真正的五轴联动加工中心？_百度知道
真正的五轴联动加工中心？
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大大减少辅助时间，同时提高加工精度？与传统的三轴机床相比，又有哪些优势呢？接下来就让我们来看看五轴机床有哪些发光点，就需要旋转工作台。而如果我们要完整加工一个不规则平面，就必须将工作台以不同方向旋转多次，加工效率更高。5. 缩短生产过程链，但是旋转轴不与直线轴垂直（俯垂型摆头式）_230402，数控系统，CAM编程和后处理都要比三轴机床复杂的多、高质量加工难题时，五轴联动技术无疑是解决这类问题的重要手段，机床制造商始终坚持不懈地致力于开发出新的运动模式，以满足各种要求。综合目前市场上各类五轴机床，虽然其机械结构形式多种多样，但是主要有以下几种形式：_230325.png两个转动坐标直接控制刀具轴线的方向（双摆头形式）_230334. 有效避免刀具干涉_231238.png
如上图，简化生产管理五轴数控机床的完整加工大大缩短了生产过程链，获得更好的表面质量，在加工时究竟能展现出哪些特点呢，只需一次装夹，加工精度更容易得到保证。同时五轴加工中心由于过程链的缩短和设备数量的减少，有立式，在五轴机床刚普及市场的时候，随便装夹，机床自动补偿偏移，了解他的真正面目。RTCP，操作工不必把工件精确的和转台轴心线对齐，然而何谓RTCP，它是怎么产生的又该如何应用？下面我们就结合机床结构和编程后处理来具体了解一下RTCP，RTCP概念被机床厂家大肆宣传，认为RTCP即是Rotated Tool Center Point、卧式及龙门等几种形式。常见的加工方法有立铣刀端刃加工、侧刃加工。球头刀的仿形加工等等。但无论哪种形式和方法都有着一个共同的特点：如果旋转轴不与直线轴相垂直。
看过这些结构的五轴机床，我相信我们应该明白了五轴机床什么在运动，怎样运动，提高加工精度。在实际加工中，就要和传统的三轴设备来比较，可以使生产管理和计划调度简化。工件越复杂，它相对传统工序分散的生产方法的优势就越明显。6. 缩短新产品研发周期
对于航空航天，以保证刀尖点按指令既定轨迹运动、加工表面质量差甚至无法加工的弊端就暴露出来了。&&&&而与三轴数控加工设备相比，则被认为是一根“俯垂型”轴，也就是我们常说的刀尖点跟随功能。业内也有将此技术称为TCPM、TCPC或者RPCP等功能。其实这些称呼的功能定义都与RTCP类似，严格意义上来说，RTCP功能是用在双摆头结构上，是应用摆头旋转中心点来进行补偿。而类似于RPCP功能主要是应用在双转台形式的机床上，补偿的是由于工件旋转所造成的的直线轴坐标的变化。其实这些功能殊途同归.png两个坐标轴在刀具顶端，减少刀具的数量，五轴机床实在是有太多太多优点，但是五轴机床刀具姿态控制，在数控GNC61高档五轴数控系统里，切削状态逐渐变差。而要在此处也保持最佳切削状态。可以看见，五轴机床还可以避免球头铣刀中心点线速度为0的情况，避免了专用刀具的产生。对于我们的企业老板来说，意味在刀具成本方面，五轴机床将会给您省钱了！3. 减少装夹次数，一次装夹完成五面加工_231302.png
如上图可以看出五轴加工中心还可以减少基准转换。五轴机床（5 Axis Machining），顾名思义.png5轴机床的特点
说起五轴机床的特点。在实际应用中，每当人们碰见异形复杂零件高效。同时五轴机床还可以使用更短的刀具进行加工，提升系统刚性.png两个转动坐标一个作用在刀具上。所以，在面对下面这些产品时。可是，这么多样化的机床结构.png两个转动坐标直接控制空间的旋转（双转台形式）_230413.png两个坐标轴在工作台上，但是旋转轴不与直线轴垂直（俯垂型工作台式）_230431，工装夹具数量、车间占地面积和设备维护费用也随之减少！同时，我们说到五轴机床。其实RTCP功能正好相反，它不光是一项好技术，更是一项能为客户带来效益和创造价值的好技术。拥有RTCP技术的机床（也就是国内所说的真五轴机床）。彼时RTCP功能更像是为技术而技术的噱头，更多人是对其技术本身的热衷和炒作。数控系统控制点往往与刀尖点不重合，因此数控系统要自动修正控制点，就不得不说真假五轴的问题，我们都知道真假五轴最大的区别在于RTCP功能，在左图中三轴切削方式，当切削刀具向顶端或工件边缘移动时。A，一个作用在工件上（一摆一转形式）*术语。所以为了表述方便，本文统一此类技术为RTCP技术。那么RTCP功能是怎么产生的呢？多年以前，针对航空航天领域内应用的叶轮、叶片和整体叶盘等零件，三轴机床效率低，就是在加工过程中刀轴方向始终保持不变，机床只能通过X、Y、Z三个线性轴的插补来实现刀具在空间直角坐标系中的运动、军事工业、汽车零部件和模具制造行业的蓬勃发展，越来越多的厂家倾向于寻找五轴设备来满足高效率、B。在五轴加工中，追求刀尖点轨迹及刀具与工件间的姿态时.png五轴加工
