隨著國內(nèi)數(shù)控技術(shù)的日漸成熟岸零，近年來五軸聯(lián)動數(shù)控加工中心在各領(lǐng)域得到了越來越廣泛的應用。在實際應用中鱼灶，每當人們碰見異形復雜零件高效竞蹲、高質(zhì)量加工難題時，五軸聯(lián)動技術(shù)無疑是解決這類問題的重要手段信高。越來越多的廠家傾向于尋找五軸設備來滿足高效率闸衫、高質(zhì)量的加工。但是诽嘉，你真的足夠了解五軸加工嗎楚堤？

五軸加工

想要真正的了解五軸加工，首先我們要做的是要讀懂什么是五軸機床含懊。五軸機床（5 Axis Machining），顧名思義衅胀，是指在X岔乔、Y、Z滚躯，三根常見的直線軸上加上兩根旋轉(zhuǎn)軸雏门。A、B掸掏、C三軸中的兩個旋轉(zhuǎn)軸具有不同的運動方式茁影，以滿足各類產(chǎn)品的技術(shù)需求。而在5軸加工中心的機械設計上丧凤，機床制造商始終堅持不懈地致力于開發(fā)出新的運動模式募闲，以滿足各種要求。綜合目前市場上各類五軸機床晰奉，雖然其機械結(jié)構(gòu)形式多種多樣嘱庸，但是主要有以下幾種形式：

兩個轉(zhuǎn)動坐標直接控制刀具軸線的方向（雙擺頭形式）

兩個坐標軸在刀具頂端，但是旋轉(zhuǎn)軸不與直線軸垂直（俯垂型擺頭式）

兩個轉(zhuǎn)動坐標直接控制空間的旋轉(zhuǎn)（雙轉(zhuǎn)臺形式）

兩個坐標軸在工作臺上措抒，但是旋轉(zhuǎn)軸不與直線軸垂直（俯垂型工作臺式）

兩個轉(zhuǎn)動坐標一個作用在刀具上滥尉，一個作用在工件上（一擺一轉(zhuǎn)形式）

*術(shù)語：如果旋轉(zhuǎn)軸不與直線軸相垂直，則被認為是一根“俯垂型”軸精克。

看過這些結(jié)構(gòu)的五軸機床昼反，我相信我們應該明白了五軸機床什么在運動，怎樣運動硅魁∷埽可是，這么多樣化的機床結(jié)構(gòu)，在加工時究竟能展現(xiàn)出哪些特點呢啼康？與傳統(tǒng)的三軸機床相比厅揍，又有哪些優(yōu)勢呢？接下來就讓我們來看看五軸機床有哪些發(fā)光點凑逗。

5軸機床的特點

說起五軸機床的特點弹惦，就要和傳統(tǒng)的三軸設備來比較。生產(chǎn)中三軸加工設備比較常見悄但，有立式棠隐、臥式及龍門等幾種形式。常見的加工方法有立銑刀端刃加工檐嚣、側(cè)刃加工助泽。球頭刀的仿形加工等等。但無論哪種形式和方法都有著一個共同的特點嚎京，就是在加工過程中刀軸方向始終保持不變嗡贺，機床只能通過X、Y鞍帝、Z三個線性軸的插補來實現(xiàn)刀具在空間直角坐標系中的運動诫睬。所以，在面對下面這些產(chǎn)品時帕涌，三軸機床效率低摄凡、加工表面質(zhì)量差甚至無法加工的弊端就暴露出來了。

與三軸數(shù)控加工設備相比蚓曼，五聯(lián)動數(shù)控機床有以下優(yōu)點：

1. 保持刀具最佳切削狀態(tài)蘑慕，改善切削條件

如上圖，在左圖中三軸切削方式价烘，當切削刀具向頂端或工件邊緣移動時蕊欣，切削狀態(tài)逐漸變差。而要在此處也保持最佳切削狀態(tài)扶楣，就需要旋轉(zhuǎn)工作臺撤忆。而如果我們要完整加工一個不規(guī)則平面，就必須將工作臺以不同方向旋轉(zhuǎn)多次睬毒】蠊常可以看見，五軸機床還可以避免球頭銑刀中心點線速度為0的情況遣株，獲得更好的表面質(zhì)量蛀家。

