多主軸數(shù)控車床是在原臥式棒料多軸自動車床（Horizontal Multi-Spindle Bar Automatics）的基礎(chǔ)上，引進數(shù)控技術(shù)開發(fā)研制的高科技產(chǎn)品。

中國多軸車床發(fā)展史

中國自50年代末60年代初開始生產(chǎn)多軸車床，當時沈陽第三機床廠測繪前蘇聯(lián)的多軸車床，到64年自己開發(fā)出32mm棒料的C2132.6并投入批量生產(chǎn)。到90年代末，沈陽第三機床廠作為中國唯一生產(chǎn)多軸車床的廠家，為汽車、軸承、軍工等行業(yè)提供了從16mm到63mm各種規(guī)格的多軸車床近7000臺，在中國的經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮了重要作用。80年代，中國多軸車床成功打入國際市場，先后出口到羅馬尼亞400多臺，美國近40臺，還出口到伊朗、也門等中東地區(qū)。

沈陽創(chuàng)新數(shù)控設(shè)備有限公司自主開發(fā)的CK2120X6，是規(guī)格為20mm棒料的多主軸數(shù)控車床，是高科技產(chǎn)品，該產(chǎn)品添補了中國數(shù)控多軸車床的空白，是提高中國制造業(yè)水平不可或缺的高效、自動化的機加設(shè)備。

CK2120X6六主軸數(shù)控車床

多主軸數(shù)控車床繼承了傳統(tǒng)機械多軸車床高效、自動的優(yōu)點，克服了機械多軸車床柔性差的缺點。機械多軸車床由凸輪控制，它需要樣板刀和螺紋附具等大量專用刀具和附具來完成零件的加工，零件的生產(chǎn)準備和換批工作量大、周期長。數(shù)控多軸用先進的伺服電機取代了凸輪驅(qū)動，用數(shù)控直線插補、圓弧插補方式完型面和螺紋加工，用標準刀具取代了樣板刀和專用附具，降低了加工成本，縮短了生產(chǎn)準備時間。

這里用精度、效率和柔性三個指標，對機械多軸、單主軸數(shù)控車床和數(shù)控多軸作出比較：

CK2120X6六主軸數(shù)控車床的主軸鼓體裝有六根工作主軸，機床完成一個工作循環(huán)，主軸鼓體轉(zhuǎn)60°，夾持在工作主軸中的棒料依次經(jīng)過六個工位的縱、橫刀架的加工，完成車削外圓、端面、成形面、切槽、車螺紋和鉆孔、鉸孔、攻絲等，機床在切斷工位還可以安裝抓取附具加工零件背面，完成一個零件的全部工序。機床工作時六個工位的縱、橫十幾把刀具同時切削，機床的送料、夾料等輔助動作與切削工位的加工同步進行，機床具有很高的工作效率，最短單件加工時間只有2-3秒。由于工件全部加工在一次裝夾中完成，保證了加工質(zhì)量。

2004年開始，沈陽創(chuàng)新數(shù)控有限公司對開發(fā)數(shù)控多軸的技術(shù)難度和市場前景作了全面的分析論證，同時對關(guān)鍵結(jié)構(gòu)三齒盤定位做了試驗臺進行中間試驗，通過技術(shù)攻關(guān)，掌握了大量的經(jīng)驗和數(shù)據(jù)，為數(shù)控多軸新產(chǎn)品的開發(fā)打下基礎(chǔ)。數(shù)控多軸車床產(chǎn)品的開發(fā)，首先瞄準了當代世界先進水平，作到一步到位，德國DMG、INDEX和瑞士TORNOS的數(shù)控多軸主要有兩種形式：一種主軸傳動仍是傳統(tǒng)方式，即六個主軸由一個伺服主電機帶動，當主軸變速時幾個主軸同時變速；另一種是更為先進的電主軸，主軸的速度都可以單獨控制，可方便的實現(xiàn)單主軸的定向停車和變速。后一種方式雖然更適應(yīng)加工有橫向鉆孔、銑槽等工藝要求的零件，但機床結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高，而且此類零件并不多，這類數(shù)控多軸在市場上占有率較少，中國近期引進的瑞士的TORNOST多主軸數(shù)控車床都為性價比較高的第一種類型。

