磨削的刚性,实现了叶片随形抛磨和强力磨削一体化,形成了可移植的砂带磨削功能单元的模块化,在国际上具有独创性和先进性。
2、自主研制了六坐标联动数控砂带磨削国产专用高档数控系统。实现了三回转、三直线的六轴联动数控插补控制、小线段样条拟合、双驱同步控制和磨削压力控制技术,系统运行稳定可靠,满足了复杂叶片的多轴联动控制要求。
3、自主研发了叶片六坐标联动数控砂带磨削加工工艺编程软件,实现了六坐标联动双矢量编程算法、加工参数优化和仿真、后置处理等功能,提高了编程的智能化水平,实现了自动编程与自动加工。
专家们还参观了配华中8型高档数控系统的九轴数控钻孔机和五轴高速龙门双驱木工铣床。目前,九轴数控钻孔机已经在东方汽轮机公司天津风电公司投入使用。五轴高速龙门双驱木工铣床也已经在德阳东汽新基地调试完毕,专门用于风电浆叶加工。该机床的龙门移动轴,在双电机同步驱动下,可达到最高移动速度80米/分。
高档数控系统是机床装备的控制“大脑“。长期以来,五轴联动的高档数控系统国外对我国一直封锁限制。华中数控在国家重大专项的支持下,成功研制华中8型高档数控系统,实现了6轴联动,并在汽轮机行业重点企业东汽公司成功批量应用,这对我国高档数控系统的技术发展和示范推广有非常重要意义。组织本次鉴定会的中国机械工业联合会李冬茹副秘书长高兴地指出:高档数控机床国家重大专项实施过程中,这个课题是产、学、研、用相结合,主机、系统、用户工艺相结合,服务于重点领域的成功案例。
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在2011东博会的国产高档数控系统中独领风骚
——武汉华中数控股份有限公司
2011年6月28日-7月1日,第13届上海国际机床展(东博展)在上海新国际博览中心举行,华中数控积极参加本次展会,取得了很好的参展效果。拥有自主知识产权、达到国际先进水平的华中8型高档数控系统受到与会嘉宾的一致好评,许多机床制造企业展出配置华中数控系统的中、高档机床,特别是昆明机床公司、大连机床集团展出的高档数控重大专项研制机床,配置华中8型总线系统,实现了国产高档系统与重型、精密机床上配套的突破,全场瞩目。
上海国际机床展华中数控展位
一、重点展示华中8型高档数控系统最新研制和应用情况
本届展会上,华中数控集中展示了在高档数控国家科技重大专项的支持下,在公司前期技术和产品基础上,瞄准国际领先的高档数控系统技术水平,集中优势研发力量,自主研制的“华中8型”全数字高档数控系统。
“华中8型”具有多通道、多轴联动、高速高精加工能力,适应于数控车、铣、车削中心、立式卧式加工中心、车铣复合、5轴龙门机床等大型、重型、高速、精密数控机床以及各种专用加工设备。“华中8型”的研制实现了我国高档数控系统技术的整体跃升,将缩短我国与国外高档数控系统的技术差距。
截止2011年6月底,“华中8型”高档数控系统陆续与重大专项支持的29台高档数控机床配套,主要指标已达到国外高档数控系统的指标要求,陆续通过国家重大专项课题的验收,并且已经在重点行业和企业实现应用。如与东方汽轮机公司批量配套的大型砂带磨床建成的核电叶片生产线已经投入生产,与普什宁江机床公司配套的高精密卧式加工中心参加了中央组织的“十一五”重大科技成果展,与安阳鑫盛机床公司配套的车削中心已投入工程机械零件生产。
2011年3月,华中8型全数字高档数控系统在武汉通过了由湖北省科技厅组织的科技成果鉴定。由西安交通大学卢秉恒院士、北京航空航天大学郇极等14名国内知名专家教授组成的鉴定委员会一致认为该项成果已接近国际高档数控系统的先进水平,建议进一步加大投入,加强推广应用,扩大产业化规模,满足我国制造业需求。鉴定委员一致认为华中8型全数字高档数控系统具有以下三个创新点:
1、嵌入式一体化硬件结构,实现了NC与PC一体化,显著降低了系统功耗;
2、基于多种CPU的高档数控装置硬件平台和LINUX操作系统,完成了多种操作系统内核的改造和裁剪,实现了系统硬件可置换,软件可跨平台的功能;
3、模块化、层次化的开放式数控系统平台,系统二次开发功能强大。
2011年5月14日,由东方电气集团东方汽轮机有限公司、北京胜为弘技数控装备有限公司、武汉华中数控股份有限公司和华中科技大学合作研制的“高档数控机床及基础制造装备”国家科技重大专项项目——“大型叶片型面加工六坐标联动数控砂带磨床”,在四川省德阳市通过由中国机械工业联合会组织的科技成果鉴定。由徐性初院士、上海电气集团姚俊、湖南大学盛晓敏教授等九名国内知名专家教授组成的鉴定委员会一致认为,所研制的大型叶片型面加工六坐标联动数控砂带磨床、数控系统、加工工艺及编程软件具有自主知识产权,创新性突出,总体技术达到同类产品的国际先进水平。建议加强该成果的推广应用,进一步提升我国叶片加工质量及生产效率。参加本次鉴定会的中国机械工业联合会副秘书长李冬茹高兴的指出,这个项目是高档数控重大专项实施过程中,产、学、研、用结合,服务于重点领域的成功典范。
东汽公司核能发电机叶片加工车间批量使用的大型叶片型面加工六坐标数控砂带磨床
二、展出的配置华中系统的中、高档机床
在本届上海国际机床展(东博展)上,许多机床企业展出了配置华中数控中、高档数控系统参展的中、高档机床。特别是:昆明机床公司THM65160精密卧式加工中心,大连机床集团DLH-20高速车削中心,均配置华中8型总线系统,是高档数控重大专项研制机床,实现了国产高档系统在重型、精密机床上的配套,引起了参会嘉宾的高度关注。
配置华中8型高档系统的昆明机床公司THM65160精密卧式加工中心和大连机床集团DLH-20高速车削中心
其中,配置华中8型高档系统的昆明机床公司THM65160精密卧式加工中心是国内首次展出的全国产高档高档机床,以前该类型机床从未配置国产总线数控系统。长期以来,我国因受主机厂、国产功能部件配套水平的制约,大型精密卧式加工中心的整体水平与国外同类产品相比差距很大。昆明机床与华中数控等企业合作研制的该机床,将填补这一空白,更好地服务于中国航天、航空、能源、汽车等行业发展。
大连机床集团DLH-20高速车削中心的特点是高速、高精度、高刚性,配置华中8型总线系统和双轴闭环光栅尺,切削进给速度达到60米每秒,机床整体效能达到国际先进水平,已经被某重点航天企业订购。
其他展出的配置华中数控系统的中、高档机床还有:大连机床集团CLD20卧式数控车床,配置HNC-210A;福建省威诺数控有限公司M5V-320五轴加工中心,配置华中8型总线系统;南通科技投资公司VMCL600四轴联动加工中心(数控系统由华中数控与南通科技合作生产);六安金宇机床公司CK6180E数控车床,配置HNC-210A、CK6150E数控车床,配置HNC-19xp等。
福建威诺机床公司M5V-320五轴加工中心 南通科技投资公司VMCL600四轴联动加工中心