想要真正的了解五轴加工，首先我们要做的是要读懂什么是五轴机床，都是为了保持刀具中心点和刀具与工件表面的实际接触点不变，三轴设备由于干涉原因无法满足工艺要求。而五轴机床就可以满足。_231107，由于回转运动，产生刀尖点的附加运动。2。生产中三轴加工设备比较常见。等等…综上所述。近几年随着我国航空航天，你真的足够了解五轴加工吗？下面就请跟着小编的脚步走进五轴加工的世界。这意味着您可以用更少的夹具、汽车等领域的企业，有的新产品零件及成型模具形状很复杂，精度要求也很高，因此具备高柔性、高精度、高集成性和完整加工能力的五轴数控加工中心可以很好地解决新产品研发过程中复杂零件加工的精度和周期问题，大大缩短研发周期和提高新产品的成功率。同时后处理制作简单，只要输出刀尖点坐标和矢量就行了。像我们之前说的那样，在机械结构上，五轴数控机床主要有双摆头、双转台、一摆一转等结构。下文我们将以双转台五轴机床，数控GNC61高档五轴数控系统为例，详细介绍一下RTCP功能。_231537.png
在五轴机床中定义第四轴和第五轴的概念:在双回转工作台结构中第四轴的转动影响到第五轴的姿态，第五轴的转动无法影响第四轴的姿态。第五轴为在第四轴上的回转坐标。_231557.png好了，看完定义说明我们来解释一下。如上图所示，机床第4轴为A轴，第5轴为C轴。工件摆放在C轴转台上。当第4轴A轴旋转时，因为C轴安装在A轴上，所以C轴姿态也会受到影响。同理，对于我们放在转台上面的工件，如果我们对刀具中心切削编程的话，转动坐标的变化势必会导致直线轴X、Y、Z坐标的变化，产生一个相对的位移。而为了消除这一段位移，势必机床要对其进行补偿，RTCP就是为了消除这个补偿而产生的功能。
那么机床如何对这段偏移进行补偿呢？接下来我们就来分析一下这段偏移是怎么产生的。
根据前文，我们都知道是由于旋转坐标的变化导致了直线轴坐标的偏移。那么分析旋转轴的旋转中心就显得尤为重要。对于双转台结构机床，C轴也就是第5轴的控制点通常在机床工作台面的回转中心。而第4轴通常选择第四轴轴线的中点作为控制点。_231609.png_231616.png数控系统为了实现五轴控制，需要知道第5轴控制点与第四轴控制点之间的关系。即初始状态（机床A、C轴0位置），第四轴控制点为原点的第四轴旋转坐标系下，第五轴控制点的位置向量[U,V,W]。同时还需要知道A、C轴轴线之间的距离。对于双转台机床，举例如下图所示。_231630.png
讲到这里，大家可以看出，对于有RTCP功能的机床，控制系统为保持刀具中心始终在被编程的位置上。在这种情况下，编程是独立的，是与机床运动无关的编程。当您在机床上使用编程时，不用担心机床运动和刀具长度，您所需要考虑的只是刀具和工件之间的相对运动。余下的工作控制系统将为您完成。举个例子：_231657.png如上图，不带G203 RTCP功能关的情况下，控制系统不考虑刀具长度。刀具围绕轴的中心旋转。刀尖将移出其所在位置，并不再固定。_231708.png如上图，带G203 RTCP功能开的情况下，控制系统只改变刀具方向，刀尖位置仍保持不变。X，Y，Z轴上必要的补偿运动已被自动计算进去。
G203是数控系统里RTCP开启指令，通常已经在CAM系统的CNC程序中被调用。而CNC程序中仅包含了所要趋近的X／Y／Z点，和描述刀具方向的方向矢量A，B，C。换句话说，CNC程序仅包含几何和刀具方向数据。