技術(shù)攻關(guān)中，主軸鼓6個主軸孔和一個中心孔的加工最為關(guān)鍵。主軸鼓是多軸車床的心臟，它是保證機床零件加工精度的基礎(chǔ)。德國多軸車床主軸鼓 7 孔位置精度為0.002-0.003mm，前蘇聯(lián)多軸車床主軸鼓 7 孔位置精度為0.005mm，國產(chǎn)多軸主軸7 孔精度為0.007mm。新產(chǎn)品CK2120X6主軸鼓 7 孔位置精度定為0.005mm，主軸鼓在瑞士西普座標鏜上加工也只能達到0.01mm左右，創(chuàng)新數(shù)控公司用了高精度鏜模和高精度轉(zhuǎn)盤等自主技術(shù)來解決這一難題。

工作主軸是保證機床正常工作的另一重要部件。由于CK2120X6規(guī)格小，要求主軸轉(zhuǎn)速要達到6000rpm，這對主軸孔的加工和主軸的裝配提出了很高的要求，創(chuàng)新數(shù)控公司設(shè)計了先進的套筒主軸，簡化加工和裝配的難度，套筒主軸是把主軸設(shè)計成一個獨立的工作單元，套筒主軸把主軸、軸承、隔套和主軸密封等零件都裝在一個套筒內(nèi)，作為一個獨立的部件，套筒主軸在機床總裝前就裝配和測試完成，可更好地保證質(zhì)量和簡化裝配工藝。多軸車床由于刀具多、切削量大，在機床工作時主軸在大量的切削液中工作，要求主軸密封要好，套簡主軸作為獨立的部件，主軸密封更容易作好。

主軸的旋轉(zhuǎn)由主電機經(jīng)過皮帶輪傳至中心傳動軸，中心傳動軸的尾端裝中心齒輪，中心齒輪與周邊的六個主軸齒輪嚙合將主電機的轉(zhuǎn)動傳至六根工作主軸，工作主軸最高轉(zhuǎn)速為6000轉(zhuǎn)，這時中心齒輪運動的線速度接近50米/秒，在這么高的速度下傳統(tǒng)的潤滑方式完全不起作用，創(chuàng)新數(shù)控公司先后用噴霧潤滑、電磁潤滑泵和高壓定量噴射潤滑油等辦法來解決這一難題，高速齒輪潤滑問題的解決，不但攻下了數(shù)控多軸車床主傳動的關(guān)鍵，對解決其類似的機械結(jié)構(gòu)也有普遍意義。

數(shù)控系統(tǒng)是新產(chǎn)品成敗的又一關(guān)鍵，CK2120X6六主軸數(shù)控車床選用的是德國Rexroth（力士樂）公司的MTX數(shù)控系統(tǒng)，MTX系統(tǒng)有12個NC通道可同時執(zhí)行12個任務(wù)，控制64個伺服軸，可以最多指定32個為主軸。系統(tǒng)程序塊處理時間小于1ms，是一種多過程、并行控制、高響應(yīng)、高精的高檔數(shù)系統(tǒng)；在新產(chǎn)品中，力士樂MTX數(shù)控系統(tǒng)控制5個兩座標的復(fù)合刀架、一個單座標的刀架和6個工具主軸，共17個直線伺服軸；控制一個主電機、4個工具主軸旋轉(zhuǎn)電機和一個轉(zhuǎn)位電機共6個旋轉(zhuǎn)伺服軸，共23個伺服軸。

多主軸數(shù)控車床是一種高精度、高效率機床，它有十幾個過程幾十個伺服軸同時工作，并要求在幾秒種內(nèi)完成一個工作循環(huán)，傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)對各控制軸的計算處理只能通過CPU按順序分配給各軸，這樣就會產(chǎn)生延遲，很難保證各刀具加工時間的匹配，如果延遲增大到一定程度，造成實際值與理論值產(chǎn)生偏差，降底了加工精度。

MTX系統(tǒng)是先進的多通道、并行控制系統(tǒng)，它采用了一種所謂虛擬凸輪的理論，對各伺服直接控制，無須其它處理轉(zhuǎn)換，避免了加工過程中的編譯和計算，消除了控制中的延遲因素，很好的適應(yīng)了CK2120X6的控制要求。

