最近十年由于國(guó)家對(duì)機(jī)械加作業(yè)業(yè)的大力拔擢和制作作業(yè)的帶動(dòng)，數(shù)控機(jī)床工業(yè)得到了快速翻開。大型、高速、高精現(xiàn)已數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域的成為代名詞，

五軸加工(5 Axis Machining)，顧名思義，數(shù)控機(jī)床加工的一種形式。電主軸維修選用X、Y、Z、A、B、C中恣意5個(gè)坐標(biāo)的線性插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，五軸加工所選用的機(jī)床一般稱為五軸機(jī)床或五軸加工中心?？墒悄阏娴牧私馕遢S加工嗎？

五軸技術(shù)的展開

幾十年來, 人們普遍認(rèn)為五軸數(shù)控加工技術(shù)是加工接連、滑潤(rùn)、凌亂曲面的唯一手段。一旦人們?cè)谝?guī)劃、制作凌亂曲面遇到無法處理的難題, 就會(huì)求諸五軸加工技術(shù)。可是.....

五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控是數(shù)控技術(shù)中難度最大、運(yùn)用規(guī)模最廣的技術(shù), 它集核算機(jī)控制、高性能伺服驅(qū)動(dòng)和精密加工技術(shù)于一體, 運(yùn)用于凌亂曲面的高效、精密、主動(dòng)化加工。國(guó)際上把五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)作為一個(gè)國(guó)家出產(chǎn)設(shè)備主動(dòng)化技術(shù)水平的標(biāo)志。由于其特別的位置,特別是關(guān)于航空、航天、軍事工業(yè)的重要影響, 以及技術(shù)上的凌亂性, 西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家一直把五軸數(shù)控系統(tǒng)作為戰(zhàn)略物資施行出口許可證準(zhǔn)則, 對(duì)我國(guó)施行禁運(yùn), 約束我國(guó)國(guó)防、軍事工業(yè)展開。

前次金屬加工小編發(fā)的關(guān)于“東芝機(jī)**件”就是根據(jù)這個(gè)封鎖準(zhǔn)則！

與三軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控加工比較, 主軸維修從工藝和編程的角度來看, 對(duì)凌亂曲面選用五軸數(shù)控加工有以下長(zhǎng)處：

（1）前進(jìn)加工質(zhì)量和功率

（2）擴(kuò)展工藝規(guī)模

（3）滿意復(fù)合化展開新方向

可是，哈哈，又可是了。。。五軸數(shù)控加工由于干與和刀具在加工空間的位姿控制,其數(shù)控編程、數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比三軸機(jī)床凌亂得多。所以，五軸說起來簡(jiǎn)略，真實(shí)結(jié)束真的很難！別的要操作運(yùn)用好真的更難！

說到五軸，真的不得不說一說真假五軸？小編前段時(shí)間發(fā)布了一個(gè)“假五軸or真五軸？與三軸有什么區(qū)別呢？”的文章，其實(shí)文章中主要敘說了真假5軸的區(qū)別主要在于是否有RTCP功用，為此，小編專門去查找了這個(gè)詞！

RTCP,解釋一下，F(xiàn)idia的RTCP是“Rotational Tool Center Point”的縮寫，字面意思是“旋轉(zhuǎn)刀具中心”，業(yè)內(nèi)往往會(huì)稍加轉(zhuǎn)義為“盤繞刀具中心轉(zhuǎn)”，也有一些人直譯為“旋轉(zhuǎn)刀具中心編程”，其實(shí)這只是RTCP的成果。PA的RTCP則是“Real-time Tool Center Point rotation”前幾個(gè)單詞的縮寫。海德漢則將相似的所謂晉級(jí)技術(shù)稱為TCPM，即“Tool Centre Point Management”的縮寫，刀具中心點(diǎn)辦理。還有的廠家則稱相似技術(shù)為TCPC，即“Tool Center Point Control”的縮寫，刀具中心點(diǎn)控制。

