雅鈳瑪?YOHOMA
納博特斯克?Nabtesco
凱士士?KSS
首先我們分析了五軸機(jī)床配合上創(chuàng)造性?shī)A緊策略，發(fā)揮設(shè)備優(yōu)勢(shì)的思路。而之所選用五軸，是因?yàn)樗敲鎸?duì)異形復(fù)雜零件高效、高質(zhì)量加工難題時(shí)的重要手段。
那么，今天就讓小編給大家聊一聊五軸相關(guān)內(nèi)容。
五軸加工的特性
一次裝夾5面加工
五軸加工中心最大的特點(diǎn)就是一次性裝夾可以把五個(gè)面都加工。也就是所謂的加工角度避讓。如果是聯(lián)動(dòng)機(jī)床，C軸能夠無(wú)限制旋轉(zhuǎn)，A軸大約能做到130度旋轉(zhuǎn)。這些設(shè)備特性使得加工時(shí)不會(huì)發(fā)生干涉。
這樣帶來(lái)的好處在于一次裝夾既可以完成加工，即避免了多次裝夾所帶來(lái)的重復(fù)定位誤差。同時(shí)一次裝夾也節(jié)約了大量的時(shí)間，提高了工作效率。能夠減少?gòu)漠a(chǎn)品到發(fā)貨的時(shí)間，減少庫(kù)存貨量。
部分零件的唯一加工手段
目前它也是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、汽車機(jī)輪子、大型柴油機(jī)曲軸等等加工的唯一手段。
五軸RTCP是什么？
RTCP，在高檔五軸數(shù)控系統(tǒng)里，認(rèn)為RTCP即是Rotated Tool Center Point，也就是我們常說(shuō)的刀尖點(diǎn)跟隨功能。
不僅是刀尖點(diǎn)跟隨
在五軸加工中，追求刀尖點(diǎn)軌跡及刀具與工件間的姿態(tài)時(shí)，由于回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生刀尖點(diǎn)的附加運(yùn)動(dòng)。數(shù)控系統(tǒng)控制點(diǎn)往往與刀尖點(diǎn)不重合，因此數(shù)控系統(tǒng)要自動(dòng)修正控制點(diǎn)，以保證刀尖點(diǎn)按指令既定軌跡運(yùn)動(dòng)。
嚴(yán)格意義上來(lái)說(shuō)，RTCP功能是用在雙擺頭結(jié)構(gòu)上，是應(yīng)用擺頭旋轉(zhuǎn)中心點(diǎn)來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償。而類似于RPCP功能主要是應(yīng)用在雙轉(zhuǎn)臺(tái)形式的機(jī)床上，補(bǔ)償?shù)氖怯捎诠ぜD(zhuǎn)所造成的的直線軸坐標(biāo)的變化。其實(shí)這些功能殊途同歸，都是為了保持刀具中心點(diǎn)和刀具與工件表面的實(shí)際接觸點(diǎn)不變。
雙轉(zhuǎn)臺(tái)五軸上的RTCP功能
在雙回轉(zhuǎn)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)中，第四軸的轉(zhuǎn)動(dòng)影響到第五軸的姿態(tài)，第五軸的轉(zhuǎn)動(dòng)無(wú)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(biāo)。
如上圖所示，機(jī)床第4軸為A軸，第5軸為C軸。工件擺放在C軸轉(zhuǎn)臺(tái)上。當(dāng)?shù)?軸A軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，因?yàn)镃軸安裝在A軸上，所以C軸姿態(tài)也會(huì)受到影響。同理，對(duì)于我們放在轉(zhuǎn)臺(tái)上面的工件，如果我們對(duì)刀具中心切削編程的話，轉(zhuǎn)動(dòng)坐標(biāo)的變化勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致直線軸X、Y、Z坐標(biāo)的變化，產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)的位移。而為了消除這一段位移，勢(shì)必機(jī)床要對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，RTCP就是為了消除這個(gè)補(bǔ)償而產(chǎn)生的功能。
那么機(jī)床如何對(duì)這段偏移進(jìn)行補(bǔ)償呢？接下來(lái)我們就來(lái)分析一下這段偏移是怎么產(chǎn)生的。