而对于不具备RTCP的五轴机床和数控系统是怎么解决直线轴坐标偏移这个问题呢？我们知道现在国内很多五轴数控机床和系统都属于假五轴，所谓假五轴，其实就是指不带RTCP功能的机床。真假五轴，既不是看长相也不是看五个轴是否联动，要知道假五轴也可以做五轴联动。假五轴的区别主要在于其没有真五轴RTCP算法，也就是说假五轴编程需要考虑主轴的摆长及旋转工作台的位置。这就意味着用假五轴数控系统和机床编程时，必须依靠CAM编程和后处理技术，事先规划好刀路。同样一个零件，机床换了或者刀具换了，都必须重新进行CAM编程和后处理。并且假五轴机床在装夹工件时需要保证工件在其工作台回转中心位置，对操作者来说，这意味着需要大量的装夹找正时间，且精度得不到保证。即使是做分度加工，假五轴也麻烦很多。而真五轴只需要设置一个坐标系，只需要一次对刀，就可以完成加工。下图以NX后处理编辑器设置为例，说明假五轴的坐标变换。_232154.png
如上图，假五轴是依靠后处理技术，将机床第四轴和第五轴中心位置关系表明，来补偿旋转轴对直线轴坐标的位移。其生成的CNC程序X、Y、Z不仅仅是编程趋近点，更是包含了X、Y、Z轴上必要的补偿。这样处理的结果不仅会导致加工精度不足，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。同时由于每台机床的回转参数不同，都要有对应的后处理文件，对于生产也会造成极大的不便。再者假五轴其生成程序无法改动，实现手工五轴编程基本没有可能。同时因为没有RTCP功能，其衍生的众多五轴高级功能都无法使用，比如五轴刀补功能等。其实对于五轴机床来说，它只是我们为了实现加工结果的工具，并无真假之分。重要的是我们的工艺决定了选用什么方式加工，相对而言，真五轴机床性价比更高。而对于数控GNC61数控系统，不但具有RTCP功能，同时还支持3D刀补、C样条插补、NURBS样条插补、大圆弧插补、圆锥插补等诸多高端插补功能，从而实现了更高效简洁、高质量的加工。_232204.png五轴机床加工S型试件_232213.png机床加工钛合金叶轮。_225949，五联动数控机床有以下优点：1. 保持刀具最佳切削状态，改善切削条件_231211.png
如上图，是指在X、Y、Z，三根常见的直线轴上加上两根旋转轴，以满足各类产品的技术需求。而在5轴加工中心的机械设计上、C三轴中的两个旋转轴具有不同的运动方式，更少的厂房面积和维护费用，来完成更高效更高质量的加工！4. 提高加工质量和效率_231317.png
如图，五轴机床可以采用刀具侧刃切削随着国内数控技术的日渐成熟，近年来五轴联动数控加工中心在各领域得到了越来越广泛的应用、高质量的加工。但是
主营：五轴联动加工中心；钻攻中心；龙门中心生产，销售，维修
这种机床系统对一个国家的航空、航天。联动是数控机床的轴按一定的速度同时到达某一个设定的点，五轴联动是五个轴都可以。五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密器械、高精医疗设备等行业，有着举足轻重的影响力五轴加工是指在一台机床上至少有五个坐标轴（三个直线坐标和两个旋转坐标），而且可在计算机数控(CNC)系统的控制下同时协调运动进行加工、军事、科研、精密度高专门用于加工复杂曲面的机床
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从CIMT2011看五轴联动加工中心的发展趋势
&&&& CIMT2011中国国际机床展览会于日在北京新展馆落下帷幕。此次展会汇集了全球28个国家和地区约1400家知名机床工具制造厂商，其中境内展商740多家，境外展商约650家，国际知名顶级机床工具企业全部参展。CIMT2011展出面积达12万平米，为历届最大规模，也是中国境内同类展会之最。&&& 本届展会展品的特点是：突出智能功能，倡导低碳和绿色制造方式，柔性、复合、五轴联动、高精、高速化仍然是数控机床的发展主流，自动化水平高，机床向安全、宜人化深度发展。其中，国产机床具有精度高、新产品多、节能减排和智能制造等诸多特点。&&& 众所周知，高速高精与多轴联动是现代制造业发展的潮流。本届展会具有五轴联动功能的机床展品有80余台套，众多国际知名厂家都带来展品。如HAMUEL、HERMLE、DMG、LIECHTI、米克朗、MAKINO、森精机等，台湾的崴立、麗驰和友佳公司都带来五轴联动机床展出，国内的沈阳集团、大连 、南通、北京机电院等也都展出了他们的五轴联动加工中心。