數(shù)控多軸車床產(chǎn)業(yè)化前景

在中國，使用傳統(tǒng)多軸最多的是汽車、軸承、軍工等行業(yè)，還有拖拉機、紡織機械、水暖器材、醫(yī)療器械和電聲器材等。一汽、二汽是過去傳統(tǒng)多軸車床最大的用戶，生產(chǎn)如輪胎螺母、球頭銷等汽車非標標件；一些為汽車廠配套的的行業(yè)如油泵油咀、火花塞等也大量采用多軸車床；北京油泵油咀廠建廠時有70多臺多軸車床，無錫油泵油咀廠也使用了大量的多軸車床，南京電磁廠用多軸來加工火花塞殼體。另外摩托車行業(yè)也值得關(guān)注，重慶紅宇機械廠用多軸車床加工摩托車軸承。

在軸承行業(yè)，哈爾濱軸承廠和洛陽軸承廠是使用多軸車床的大用戶，過去有多軸車床近百臺，洛陽軸承廠用機床三廠多軸車床聯(lián)線的308軸承加工自動線是全國第一條機械加工自動線，機床三廠開發(fā)的16毫米棒料小規(guī)格多軸C2116.6，是專門為貴州虹山等軸承廠加工微型軸承套圈的，據(jù)了解在福州、廈門一帶，生產(chǎn)這種微型軸承的廠家很多。

關(guān)于軍工行業(yè)，多軸車床應(yīng)用比較多的場合是加工炮彈引信，也有加工炮彈彈體和彈殼的，西安慶安公司用過多軸車床加工30航炮的彈體，沈陽724廠也在使用多軸車床。

IT產(chǎn)業(yè)的微軸（精密軸）的加工，現(xiàn)在大部分用單軸自動車床，如果用數(shù)控多軸車床，可以使這些企業(yè)在不增加面積的情況下，加工能力翻倍，這樣的廠家很多，大連大顯精密軸廠就是生產(chǎn)規(guī)模較大的一個。

在國外市場方面最有希望是北美地區(qū)。美國是多軸車床擁有量最多的國家，大約有各類多軸車床6萬余臺，現(xiàn)在正處在淘汰更新階段，美國和加拿大等國現(xiàn)在都要從歐洲進口多軸車床，因價格太高而無法大量引進。

原沈陽第三機床廠生產(chǎn)的機械多軸車床，在繼出口羅馬尼亞后，90年代開始打入美國市場，當時的機床三廠與美國開來(CALEB)公司簽了在美國銷售國產(chǎn)多軸車床的協(xié)議，后來通過美國的一家修理多軸車床的KEY公司先后在美國銷售了近40臺國產(chǎn)多軸車床。

多主軸數(shù)控車床解決了機械多軸柔性差的問題，適應(yīng)當前產(chǎn)品更新?lián)Q代快的形勢。作為過去大量使用老機械多軸車床企業(yè)的替代產(chǎn)品，具有很大的市場潛力。近十幾年來，很多國外的汽車行業(yè)打入中國市場，在國內(nèi)投資建廠的企業(yè)，往往要求按國外的工藝選配加工設(shè)備。多主軸數(shù)控車床由于它高效自動和保證了零件的加工質(zhì)量，是很多汽車零件加工設(shè)備的首選。上海寶鋼與加拿大合資的科寶汽車傳動軸廠就是一個典型，加拿大投資方要求按加拿大的生產(chǎn)工藝配備多主軸數(shù)控車床，由于國產(chǎn)數(shù)控多軸價格的優(yōu)勢，很多企業(yè)曾表示將采用我們的數(shù)控多軸車床，類似這樣的情況在還有很多。

目前，用于機加設(shè)備的數(shù)控技術(shù)日趨成熟，中國購買國外的一些高檔數(shù)控系統(tǒng)也不再受限制，這是開發(fā)多主軸數(shù)控車床的一個有利條件。

CK2120X6六主軸數(shù)控車床不僅代表了國家制造業(yè)的水平，也是市場潛力大的一個適銷對路產(chǎn)品。目前歐洲的同類產(chǎn)品售價在600到1500萬人民幣左右，而國產(chǎn)的數(shù)控多軸只在200到300萬人民幣之間，這個價格國內(nèi)一些企業(yè)可以接受，在國際市場也具有很強的競爭力。

多主軸數(shù)控車床是一種高效自動化的設(shè)備，對提高人力和物資資源的利用，提高中國機加行業(yè)的加工水平都是一個必不可少的產(chǎn)品，經(jīng)濟和社會效益顯著。