隨著制品智袭、零件設計上的高度創(chuàng)意化，由3次元自由曲面。如何能更快又更有效率的生產(chǎn)沖壓模及塑膠模等金屬模梳侨，不論在將生產(chǎn)移至海外或模式變換的延長、或是制造業(yè)面對如何降低制造成本等急劇的環(huán)境變化上日丹，都是非常急重要的對應策略走哺。所以，從金屬模的設計哲虾、生產(chǎn)管理及制造等工程上丙躏，必須利用電腦來進行資訊化及系統(tǒng)化。

　　在此前提下束凑，為了要能有更迅速及更高品位對金屬模進行加工晒旅，在此就以3次元形狀模式為基本，針對活用多軸控制自動加工機床的加工技術來加以述說汪诉。多軸控制自動加工機床是具有并進3軸废恋、回轉(zhuǎn)3軸的6軸控制。

　　多軸控制自動加工機床的利用

　　要使金屬模加工能更具效率及有更高的精度及品質(zhì)扒寄，須在其一旦設定於加工機械上後鱼鼓，即能進行多樣的加工。如此一來木冈，就可以減少因為階段更換所產(chǎn)生的裝置誤差及增加實際加工時間半摔。同時，我們也期望1臺機械能具有從粗加工到整理等多樣工程都能處理的復合加工機能演易。

　　多軸控制工作機械能進行具有特徵的加工脏偏。具有并進3軸及回轉(zhuǎn)2軸的5軸控制自動加工機床，比一般的并進3軸能有更多樣化的工具姿勢坝偶，所以能節(jié)省階段更換的時間掺胖，而且也可以進行懸吊形狀加工等復雜的加工冲雾。雖然在20多年前就已經(jīng)開始制造該種機械，但是因為5軸控制自動加工機床具有復雜的構造盾叭，十階鄞控制槽叮，所以只有在進行特殊的加工上才會使用。然而涩霞，在設計技術及控制技術都十分進步的今天津贩，從只要將工倫物設冤一次即可周行高效及高精度的優(yōu)點而言，被廣泛應用是可期待的睦绍。

　　然而尝江，一般的形狀加工上，為了要提高切削速度英上，必須將工具或工作物旋轉(zhuǎn)炭序。所以工作物旋型的加工法，其形狀必須是圓形組合苍日，而工具旋型的加工法惭聂，在加工位置則會留下à受到此一限制，就是因為必須有旋轉(zhuǎn)動作相恃。若能進行不受此限制的形狀加工辜纲，則加工形狀所受到的限制勢必減少。

　　因此拦耐，提出下列的新加工法耕腾，就是在多能自動加工機床的主軸上裝置適合加工形狀的非旋轉(zhuǎn)切削工具，并以3D方式來控制工具姿勢及位置杀糯。此種加工方式須采用6軸控制扫俺，且其切削速度和推送的速度相等，無法提高加工效率固翰，但卻適合要求高品質(zhì)的部位或旋轉(zhuǎn)工具無法進行加工之形狀涉姆。

　　若不進行6軸控制自動加工機床的主軸旋轉(zhuǎn)分度控制，而采用一般旋轉(zhuǎn)的話治盆，就變成5軸控制自動加工機床绳弯，若再將旋轉(zhuǎn)2軸固定的話，即可當做3軸控制自動加工機床來做用蛔交。若能活用6軸控制自動加工機床的特長末昂，即可得到很大的效果。

　　5軸控制加工的特征

　　利用珠頭銑床來進行自由曲面加工時镐访，在通十的部份可以將工具姿勢保持一定，且可維持一定的切削速度肮碗，所以能得到良好的面精度限榆。而凸面或曲率較小的曲面停就，則可使用平頭銑床，增大其(Pickfeed)笆唧，而提高了加工效率颈癌。