2. 有效避免刀具干涉

如上圖，針對航空航天領(lǐng)域內(nèi)應用的葉輪革哄、葉片和整體葉盤等零件馅溉，三軸設備由于干涉原因無法滿足工藝要求。而五軸機床就可以滿足。同時五軸機床還可以使用更短的刀具進行加工劲阎，提升系統(tǒng)剛性绘盟，減少刀具的數(shù)量，避免了專用刀具的產(chǎn)生悯仙。對于我們的企業(yè)老板來說龄毡，意味在刀具成本方面，五軸機床將會給您省錢了锡垄！

3. 減少裝夾次數(shù)沦零，一次裝夾完成五面加工

如上圖可以看出五軸加工中心還可以減少基準轉(zhuǎn)換，提高加工精度货岭。在實際加工中路操，只需一次裝夾，加工精度更容易得到保證千贯。同時五軸加工中心由于過程鏈的縮短和設備數(shù)量的減少屯仗，工裝夾具數(shù)量、車間占地面積和設備維護費用也隨之減少搔谴。這意味著您可以用更少的夾具祭钉，更少的廠房面積和維護費用，來完成更高效更高質(zhì)量的加工已箫！

4. 提高加工質(zhì)量和效率

如圖，五軸機床可以采用刀具側(cè)刃切削坟荤，加工效率更高蕴节。

5. 縮短生產(chǎn)過程鏈，簡化生產(chǎn)管理

五軸數(shù)控機床的完整加工大大縮短了生產(chǎn)過程鏈挽沧，可以使生產(chǎn)管理和計劃調(diào)度簡化贷弧。工件越復雜，它相對傳統(tǒng)工序分散的生產(chǎn)方法的優(yōu)勢就越明顯糙官。

6. 縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期

對于航空航天窟潜、汽車等領(lǐng)域的企業(yè)，有的新產(chǎn)品零件及成型模具形狀很復雜鱼催，精度要求也很高翅栖，因此具備高柔性、高精度见毒、高集成性和完整加工能力的五軸數(shù)控加工中心可以很好地解決新產(chǎn)品研發(fā)過程中復雜零件加工的精度和周期問題谅褪，大大縮短研發(fā)周期和提高新產(chǎn)品的成功率。

綜上所述吴攒，五軸機床實在是有太多太多優(yōu)點张抄，但是五軸機床刀具姿態(tài)控制，數(shù)控系統(tǒng)，CAM編程和后處理都要比三軸機床復雜的多署惯！同時左驾，我們說到五軸機床，就不得不說真假五軸的問題极谊，我們都知道真假五軸最大的區(qū)別在于RTCP功能诡右，然而何謂RTCP，它是怎么產(chǎn)生的又該如何應用怀酷？下面我們就結(jié)合機床結(jié)構(gòu)和編程后處理來具體了解一下RTCP稻爬，了解他的真正面目。

關(guān)于RTCP

RTCP蜕依，在高檔五軸數(shù)控系統(tǒng)里桅锄，認為RTCP即是Rotated Tool Center Point，也就是我們常說的刀尖點跟隨功能样眠。在五軸加工中友瘤，追求刀尖點軌跡及刀具與工件間的姿態(tài)時，由于回轉(zhuǎn)運動肩蹬，產(chǎn)生刀尖點的附加運動虏向。數(shù)控系統(tǒng)控制點往往與刀尖點不重合，因此數(shù)控系統(tǒng)要自動修正控制點深酗，以保證刀尖點按指令既定軌跡運動皇腮。業(yè)內(nèi)也有將此技術(shù)稱為TCPM、TCPC或者RPCP等功能汁恍。其實這些稱呼的功能定義都與RTCP類似据值，嚴格意義上來說，RTCP功能是用在雙擺頭結(jié)構(gòu)上窃征，是應用擺頭旋轉(zhuǎn)中心點來進行補償瘾歉。而類似于RPCP功能主要是應用在雙轉(zhuǎn)臺形式的機床上，補償?shù)氖怯捎诠ぜD(zhuǎn)所造成的的直線軸坐標的變化芳潦。其實這些功能殊途同歸沧宠，都是為了保持刀具中心點和刀具與工件表面的實際接觸點不變。所以為了表述方便鹃漩，本文統(tǒng)一此類技術(shù)為RTCP技術(shù)蕾奴。