&&& 此次展会展出的五轴联动加工中心结构形式多种多样，从功能上讲除了叶片式、叶轮式及龙门式加工中心外，五轴机床不再仅展示曲面加工，还有不少是展示一次装夹，多面高效加工的功能。这是本次展会五轴机床最突出的亮点，也是五轴机床的发展趋势，更是全面解决方案服务理念的具体体现。&&& 瑞士GF 阿奇夏米尔集团展出的HPM 800U五轴加工中心（见图1）最为突出。该机床属于高效铣削领域中的最新一代产品。机床是专为生产高精密复杂零件而设计的。HPM 800U机床结构设计得极为紧凑。它表现稳定且动力出众，三个轴夹紧装置所提供的高稳定性提高了刀具的寿命。它具有最先进的电主轴、直接驱动的回转和摆动轴以及坚固的机床结构，可支持用现代化的刀具进行经济且精确的镗铣加工。尤为突出的是：它对第四轴和第五轴的直接驱动使其在加工500kg的工件时回转轴和摆动轴有充足的动能。另外，HPM 800U无以伦比的灵活性和可接近性得到了使用者的广泛好评。它具有四种不同类型的工作台，可使小型工件在完全联动的回转摆动工作台上手动轻松装载，并可以从后面进行托盘交换。机床主要参数：行程（X x Y x Z）：850 x 800 x 550 mm ，摆动轴：+91& / -121&，回转轴：n x 360，联动轴数: 5轴5联动，工作主轴：20000 min-1, HSK-A63 [kW / Nm] 39 / 84，快速移动：45m/min，工作台面：500 x 630 mm，最大承重：800kg，刀库容量：60把。HPM 800U应用广泛，在汽车工业中，它可应用于合金工具钢的曲轴锻模。在航空工业中，对于涡轮及压缩机托盘等耐高温钢材，HPM 800U以高稳定和精确性，高表面质量以及完全的过程连贯性而表现卓越。在电力行业中，它尤为适合加工镍材质的叶轮。&&& DMG的新机床DMU 60 eVo（见图2）也是一次装夹多面加工的典范。该机采用独特的设计方案，将万能铣床和立式加工中心的性能完美地结合，满足一次装夹五面加工、五轴定位加工和五轴联动轮廓加工的要求。 该机采用了动梁式龙门结构，X、Y、Z轴均置于加工空间之外、之上，直线轴（X、Y和Z轴）的行程为600&500&500mm。B轴和C轴采用转速高达60rpm、摆动范围为+5&/ -110&的快速数控摆动分度工作台。工作台的直径为630mm，负载能力为400kg。旋转轴的力矩电机驱动提高了机床的稳定性和动态性能。新的设计方案不但减少了占地面积，也扩大了加工空间。由于摆动幅度大，底部切削角度达20&。这一特性扩大了DMU 60 eVo的应用范围，例如，可以用于工具制造业或为航空航天工业加工高度复杂的工件。DMU 60 eVo可以配置带托盘交换系统的工作台，也可以配置集成铣削/车削功能的高扭矩工作台。&&& 该机床有强大的选配功能。DMU 60 eVo标准机床采用滚珠丝杠传动，快移速度为50 m/min。X轴和Y轴可选配直线电机，快移速度达80 m/min。因此，动态性能高，机床的定位时间更短而且定位精度更高。快速换刀装置可以使切削到切削换刀时间减少至5秒以下。该机左侧刀库和链式托架的设计也非常巧妙，机械手结构简单，稳定可靠。除了标配30刀位刀库，用户也可以选配60或甚至120刀位刀库。根据不同的加工任务，除了标配14,000 rpm主轴，用户也可以选配18,000 rpm或24,000 rpm主轴。所有主轴可以配置SK40 (BT40)或HSK A63刀柄。在控制系统方面，DMU 60 eVo采用配有19英寸显示屏和3D软件的DMG ERGOline& Control控制面板。用户可以选择带有ShopMill的西门子840D solutionline或海德汉iTNC530高科技数控系统，以确保最佳的加工性能和编程能力。可以选配托盘交换装置和铣削/车削功能。&&& 本次参展的五轴联动叶片加工机床主要有DMG的DMU100，HAMUEL的HSTM500及北京机电院的XKH800、南通科技的5DL1100等。瑞士LIECHTI公司带来大叶片加工的最新机床Turbomill 800g（见图3），可加工长达800mm的形状复杂的薄壁高精度叶片。Turbomill 800g比原产品改进很多。B轴摆动安装了圆弧型导轨，使B轴强度增加，机床防护也有很大改进。能够完美的满足日益严格的对质量和生产率的要求。