　　即使對懸吊的形狀工作物，不用重新設定也可進行加工岸裙。無論如何猖败，避開工具和工作物之間的互相干擾來生產(chǎn)工具的路徑是非常重要的。

　　具有此特徵的5軸控制自動加工機床的構造降允，是在3軸正交的并進驅(qū)動系統(tǒng)上又附加了旋轉(zhuǎn)傾斜2軸的構成上恩闻，又可分成將工作臺旋轉(zhuǎn)傾斜的工作臺傾斜型、將工具主軸旋轉(zhuǎn)傾斜的主軸傾斜型剧董、以及工作臺和工具主軸各具有一軸可旋轉(zhuǎn)傾斜型等3大類幢尚。

　　啟動5軸控制多能自動加工機床的軟體，是由兩動處理系統(tǒng)構成翅楼。等一種處理系統(tǒng)尉剩，針對球端銑刀或平頭銑床等任意形狀的工具，產(chǎn)生工具和工倫物避免發(fā)生互相干披之同時5軸控制工具路徑資料毅臊。

　　因為此處理不是依附在5軸控制自動加工機床的構造上理茎，所以將此處理軸體稱為主處理器。

　　5軸控制的加工管嬉，因為工具可對工倫物采取任意的姿功蜓，主軸側(cè)(主軸、工具宠蚂、卡盤)和工作臺側(cè)(工作臺丑辖、夾具、工作物等)間的干披就變成題所在夷朽。所以咏编，首先必須確立能自動回避干披的方法。

　　回避干擾的方法熄朴，和點群資料相似的工具形狀有關理侄，以各切削點的初期工具姿和以3次元系統(tǒng)的固體模式來定義工作物形狀的資料以進行內(nèi)外的判定，并調(diào)查有無干披的情形雾鸠。

　　若有干擾的情形時限牢，求取適當?shù)幕胤较蛳蛄浚瑳Q定不使切削點產(chǎn)生變化的新工具位置纪娄，最後即可求得不會發(fā)生干擾的工具姿勢戈裳。

　　第二種處理系統(tǒng)，則是以產(chǎn)生的資料為基本启毁，來制作實際上啟動5軸控制自動加工機床的資料之系統(tǒng)橘蹭，稱之為後處理器憔辞。後處理器是依附工作機械的構造上，為法單獨存在摊滔，它會考慮避免伴隨旋轉(zhuǎn)運動而產(chǎn)生過切等情形的線性阴绢、使面的進給速速度能保持一定的進給速度控制，并使各種工具姿勢下的切削速度保持一定的主軸旋轉(zhuǎn)數(shù)控制等艰躺，將資料變換成各軸的動作呻袭。

　　我們以相片1中的葉輪形狀來做為5軸控制自動加工機床的加工實例。其形狀是由圓柱及自由曲面所構成腺兴，3軸控制不但加工困難左电，同時也會有工具干擾的問題。粗加工及外形以3軸來進行含长，翼面及翼面間的狹窄部份則以5軸同時來加工券腔。實線代表工具中心點及工具軸向量。在突出部份拘泞，會進行工具干擾回避纷纫。相片2是加工後的形狀。

　　5軸控制加工使用的切刃方面陪腌，大多是使用球端銑刀的尖端部份辱魁，若考慮整理面精度，也可以使用側(cè)面切削刃叼稍。

　　6軸控制加工的特征

　　使用非旋轉(zhuǎn)工具的話轨赦，可以進行旋轉(zhuǎn)工具因為打滑而無法處理的的切深，可以得到良好的加工面粗細度闻荠。因為非旋轉(zhuǎn)工具加工的切削速度及進給速度相等谈芬，可謂是適合整理的加工法。因此藻拟，為了提高整體的加工效率式蠢，粗加工到中整理為止，應采用切削速度較快的旋轉(zhuǎn)工具卑聚，利用5軸控制的控制法的進行加工遥妒，若無法進行加工或想得到良好的面精細度，則最好的方法就是采用6軸控制纽秽。

　　(a)是曲面精度良好的整理珍询。至於旋轉(zhuǎn)工具，為了整理曲面掰腌，必須使盡量縮小策橘，工具也必須不斷的移動。非旋轉(zhuǎn)工具是以具有和曲面形狀相吻合的切削刃形狀之工具沿著形狀移動，而得到平滑的表面役纹，所以可采用較大的且移動的次敗較少即可完成整理偶摔。

