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概述航空发动机机匣加工用双主轴铣削加工中心的研发 　　　　1 加工中心的总体布局与技术参数 　　1.1 加工中心的总体布局 　　双主轴铣削加工中心采用立柱龙门式框架结构，设置有立式、卧式两个切削主轴，立式主轴位于横梁滑鞍上，卧式主轴位于右侧立柱滑鞍上，形成两个独立的十字滑台。机床工作台上安装有摇篮式旋转台，该旋转台可带动工件进行摆动与回转运动，与切削主轴完成法向切削。该加工中心具有5个直线运动轴、2 个旋转运动轴，即立式与卧式主轴各具备两个直线轴Y1、Z1、Y2、Z2，工作台的X轴，以及工作台上摇篮摆动轴A、工件旋转轴C。当进行铣削加工时，全部直线轴与两个回转台均有可能参与联动，完成特定的法向或特定姿态加工。该加工中心是根据航空发动机机匣的几何结构特性以及70%以上的材料去除率、难加工的镍基高温合金材料等工艺特点而研制的专用机床。龙门式框架结构具有良好的刚度，能够满足大功率切削需求，立式、卧式双主轴既可实现机匣的对称加工，也可分别对机匣同一部位的内壁与外型进行同步加工，不仅极大地提高加工效率，而且还能够有效地减少加工变形。 　　加工中心立式和卧式主轴的滑鞍与导轨连接均采用滚动、滑动复合导轨，在保证低速进给特性前提下增强导轨的承载能力;各直线驱动轴均采用重载高刚度滚珠丝杠，提高机床各轴的定位精度;两个回转轴均选用具有轴向、径向双向支撑的专用轴承，增加转台的稳定性，C轴转台采用力矩电机直驱式设计;立卧双主轴均采用液压重力平衡装置，提高机床稳定性。 　　1.2 加工中心的主要技术参数 　　双主轴铣削加工中心的主要技术参数包括： 　　(1)联动轴数：双通道七轴联动。 　　(2)行程与定位精度： 　　工作台行程(X)：2200mm; 　　立式主轴行程(Y1*Z1)：2650mm*1000mm; 　　卧式主轴行程(Y2*Z2)：450mm*700mm; 　　X/Y/Z定位精度：le;0.01/0.01/0.01mm。 　　(3)摇篮式旋转台： 　　摆动行程(A轴)：plusmn;115ordm;; 　　回转行程(C 轴)：360ordm;; 　　转台最高转速：11.1r/min; 　　转台连续回转扭矩：3800Nm; 　　转台锁紧扭矩：6500Nm。 　　(4)立式、卧式主轴功率和扭矩： 　　立式主轴最高转速：2500rpm(无级); 　　卧式主轴最高转速：4500rpm(无级); 　　立式主轴最大功率/扭矩：75kw/2000Nm; 　　卧式主轴最大功率/扭矩：37kw/500Nm。 　　(5)刀库形式： 　　双链式独立刀库，分置于龙门两侧，立式主轴刀库为立卧式换刀刀库，卧式主轴刀库为滑轨换刀式刀库。 　　2 数控系统的体系结构 　　2.1 硬件体系结构 　　本系统选用的是华中8 型全数字高档数控系统，是一种基于多处理器的开放式、总线式(NCUC)数控系统硬件体系结构，它主要由IPC 单元、HMI单元、HIO 单元、HSV单元等构成。 　　IPC 单元为嵌入式工业计算机模块，可运行Windows 和Linux 操作系统，两个IPC 单元构成主、从双处理器结构，分别实现立轴、卧轴两通道的控制功能;人机交互单元HMI包括显示、键盘和操作面板;HIO单元是外部输入/输出接口，通过总线方式实现与外部开关量、传感器的连接;HSV-180U交流伺服驱动单元实现与数控装置的高速数据交换。该数控系统采用分布式处理，支持多主结构，运用FPGA+DSP技术实现数控系统的运动控制和逻辑控制，提升了系统的性能[ 　　2.2 双通道并行控制技术 　　多通道并行控制技术可使用户同时执行几个程序，通过在几个程序间的信息交换来实现多任务的复杂控制。该系统中两通道间机床轴(如通道2 中Y2、Z2 轴与通道1 中的A、C轴)的同步并行实施方案采用的是主从通道方式，即以通道1 为主动通道，通道2 为跟随通道，根据工件的初始值绝对量和主动通道1的运动值，实时地计算出从动通道2 的机床轴的运动量进行控制，通过共享插补数据缓存区，实现不同机床轴数据间的同步存取，达到通道的重叠控制。 　　在双通道G代码文件中，每个加工文件必须与相关通道是一一对应的，并保证编程中所指定的受控通道编号必须与所选择的通道号相一致。在华中8 型数控系统中常用的通道控制指令有： 　　通道启动：G103 P p Q q，表示启动通道p 的指定程序q，通道p 采用二进制组合码方式，通道1、2、3 对应的十进制值分别为1、2、4; 　　等待标记：G104 P p L l，表示通道p 进入标记号为l 的等待状态; 　　等待标记：G105 P p，表示通道p 的等待结束;