從Fidia的RTCP的字面意義看，假定以手動(dòng)方法定點(diǎn)實(shí)行RTCP功用，刀具中心點(diǎn)和刀具與工件表面的實(shí)踐接觸點(diǎn)將保持不變，此刻刀具中心點(diǎn)落在刀具與工件表面實(shí)踐接觸點(diǎn)處的法線上，而刀柄將盤繞刀具中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，關(guān)于球頭刀而言，刀具中心點(diǎn)就是數(shù)控代碼的政策軌跡點(diǎn)。為了到達(dá)讓刀柄在實(shí)行RTCP功用時(shí)能夠單純地盤繞政策軌跡點(diǎn)（即刀具中心點(diǎn)）旋轉(zhuǎn)的目的，就有必要實(shí)時(shí)補(bǔ)償由于刀柄轉(zhuǎn)動(dòng)所造成的刀具中心點(diǎn)各直線坐標(biāo)的偏移，這樣才干夠在保持刀具中心點(diǎn)以及刀具和工件表面實(shí)踐實(shí)踐接觸點(diǎn)不變的狀況，改動(dòng)刀柄與刀具和工件表面實(shí)踐接觸點(diǎn)處的法線之間的夾角，起到發(fā)揮球頭刀的最佳切削功率，并有用躲避干與等效果。因此RTCP似乎更多的是站在刀具中心點(diǎn)（即數(shù)控代碼的政策軌跡點(diǎn)）上，處理旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的改動(dòng)。

不具備RTCP的五軸機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)有必要依托CAM編程和后處理，事前規(guī)劃好刀路，相同一個(gè)零件，機(jī)床換了，或許刀具換了，就有必要從頭進(jìn)行CAM編程和后處理，因此只能被稱作假五軸，國(guó)內(nèi)許多五軸數(shù)控機(jī)床和系統(tǒng)都屬于這類假五軸。當(dāng)然了，人家硬撐著把自己稱作是五軸聯(lián)動(dòng)也無可厚非，但此（假）五軸并非彼（真）五軸！

小編因此也咨詢了職業(yè)的專家，簡(jiǎn)而言之，真五軸即五軸五聯(lián)動(dòng)，假五軸有可能是五軸三聯(lián)動(dòng)，別的兩軸只起到定位功用！

這是粗淺的說法，并不是規(guī)范的說法，一般說來，五軸機(jī)床分兩種：維修電主軸一種是五軸聯(lián)動(dòng)，即五個(gè)軸都能夠一同聯(lián)動(dòng)，別的一種是五軸定位加工，實(shí)踐上是五軸三聯(lián)動(dòng)：即兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)定位，只需3個(gè)軸能夠一同聯(lián)動(dòng)加工，這種俗稱3+2形式的五軸機(jī)床，也能夠理解為假五軸。

怎樣？關(guān)于真假五軸的狀況您了解了嗎？有新的說法，歡迎留言評(píng)論！

本次關(guān)于RTCP功用也沒有進(jìn)行翔實(shí)的描繪，假設(shè)你對(duì)這方面感興趣，小編決議下次多搜集一些這方面的資料，給您回答！需求的話歡迎留言！

展開五軸數(shù)控技術(shù)的難點(diǎn)及阻力

我們?cè)缫颜J(rèn)識(shí)到五軸數(shù)控技術(shù)的優(yōu)越性和重要性。但到現(xiàn)在為止, 五軸數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用仍然局限于少數(shù)資金雄厚的部門, 并且仍然存在尚未處理的難題。

下面小編搜集了一些難點(diǎn)和阻力，看是否跟您的狀況對(duì)應(yīng)？

1.五軸數(shù)控編程抽象、操作困難

這是每一個(gè)傳統(tǒng)數(shù)控編程人員都深感頭疼的問題。三軸機(jī)床只需直線坐標(biāo)軸, 而五軸數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)形式多樣;同一段NC 代碼能夠在不同的三軸數(shù)控機(jī)床上獲得相同的加工效果, 但某一種五軸機(jī)床的NC代碼卻不能適用于所有類型的五軸機(jī)床。數(shù)控編程除了直線運(yùn)動(dòng)之外, 還要和諧旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的相關(guān)核算, 如旋轉(zhuǎn)角度行程查驗(yàn)、非線性過失校核、刀具旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)核算等, 處理的信息量很大, 數(shù)控編程極其抽象。

五軸數(shù)控加工的操作和編程技術(shù)密切相關(guān), 假設(shè)用戶為機(jī)床增添了特別功用, 則編程和操作會(huì)更凌亂。只需反復(fù)實(shí)踐, 編程及操作人員才干掌握必備的知識(shí)和技術(shù)。經(jīng)驗(yàn)豐富的編程、操作人員的缺少, 是五軸數(shù)控技術(shù)廣泛的一大阻力。