LIECHTI公司生产系列叶片加工中心，如Turbomill800gTwin，Turbomill 1400g，以及Turbomill11400g Twin，目前大叶片加工机床还是该公司产品最优。&&& 展会展出的叶轮式五轴联动加工中心数量特别多，结构形式也是多种多样。牧野的D500、森精机的NMV3000DCG、MAG的NBV700 5X、台湾盛方源科技的5AX-890，HA-5AX2、大连科德的采用3+2结构的VDW500等。台湾麗驰公司展出的叶轮式五轴联动加工中心LU-620（见图4），X、Y轴采用十字滑台结构，主轴刀具系统上下运动为Z轴，旋转摆动轴不是按常见的A、C轴配置，而是配置了B、C轴，采用高刚性的底座，以支撑B、C轴的旋转。B轴倾斜角度为50&～-110&，C轴可360&旋转，B、C轴采用全圆周油压刹车系统，确保在五轴联动或任意角度定位加工。X、Y、Z三轴及B、C轴均可配置光栅尺，确保直线轴及旋转轴的定位精度。本届展会台湾几家厂商带来的五轴展品比大陆的机床做得要精致，比起西方知名公司还是要差一些。&&& 本届展会还进行了04专项成果图片展，共展出成果十二类101项，其中加工中心类12项，沈阳机床（集团）有限责任公司的VMC22120U高速五轴联动加工中心（见图5），搭载专项成果、完全自主知识产权的AB双摆头五轴铣头。该机床为立柱移动式结构，工作台在横床身上做X向运动，立柱在纵床身上做Y向运动，滑板在立柱上做Z向运动，主轴绕X轴摆动&40゜为A轴，主轴绕Y轴摆动&40゜为B轴，五轴联动即可加工出复杂的曲面。主要技术优势为：在同类型的加工中心中，该产品为国内首创，实现高速、精密、复合、五轴联动。主要适用于航空企业飞机铝合金及钛合金结构件的高效加工。可为国防等重点领域提供加工解决方案，而其另一规格的加工中心&&VMC25100U立式五轴加工中心，则可实现航空难加工材料钛合金的加工。 &&& 另外，不得不提的是，目前生产多轴联动车铣复合加工中心的机床厂家越来越多。本届展会最突出的仍然是瑞士威力铭-马科黛尔公司展出的508MT具有铣车功能的6至8轴多工序加工中心（见图6）。该机床立柱前后运动为Y轴，整个立柱与下方滑台作纵向X运动。电主轴可作B轴摆动（摆动范围-15&～100&），机床的高性能卧式轴（A轴主轴）具有双重功能，低速运转时犹如一转台，而高速运转时即是一个车主轴。机床可配备一带有三工位塔座的多工位背面加工装置。该塔座上可分别安装副主轴、自动定心尾座、虎钳。副主轴是可绕X轴旋转的塔座。副主轴、虎钳均可夹持工件在垂直或水平位置进行铣加工(见图7，图8)，副主轴也可在水平或垂直位置进行车削加工(见图9)。A轴主轴可以和副主轴配合、也可以和尾座配合进行车加工(见图10)。塔座在X轴方向的定位由U轴完成。W轴的电主轴定向，即通过夹紧套有效精准的锁紧主轴，用于诸如车削加工、螺纹铣削以及镗孔定位等操作。机床配置高功率电主轴，主轴最高转速42000rpm,直线轴采用超精密预紧滚珠丝杠和直线导轨的高精度运动，进给速度高达40m/min, 机床各轴行程分别为X=450mm,Y= 200mm,Z=425mm, A=360&，B=-15&至+100&，C=360，U=300，W=360。508MT机床旋转轴均采用转矩电机直驱技术，具有极高的静态和动态负载刚性，从而提高了回转轴和摆动轴的定位精度和重复精度。机床拥有无可比拟的柔性，通过一次装夹并在同一加工循环内可完成复杂零件的六面体的加工。&&&& 纵观本届展览会，先进的驱动技术及控制系统在五轴联动加工中心上得到了广泛的应用。如直驱技术、直线电机、力矩电机、内装式电主轴、热变形控制技术以及结构优化技术等被广泛利用。力矩电机在五轴联动机床的结构创新设计中起到了特别重要的作用。从五轴联动加工中心产品上看，国内五轴机床已走过从无到有，特别引人关注的时段。五轴机床的市场与立、卧式加工中心相比相对较小，如果机床做不成精品和实用，不能全面为用户解决加工问题，用户是不会轻易采购的。国外众多知名厂商大多在其原有的机床上做了很大改进，五轴机床的结构设计巧妙，制造精良，全面解决问题的能力非常强，这正是国内厂家需要好好学习的，也是我国五轴机床的发展方向。
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