五轴联动技术在我国的发展现状及前景

五轴联动技术在我国的发展现状及前景

前言：

机床作为“制造的母机”在某种程度上代表了一个国家制造业水平的高低，不仅与国家的航空航天、船舶、军工、科研、精密器械、高精医疗设备等行业有极大关系，而且与人们日常生活的方方面面息息相关。从某种意义上说，没有制造业的支撑就很难实现真正意义上的现代化。而五轴联动数控机床则象征着目前机床制造业的最高水准，是数控机床技术制高点之一，也是世界各制造大国不遗余力发展的重点对象。

关键词：五轴联动数控系统五轴头

英文翻译:

Machine tool as a "manufacturing machine tools" represents the level of a country's manufacturing industry in a way, not only related to the state's aerospace, marine, military, scientific research, precision instruments, high-precision medical device and other industries, but also closely related to all aspects of daily life.In a sense, there is no real modernization if depart from the support for manufacturing sector. The five-axis CNC machine tool manufacturing industry stands for the highest level present, is the commanding height of CNC machine tool technology, also is one of the key targets that large manufacturing countries spare no effort to development.

Key words:Five-axis NC system Five-axis head

1 五轴联动技术的发展脉络

1983年，日本东芝公司卖给前苏联几台五轴联动数控铣床，前苏联将其用于制造核潜艇推进螺旋桨，由于加工精度提高，使得螺旋桨在水中转动时候噪声大为下降，以至于美国的声纳无法侦测到前苏联核潜艇的动向,苏军潜艇能很好的隐藏在海底下。该数控机床的销售，也使得苏联的装备制造业上了一个档次，时至今日，美军的声纳也难以监听到俄军的潜艇了。由此可以看出，先进技术，尤其是装备制造业的先进技术对于一个国家的命运具有举足轻重的作用。当今世界瞬息万变，在更新换代大潮中迎头赶上，不断缩小与国际先进技术的差距，成了摆在我国装备制造业面前的头等大事。

近年来，在政策的支持和各科研机构的努力下，我国的五轴联动机床制造技术已经取得了长足的进步，一些国内优秀企业及科研单位，如齐二、济二、北京机电院等不辱使命，为打破国外的技术垄断做出了不可磨灭的贡献。2005年，北京机电院的五轴联动叶片加工中心获得中国机械工业科技进步一等奖。2009年，济南二机床负责开发研制的第一台XKV2745×200型双龙门移动式机械五轴联动数控镗铣床通过国家验收，打破国外技术垄断，解决了我国电力行业急需大型水轮机叶片加工设备的难题。齐二机床作为中国重型机床骨干企业之一，与清华大学合作研制的国际首创我国第一台新型大型龙门五轴联动混联机床。船舶制造业的核心部件有许多空间曲面类零件，大多是使用大型龙门铣镗床通过多轴联动加工出来的。齐重数控装备股份有限公司经过多年研究，成功研制了五轴车铣中心，对我国船舶制造业核心零件的自主产业化制造作出了贡献。在刚刚过去的中国国际机床展览会（CIMT2011）上，国内龙头企业沈阳机床集团以1600平方米展台的强大阵容，推出了25台具有国际化水准的高速复合精密化机床产品。齐二机床、齐重数控也分别携高精尖产品参展。其中齐二机床展出的TH6920A 型落地铣镗加工中心和VM50型立式车铣加工中心均是自主研发、填补空白的高端数控装备代表产品；齐重数控展出的高精数控行星架专用立式镗床、YK31600L数控滚齿机和高精数控双柱定梁立式车磨床等3台产品成为展会一大亮点。国内机床另一龙头企业秦川机床集团携QMK009数控圆锥齿轮磨齿机和QJK002数控圆锥齿轮铣齿机等多款新品参展。这两台新产品颠覆了世界上传统的弧齿锥齿轮加工机床设计、制造理念等技术，解决了我国大型重载圆锥齿轮的

热后精密加工难题，使我国在国际上处于大型高精密硬齿面锥齿轮制造的先进行列。在精度方面，北京机床研究所的高精度加工中心、宁江机械集团股份有限公司的NJ-5HMC40 卧式加工中心和交大昆机科技股份有限公司的TH61160 卧式镗铣加工中心都具有较高的精度，可与发达国家的产品相媲美。在产品市场销售上，江苏多棱、济南二机床、北京机电研究院、宁江机床、桂林机床、北京一机床等企业的产品，已获得国内市场的认同。行业在抗击金融危机的过程中，全面贯彻落实转变经济发展方式的精神，根据市场需求，开发了大批满足市场需求，尤其是重点用户需求的产品。可以看出，经过多年发展，中国机床产品已经有了质的飞跃，高端产品比重不断增加，数控化率连年增长，以精密、高性能和可靠性为主要目标的品牌战略，为传统品牌注入了新的内涵，成为新形势下机床行业未来发展的重要内生动力之一。[1][2]

尽管如此，我们应当清醒的认识到，我国与国际先进制造业强国的技术还存在较大差距，坚持走自主创新之路，是我国机床界的旗帜之一。近年来开发完成新产品多种，在五轴联动数控研发方面更是如此。与此同时，国外企业的技术和经验，可以为国内企业提供借鉴，他们的成长经验对于中国机械制造业中小企业很有参考价值以取长补短，促进企业发展。从国外的成功案例来看，核心技术是企业的灵魂，我国企业应当继续走自主创新与引进吸收国外先进技术，掌握具有自主产权的核心技术，提高企业乃至国家制造业的竞争力。总之，只有大力发展大型、精密、高速数控机床，我国的机床业才能真正进步。

五轴联动技术是一整套技术的集合，其中关系到多学科，在今后的发展中，我们应该集中力量发展五轴联动相关技术中的薄弱环节，以实现各方面的平衡发展，

2 重点发展的关键技术

2.1 高速、精密加工技术：

高速精密加工离不开各种高速、精密的元件和工艺的支持。如高速电主轴单元，高速进给机构，支持高速加工的高性能数控系统及测量系统，缺少任何一项都不能完成高速、精密加工。它不仅科技含量高、精密度高，而且可以很好的加工复杂曲面，它对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械和高精医疗设备等行业，有着举足轻重的影响力。数控机床回转轴运动的精度是工件的位置基