國(guó)內(nèi)許多廠家從國(guó)外購買了五軸數(shù)控機(jī)床, 由于技術(shù)培訓(xùn)和效勞不到位, 五軸數(shù)控機(jī)床固有功用很難結(jié)束, 機(jī)床運(yùn)用率很低, 許多場(chǎng)合還不如選用三軸機(jī)床。

2.對(duì)NC 插補(bǔ)控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)要求十分嚴(yán)格

五軸機(jī)床的運(yùn)動(dòng)是五個(gè)坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的合成。旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的參與, 不光加劇了插補(bǔ)運(yùn)算的擔(dān)負(fù), 并且旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的微小過失就會(huì)大幅度下降加工精度。因此要求控制器有更高的運(yùn)算精度。

五軸機(jī)床的運(yùn)動(dòng)特性要求伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有很好的動(dòng)態(tài)特性和較大的調(diào)速規(guī)模。

3.五軸數(shù)控的NC 程序校驗(yàn)尤為重要

要前進(jìn)機(jī)械加工功率，迫切要求淘汰傳統(tǒng)的“試切法”校驗(yàn)方法 。在五軸數(shù)控加工當(dāng)中，NC 程序的校驗(yàn)作業(yè)也變得十分重要， 由于一般選用五軸數(shù)控機(jī)床加工的工件價(jià)格十分昂貴， 并且磕碰是五軸數(shù)控加工中的常見問題：刀具切入工件；刀具以極高的速度磕碰到工件；刀具和機(jī)床、夾具及其他加工規(guī)模內(nèi)的設(shè)備相磕碰；機(jī)床上的移動(dòng)件和固定件或工件相磕碰。五軸數(shù)控中，磕碰很難猜測(cè)，校驗(yàn)程序有必要對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)及控制系統(tǒng)進(jìn)行歸納剖析。

假設(shè)CAM 系統(tǒng)檢測(cè)到過錯(cuò), 能夠立即對(duì)刀具軌跡進(jìn)行處理;但假設(shè)在加工進(jìn)程中發(fā)現(xiàn)NC 程序過錯(cuò)，不能像在三軸數(shù)控中那樣直接對(duì)刀具軌跡進(jìn)行批改。在

三軸機(jī)床上, 機(jī)床操作者能夠直接對(duì)刀具半徑等參數(shù)進(jìn)行批改。而在五軸加工中, 狀況就不那么簡(jiǎn)略了，由于刀具標(biāo)準(zhǔn)和方位的改動(dòng)對(duì)后續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)軌跡有直接影響。

4.刀具半徑補(bǔ)償

在五軸聯(lián)動(dòng)NC 程序中, 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功用仍然有用, 而刀具半徑補(bǔ)償卻失效了。以圓柱銑刀進(jìn)行接觸成形銑削時(shí), 需求對(duì)不同直徑的刀具編制不同的程序?，F(xiàn)在盛行的CNC 系統(tǒng)均無法結(jié)束刀具半徑補(bǔ)償,由于ISO文件中沒有供應(yīng)滿意的數(shù)據(jù)對(duì)刀具方位進(jìn)行從頭核算。用戶在進(jìn)行數(shù)控加工時(shí)需求頻頻換刀或調(diào)整刀具的切當(dāng)標(biāo)準(zhǔn), 按照正常的處理程序, 刀具軌跡應(yīng)送回CAM 系統(tǒng)從頭進(jìn)行核算。從而導(dǎo)致整個(gè)加工進(jìn)程功率十分低下。

針對(duì)這個(gè)問題, 挪威研究人員正在開發(fā)一種臨時(shí)處理計(jì)劃, 叫做LCOPS(Low Cost Optimized ProductionStrategy , 低耗最優(yōu)出產(chǎn)策略)。刀具軌跡批改所需數(shù)據(jù)由CNC 運(yùn)用程序輸送到CAM 系統(tǒng), 并將核算所得刀具軌跡直接送往控制器。LCOPS 需求第三方供應(yīng)CAM 軟件, 能夠直接連接到CNC 機(jī)床, 其間傳送的是CAM 系統(tǒng)文件而不是ISO 代碼。對(duì)這個(gè)問題的畢竟處理計(jì)劃, 有賴于引入新一代CNC 控制系統(tǒng), 該系統(tǒng)能夠識(shí)別通用格局的工件模型文件(如STEP 等)或CAD 系統(tǒng)文件。