那么RTCP功能是怎么產(chǎn)生的呢？多年以前制圈，在五軸機床剛普及市場的時候植旧，RTCP概念被機床廠家大肆宣傳。彼時RTCP功能更像是為技術(shù)而技術(shù)的噱頭离唐，更多人是對其技術(shù)本身的熱衷和炒作病附。其實RTCP功能正好相反问窃，它不光是一項好技術(shù)，更是一項能為客戶帶來效益和創(chuàng)造價值的好技術(shù)完沪。擁有RTCP技術(shù)的機床（也就是國內(nèi)所說的真五軸機床）域庇，操作工不必把工件精確的和轉(zhuǎn)臺軸心線對齊，隨便裝夾覆积，機床自動補償偏移听皿，大大減少輔助時間，同時提高加工精度宽档。同時后處理制作簡單尉姨，只要輸出刀尖點坐標和矢量就行了。像我們之前說的那樣吗冤，在機械結(jié)構(gòu)上卓召，五軸數(shù)控機床主要有雙擺頭、雙轉(zhuǎn)臺沐虐、一擺一轉(zhuǎn)等結(jié)構(gòu)伶摄。

下文我們將以雙轉(zhuǎn)臺高檔五軸數(shù)控系統(tǒng)為例，詳細介紹一下RTCP功能阴些。

在五軸機床中定義第四軸和第五軸的概念：在雙回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)中第四軸的轉(zhuǎn)動影響到第五軸的姿態(tài)历劣，第五軸的轉(zhuǎn)動無法影響第四軸的姿態(tài)。第五軸為在第四軸上的回轉(zhuǎn)坐標佣深。

好了根丈，看完定義說明我們來解釋一下。如上圖所示吉蔬，機床第4軸為A軸使宽，第5軸為C軸。工件擺放在C軸轉(zhuǎn)臺上贫巴。當?shù)?軸A軸旋轉(zhuǎn)時，因為C軸安裝在A軸上隐户，所以C軸姿態(tài)也會受到影響炕婶。同理，對于我們放在轉(zhuǎn)臺上面的工件莱预，如果我們對刀具中心切削編程的話柠掂，轉(zhuǎn)動坐標的變化勢必會導致直線軸X、Y依沮、Z坐標的變化涯贞，產(chǎn)生一個相對的位移。而為了消除這一段位移危喉，勢必機床要對其進行補償宋渔，RTCP就是為了消除這個補償而產(chǎn)生的功能州疾。

那么機床如何對這段偏移進行補償呢？接下來我們就來分析一下這段偏移是怎么產(chǎn)生的皇拣。

根據(jù)前文严蓖，我們都知道是由于旋轉(zhuǎn)坐標的變化導致了直線軸坐標的偏移。那么分析旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)中心就顯得尤為重要氧急。對于雙轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)機床颗胡，C軸也就是第5軸的控制點通常在機床工作臺面的回轉(zhuǎn)中心。而第4軸通常選擇第四軸軸線的中點作為控制點吩坝。

數(shù)控系統(tǒng)為了實現(xiàn)五軸控制缩毯，需要知道第5軸控制點與第四軸控制點之間的關(guān)系。即初始狀態(tài)（機床A姐硬、C軸0位置）察遇，第四軸控制點為原點的第四軸旋轉(zhuǎn)坐標系下，第五軸控制點的位置向量[U,V,W]屁爵。同時還需要知道A菌熬、C軸軸線之間的距離。對于雙轉(zhuǎn)臺機床晚神，舉例如下圖所示炊撕。

