什么是五轴加工中心?你是否真正了解五轴机床的含义

数控软件的那些事 2024-08-23 01:13:44

随着智能化生产的普及,机械智能化的应用,人工劳动强度降低,生产效率和生产精度直线升高。特别是五轴加工中心机床设备在生产中的应用,更是将数控机床智能化加工发挥的淋漓尽致。

五轴加工中心机床,通常意义上是指X 、Y、Z、A、B、C中任意五个坐标的线性插补运动,又成为五轴五联动加工中心或五轴联动加工机床。

相对传统的三轴加工中心来说,五轴联动加工中心是数控技术中难度最高、应用范围最广的数控机床。它集合了计算机控制系统、高性能伺服电机、精密加工技术等为一体,应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工。在航空航天、军事军品、轨道交通、医疗器械等行业有着重要的应用。国际上把五轴联动数控技术作为一个国家生产设备自动化技术水平的标志,西方发达国家更是把五轴数控系统作为战略物质进行管控。

五轴加工中心

五轴加工中心与传统的三轴联动加工机床相比,从加工工艺和编程角度来看,相对复杂曲面加工来说,五轴更是有着得天独厚的优势,首先可以更好的提高加工质量和加工效率,其次,可以扩大加工工艺范围,第三,满足复合化发展新方向。当然,五轴加工优势多,但操作和编程等,也要比三轴复杂。

说到加工中心机床,其中有一个尤为关键的关键词不可漏掉---RTCP。很多客户也将五轴加工中心机床是否具有这个功能,来判断其机床是真五轴还是假五轴。通常意义上来说,RTCP是“Rotational Tool Center Point”的缩写,字面意思是“旋转刀具中心”,业内往往会稍加转义为“围绕刀具中心转”,也有一些人直译为“旋转刀具中心编程”,其实这只是RTCP的结果。PA的RTCP则是“Real-time Tool Center Point rotation”前几个单词的缩写。海德汉则将类似的所谓升级技术称为TCPM,即“Tool Centre Point Management”的缩写,刀具中心点管理。还有的厂家则称类似技术为TCPC,即“Tool Center Point Control”的缩写,刀具中心点控制。

五轴加工中心

从上述RTCP的介绍来说,假设以手动方式定点执行RTCP功能,刀具中心点和刀具与工件表面的实际接触点将维持不变,此时刀具中心点落在刀具与工件表面实际接触点处的法线上,而刀柄将围绕刀具中心点旋转,对于球头刀而言,刀具中心点就是数控代码的目标轨迹点。为了达到让刀柄在执行RTCP功能时能够单纯地围绕目标轨迹点(即刀具中心点)旋转的目的,就必须实时补偿由于刀柄转动所造成的刀具中心点各直线坐标的偏移,这样才能够在保持刀具中心点以及刀具和工件表面实际接触点不变的情况,改变刀柄与刀具和工件表面实际接触点处的法线之间的夹角,起到发挥球头刀的最佳切削效率,并有效避让干涉等作用。因而RTCP似乎更多的是站在刀具中心点(即数控代码的目标轨迹点)上,处理旋转坐标的变化。

不具备RTCP的五轴机床和数控系统必须依靠CAM编程和后处理,事先规划好刀路,同样一个零件,机床换了,或者刀具换了,就必须重新进行CAM编程和后处理,因而很多人称之为假五轴。其实这都是通俗的说法,相对五轴加工机床来说,五轴可分两种:一种是五轴联动,即五个加工轴都可以同时联动;另外一种是五轴定位加工,也就是五轴三联动,即两个旋转轴旋转定位,另外三个轴可以同时联动加工,又称为3+2模式的五轴机床。

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