5.后置處理器

五軸機(jī)床和三軸機(jī)床不同之處在于它還有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo), 刀具方位從工件坐標(biāo)系向機(jī)床坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化, 中心要通過幾次坐標(biāo)變換。運(yùn)用市場(chǎng)上盛行的后置處理器生成器, 只需輸入機(jī)床的基本參數(shù), 就能夠發(fā)生三軸數(shù)控機(jī)床的后置處理器。而針對(duì)五軸數(shù)控機(jī)床, 現(xiàn)在只需一些通過改良的后置處理器。五軸數(shù)控機(jī)床的后置處理器還有待進(jìn)一步開發(fā)。

三軸聯(lián)動(dòng)時(shí), 刀具的軌跡中不用考慮工件原點(diǎn)在機(jī)床作業(yè)臺(tái)的方位, 后置處理器能夠主動(dòng)處理工件坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系的聯(lián)系。關(guān)于五軸聯(lián)動(dòng), 例如在XYZBC 五軸聯(lián)動(dòng)的**銑床上加工時(shí), 工件在C 轉(zhuǎn)臺(tái)**置標(biāo)準(zhǔn)以及B 、C 轉(zhuǎn)臺(tái)相互之間的方位標(biāo)準(zhǔn), 發(fā)生刀具軌跡時(shí)都有必要加以考慮。工人一般在裝夾工件時(shí)要消耗大量時(shí)間來處理這些方位聯(lián)系。假設(shè)后置處理器能處理這些數(shù)據(jù), 工件的裝置和刀具軌跡的處理都會(huì)**簡(jiǎn)化:只需將工件裝夾在作業(yè)臺(tái)上, 測(cè)量工件坐標(biāo)系的方位和方向, 將這些數(shù)據(jù)輸入到后置處理器, 對(duì)刀具軌跡進(jìn)行后置處理即可得到恰當(dāng)?shù)腘C 程序。

6.非線性過失和獨(dú)特性問題

由于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的引入, 五軸數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)學(xué)比三軸機(jī)床要凌亂得多。和旋轉(zhuǎn)有關(guān)的第一個(gè)問題是非線性過失。非線性過失應(yīng)歸屬于編程過失, 能夠通過縮小步距加以控制。在前置核算階段, 編程者無法得知非線性過失的巨細(xì), 只需通過后置處理器生成機(jī)床程序后, 非線性過失才有可能核算出來。刀具軌跡線性化能夠處理這個(gè)問題。有些控制系統(tǒng)能夠在加工的一同對(duì)刀具軌跡進(jìn)行線性化處理, 但一般是在后置處理器中進(jìn)行線性化處理。

旋轉(zhuǎn)軸引起的另一個(gè)問題是獨(dú)特性。假設(shè)獨(dú)特色處在旋轉(zhuǎn)軸的極限方位處, 則在獨(dú)特色鄰近若有很小振動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)軸的180°翻轉(zhuǎn), 這種狀況恰當(dāng)危險(xiǎn)。

7.對(duì)CAD/ CAM系統(tǒng)的要求

對(duì)五面體加工的操作, 用戶有必要借助于老練的CAD/CAM 系統(tǒng), 并且有必要要有經(jīng)驗(yàn)豐富的編程人員來對(duì)CAD/CAM 系統(tǒng)進(jìn)行操作。

8.購置機(jī)床的大量出資

以前五軸機(jī)床和三軸機(jī)床之間的價(jià)格懸殊很大?，F(xiàn)在, 三軸機(jī)床附加一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸基本上就是普通三軸機(jī)床的價(jià)格, 這種機(jī)床能夠結(jié)束多軸機(jī)床的功用。一同, 五軸機(jī)床的價(jià)格也只是比三軸機(jī)床的價(jià)格高出30 %～ 50 %。

除了機(jī)床自身的出資之外, 還有必要對(duì)CAD/CAM系統(tǒng)軟件和后置處理器進(jìn)行晉級(jí), 使之適應(yīng)五軸加工的要求;有必要對(duì)校驗(yàn)程序進(jìn)行晉級(jí), 使之能夠?qū)φ麄€(gè)機(jī)床進(jìn)行仿真處理。