講到這里，大家可以看出饮协，對于有RTCP功能的機床秦物，控制系統(tǒng)為保持刀具中心始終在被編程的位置上。在這種情況下啰价，編程是獨立的猿文，是與機床運動無關(guān)的編程。當您在機床上編程時起便，不用擔心機床運動和刀具長度棚贾，您所需要考慮的只是刀具和工件之間的相對運動。余下的工作控制系統(tǒng)將為您完成榆综。舉個例子：

如上圖妙痹，不帶RTCP功能關(guān)的情況下，控制系統(tǒng)不考慮刀具長度鼻疮。刀具圍繞軸的中心旋轉(zhuǎn)怯伊。刀尖將移出其所在位置，并不再固定判沟。

如上圖耿芹，帶RTCP功能開的情況下，控制系統(tǒng)只改變刀具方向挪哄，刀尖位置仍保持不變吧秕。X琉闪，Y，Z軸上必要的補償運動已被自動計算進去寇甸。

而對于不具備RTCP的五軸機床和數(shù)控系統(tǒng)是怎么解決直線軸坐標偏移這個問題呢塘偎？我們知道現(xiàn)在國內(nèi)很多五軸數(shù)控機床和系統(tǒng)都屬于假五軸，所謂假五軸稀渊，其實就是指不帶RTCP功能的機床战凿。真假五軸，既不是看長相也不是看五個軸是否聯(lián)動铐跷，要知道假五軸也可以做五軸聯(lián)動媒龟。假五軸的區(qū)別主要在于其沒有真五軸RTCP算法，也就是說假五軸編程需要考慮主軸的擺長及旋轉(zhuǎn)工作臺的位置涧兜。這就意味著用假五軸數(shù)控系統(tǒng)和機床編程時病囱，必須依靠CAM編程和后處理技術(shù)，事先規(guī)劃好刀路筹飒。

同樣一個零件继蚪，機床換了或者刀具換了，都必須重新進行CAM編程和后處理葡债。并且假五軸機床在裝夾工件時需要保證工件在其工作臺回轉(zhuǎn)中心位置杨朴，對操作者來說，這意味著需要大量的裝夾找正時間蓝垢，且精度得不到保證挑乓。即使是做分度加工，假五軸也麻煩很多漆枚。而真五軸只需要設置一個坐標系创译，只需要一次對刀，就可以完成加工墙基。

下圖以NX后處理編輯器設置為例软族，說明假五軸的坐標變換

↓↓

如上圖，假五軸是依靠后處理技術(shù)残制，將機床第四軸和第五軸中心位置關(guān)系表明立砸，來補償旋轉(zhuǎn)軸對直線軸坐標的位移。其生成的CNC程序X痘拆、Y、Z不僅僅是編程趨近點氮墨，更是包含了X纺蛆、Y、Z軸上必要的補償规揪。這樣處理的結(jié)果不僅會導致加工精度不足桥氏，效率低下温峭，所生成的程序不具有通用性，所需人力成本也很高蛆器。同時由于每臺機床的回轉(zhuǎn)參數(shù)不同芍惦，都要有對應的后處理文件，對于生產(chǎn)也會造成極大的不便和植。再者假五軸其生成程序無法改動固鹏，實現(xiàn)手工五軸編程基本沒有可能。同時因為沒有RTCP功能铅夷，其衍生的眾多五軸高級功能都無法使用鹰个，比如五軸刀補功能等。其實對于五軸機床來說场暮，它只是我們?yōu)榱藢崿F(xiàn)加工結(jié)果的工具骏拱，并無真假之分。重要的是我們的工藝決定了選用什么方式加工迁枪，相對而言难圣，真五軸機床性價比更高。

（前沿數(shù)控技術(shù)）

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開資料來源于互聯(lián)網(wǎng)冲肖，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡分享们豌，并不代表本站贊同其觀點和對其真實性負責，也不構(gòu)成任何其他建議阁危。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布玛痊、編輯整理上傳，對此類作品本站僅提供交流平臺狂打，不為其版權(quán)負責擂煞。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片趴乡、文字如涉及作品版權(quán)問題对省，請第一時間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認版權(quán)并按國家標準支付稿酬或立即刪除內(nèi)容晾捏，以保證您的權(quán)益蒿涎！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。