　　(b)是在曲面上進行非對稱斷面形狀溝的任何形狀加工暇唾。溝角部的一方有促脉，另一方則為四角形時，無法以旋轉(zhuǎn)工具來進行加工策州，而可以具有和溝斷面相同之形狀的非旋轉(zhuǎn)工具來進行加工瘸味。

　　(c)於曲面和曲面的交線加工時，因為交線具有形狀特徵够挂，所以稱之為特質(zhì)線加工旁仿。使用旋轉(zhuǎn)工具的話，交線具有孽糖，所以無法得到銳利的交線枯冈。而非旋轉(zhuǎn)工具，因可將切削刃控制在交線部份和兩個曲面的接面以垂直方向相接办悟，并同時延著交線移動尘奏，所以可以進行無的加工。

　　(d)是指凹處加工中鸦呆，使工作物的角罐有的加工瓣挂。此種角隅加工是旋轉(zhuǎn)工具無法處理的。以往都是以刻模放電加工或手工整理來處理畔香，現(xiàn)在可以利用非旋轉(zhuǎn)工具來進行加工类埋。

　　在具有上述特色的6軸控制加工中，必須有彈性支撐猪褐，以避免在進行非旋轉(zhuǎn)工具加工時產(chǎn)生跳痕鼓辈。所以在設計托架時，應考慮采取何種對策和蛀，另外失跷，也要預估彈性變形量及其方向來決冤其工具路徑。

　　非旋轉(zhuǎn)工具空間內(nèi)的任意位置上必須可以為任何姿勢咨锐，且須具有6個自由度持蓄。在加工機械的構成上，也可考慮在使用旋轉(zhuǎn)工具之5軸控制自動加工機床的主軸上配備分度功能系馁。

　　試作的6軸控制自動加工機床上臂外，其給軸(X軸)上配備有傾斜工作臺(A軸)，并可對具有旋轉(zhuǎn)工作臺(B軸)的5軸控制自動加工機床主軸(Z軸)進行分度旋轉(zhuǎn)(C軸)喇颁。其主軸可以在上下方向(Y軸)移動漏健。X、Y橘霎、Z的并進移動最小設定單位分別為0.1蔫浆，A殖属、B、C位為0.36秒瓦盛。C軸和主軸的旋轉(zhuǎn)速度相當洗显，5軸控制時則為高速旋轉(zhuǎn)。

　　此外原环，6軸控制時挠唆，必須有角度控制，而為了使工具的進給速度和切削速度相等嘱吗，必須具有高剛性的機械構造玄组。而在整理的切深量只會設定在數(shù)um，所以應要求較高的位置決定精度谒麦。

　　控制軟體必須在考慮工作物和工具的相互干擾前提下來生成工具路徑杏住，基本上，就是應該在5軸控制上加上主軸的旋轉(zhuǎn)分度控制援愁。其控制軟體是由生成回避工作物及工具間互相交換之CL資料的主處理器及制作以資料為基本并對應6軸控制自動加工機床構造之NC資的後處理器所共同構成贫拭，和4軸控制的情形相同，會在圖6中所示的每一種加工形態(tài)中產(chǎn)生適切的NC資料适系。

　　針對金屬模的迅速字拗、高品質(zhì)加工上如何活用多軸控制多能向動加工機床的新技術做了以上的說明。因為使用旋轉(zhuǎn)工具的5軸控制自動加工機床高骑，可以在較少的階段更換下進行復雜形狀的加工蝠盘，預估將會有更多人導入。

　　其次辈殃，有整理效率化及新加工法苔免，使用非旋轉(zhuǎn)工具的6軸控制加工法也是值得提倡的，只要設定時债案，從粗加工到整理都可以在高精度及高效率的情形下來進行的6軸控制復合加工機械之出現(xiàn)更启，對今後的金屬模生產(chǎn)將會產(chǎn)生很大的影響。 

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