驯服“工业巨兽”
HUAZHONGCNC
华中数控系统
如何化解重型加工难题
前言：
在装备制造领域的核心地带，屹立着一种“工业巨兽”——重型大型机床。它们肩负着加工航母甲板、航空发动机叶片等“国之重器”的重任，其性能直接关系到国家重大装备的制造水平。
然而，正是由于其“大”和“重”的特点，使得这些机床在加工过程中面临着普通机床难以想象的挑战。如何驯服这些“巨兽”，保证它们能稳定、精确地完成长达数十甚至数百小时的加工任务？答案在于一颗智慧的“大脑”——数控系统。
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01
重型机床加工技术之
双电机龙门同步消隙控制技术
Intelligent Technology
在大型龙门机床中，双电机驱动带来的同步性和背隙问题直接影响加工精度。华中数控采用虚拟主轴模式和扭矩偏置法，完美解决了这一难题。
虚拟主轴技术生成统一运动指令，确保两台电机从根源上同步；扭矩偏置法则通过施加反向预紧扭矩，使传动链始终紧贴一侧，彻底消除反向间隙。这项技术需要高速总线通讯和精密伺服控制的支撑，实现了龙门移动的平稳精确，为大型结构件加工提供了精度保障。
01
它要解决什么问题？
在大型龙门式机床中，横梁或龙门架通常由两台伺服电机分别在两侧驱动。理想情况下，这两台电机应该完全同步运动，带动横梁平稳地直线前进或后退。
但现实中，由于两大核心问题，会导致严重加工缺陷：
机械传动的“背隙”：
伺服电机与丝杠/齿轮之间、齿轮与齿条之间必然存在微小的间隙，这个间隙就是“背隙”。
当电机改变转向时，需要先克服这个间隙才能带动负载，从而产生位移滞后，即“空程误差”。
双电机“不同步”：
两台电机的特性不可能完全一致，负载分布、摩擦系数、传动链的微小差异都会导致两者速度或位置不同步。
轻微的不同步会导致横梁扭摆，严重时甚至会卡死，损坏电机和机械结构。
02
对数控系统的要求
实现这一高级功能，华中数控系统能够实现以下要求进行优化：
高速总线通讯：两个电机的控制指令必须绝对同步下发。这需要基于NC-Link高速实时工业总线，确保指令的微秒级同步。
高性能伺服驱动：驱动器必须能快速、精确地响应扭矩指令，并具备强大的过载能力以提供足够的偏置扭矩。
基于软件双轴同步控制：采用基于误差补偿的双轴驱动交叉耦合同步控制方式消除同步误差，实现高速同步控制；采用对等+主从同步方式，实时校正位置偏差，实现位置同步控制，同步误差更小。
双电机预载驱动双齿轮－齿条消除传动间隙技术：即采用两个电机分别通过各自的传动链，驱动两个小齿轮，对齿条产生反向张力，消除机械传动间隙，具有动态反应快、驱动能力强、运行平稳等优点，提高了进给动态性能。
02
重型机床应用案例
Intelligent Technology
01
大型五轴钻铆机
采用6通道42轴控制，用于重点领域特殊零件的钻铆加工。
02
自动钻铆复合机床
03
双通道双五轴大型蒙皮镜像铣削装备
04
龙门五轴车铣复合
05
法国里内桥式五轴龙门改造
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五轴联动高速龙门加工中心
五轴联动高速龙门加工中心，配套华中8型系统，用于大型复杂曲面零件加工。
07
五坐标数控龙门铣床U5
五坐标数控龙门铣床U5，AC摆头结构，配套华中8型系统，用于重点领域复杂曲面零件加工。
08
大型多工位多轴铺缠一体装备
大型多工位多轴铺缠一体装备，双通道，7轴RTCP，用于大型复杂结构件的加工。
09
七轴联动大型铺丝铺带设备
采用双通道控制方式，可实现两个铺缠平台的同时工作，具备七轴RTCP、断点续缠、Fgroup等铺缠设备的特殊功能，满足复杂网格筋回转体、Ω形结构件和大曲率外形复合材料结构件的自动铺放成型要求。
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3800mm环缝搅拌摩擦焊
配套华中8型的3800环缝搅拌摩擦焊，6通道52个轴，其中36个移动轴同步，用于重点领域大型HJ筒段焊接加工。
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立式车削中心
高端机床技术的发展历程，是一部从“机械精密”到“智能控制”的进化史。坐标镗技术代表了精度追求的极致，附件头补偿技术展现了柔性制造的智慧，双电机同步消隙控制体现了机电融合的艺术，镜像铣技术则开创了工艺创新的先河。
华中数控将继续深耕核心技术，为打造中国自主的高端制造装备体系贡献力量，推动中国从制造大国向制造强国迈进。