我們都知道旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)的變化會(huì)導(dǎo)致直線軸坐標(biāo)的偏移。那么分析旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)中心就顯得尤為重要。對(duì)于雙轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)機(jī)床，C軸也就是第5軸的控制點(diǎn)通常在機(jī)床工作臺(tái)面的回轉(zhuǎn)中心。而第4軸通常選擇第四軸軸線的中點(diǎn)作為控制點(diǎn)。
“真”“假”五軸之分
數(shù)控系統(tǒng)為了實(shí)現(xiàn)五軸控制，需要知道第5軸控制點(diǎn)與第四軸控制點(diǎn)之間的關(guān)系。即初始狀態(tài)（機(jī)床A、C軸0位置），第四軸控制點(diǎn)為原點(diǎn)的第四軸旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下，第五軸控制點(diǎn)的位置向量[U,V,W]。同時(shí)還需要知道A、C軸軸線之間的距離。對(duì)于雙轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)床，舉例如下圖所示。
講到這里，大家可以看出，對(duì)于有RTCP功能的機(jī)床，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，編程是獨(dú)立的，是與機(jī)床運(yùn)動(dòng)無(wú)關(guān)的編程。在機(jī)床上編程時(shí)，不用擔(dān)心機(jī)床運(yùn)動(dòng)和刀具長(zhǎng)度，所需要考慮的只是刀具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。舉個(gè)例子：
如上圖，不帶RTCP功能關(guān)的情況下，控制系統(tǒng)不考慮刀具長(zhǎng)度。刀具圍繞軸的中心旋轉(zhuǎn)。刀尖將移出其所在位置，并不再固定。
如上圖，帶RTCP功能開的情況下，控制系統(tǒng)只改變刀具方向，刀尖位置仍保持不變。X，Y，Z軸上必要的補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)已被自動(dòng)計(jì)算進(jìn)去。
我們常熟的“假”五軸機(jī)床在裝夾工件時(shí)需要保證工件在其工作臺(tái)回轉(zhuǎn)中心位置，對(duì)操作者來(lái)說(shuō)，這意味著需要大量的裝夾找正時(shí)間，且精度得不到保證。即使是做分du加工，假五軸也麻煩很多。而真五軸只需要設(shè)置一個(gè)坐標(biāo)系，只需要一次對(duì)刀，就可以完成加工。
下圖以NX后處理編輯器設(shè)置為例，說(shuō)明假五軸的坐標(biāo)變換：
如上圖，jia五軸是依靠后處理技術(shù)，將機(jī)床第四軸和第五軸中心位置關(guān)系表明，來(lái)補(bǔ)償旋轉(zhuǎn)軸對(duì)直線軸坐標(biāo)的位移。其生成的CNC程序X、Y、Z不僅僅是編程趨近點(diǎn)，更是包含了X、Y、Z軸上必要的補(bǔ)償。這樣處理的結(jié)果不僅會(huì)導(dǎo)致加工精度不足，效率低下，所生成的程序不具有通用性，所需人力成本也很高。
五軸加工實(shí)例
這里介紹3個(gè)案例，分別是車銑復(fù)合加工件、曲軸試制、差速器殼體的改進(jìn)實(shí)例：
產(chǎn)品加工時(shí)長(zhǎng)有效縮減案例
這是一個(gè)關(guān)于車銑復(fù)合零件的案例，目前僅加工一天就可以完成發(fā)貨。按照原先的加工方式使用加工中心，工藝上需要至少翻轉(zhuǎn)三次，需要2~3天才能完成。
曲軸加工時(shí)間縮減
這是關(guān)于曲軸試制的工藝流程改進(jìn)：大型鋼件，屬于定制化的零件，所以數(shù)量不多。按照之前的傳統(tǒng)工藝，批量從鍛件做到成品，時(shí)間大概需要兩個(gè)月。
但是使用復(fù)合加工機(jī)僅需一道即可成型，最后只需要放到曲軸磨床磨削完成最后一道工藝即可。
回避干涉的接近加工方法
這是一個(gè)加工差速器殼體的案例。之前車內(nèi)球面的加工方案是使用特殊刀具，需要人手工把刀具塞進(jìn)去，然后再將刀架拉過(guò)來(lái)進(jìn)行安裝。
但是如果使用五軸，直接可以使用普通刀具，并且無(wú)需人工塞刀，設(shè)備可以自動(dòng)塞進(jìn)去，包括裝夾時(shí)間能減少一半。
