3_TPS混联机床五轴联动加工后置处理算法研究
参考文献:
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[6]武宝林,杨素君,姚俊红.齿轮传动中啮合冲击的理
论分析.机械科学与技术,2003,22(1):55~57
(编辑郭伟)
作者简介:钱直睿,男,1980年生。吉林大学材料科学与工程学院博士研究生。研究方向为无模多点成形。黄晓燕,女,1979年生。吉林大学材料科学与工程学院硕士研究生。李明哲,男,1951年生。吉林大学辊锻工艺研究所所长、教授、博士研究生导师。李东平,男,1946年生。吉林大学材料科学与工程学院教授。
3-T PS混联机床五轴联动加工后置处理算法研究
石宏1蔡光起2李成华3
1.沈阳航空工业学院,沈阳,110034
2.东北大学,沈阳,110004
3.沈阳农业大学,沈阳,110161
摘要:介绍了一种新型立卧转换式三杆混联机床)))3-T PS(RRR)混联机床,并对机床的结构进行了分析。3-TPS混联机床具有工作空间大、立卧转换、五轴联动、五面加工等特点,并具有加工中心的功能。通过建立机床在实现五轴联动加工时的坐标变换过程及变换方程,给出了实现五轴联动加工时的后置处理算法及数学模型、摆刀中心的计算方法,算法简单、直观、实用,方程为显式。
关键词:混联机床;五轴联动;机构;立卧转换;后置处理算法
中图分类号:T P242文章编号:1004-132X(2006)03-0244-04
Study on the Post-processing Algorithms Based on Five-axis
Simultaneous Motion of3-TPS Hybrid Machine Tool
Shi H ong1Cai Guangqi2Li Chenghua3
1.Shenyang Institute o f Aer onautical Engineering,Shenyang,110034
2.N ortheastern U niversity,Shenyang,110004
3.Sheny ang agriculture U niversity,Shenyang,110161
Abstract:A new hor izontal-v ertical conversion hybrid machine)))3-T PS(RRR)hybrid ma-chine had been introduced,and its co nfiguration w as analyzed.T he hybrid machine to ol has some ad-v antages such as large wo rkspace,horizo ntal-v ertical co nversion,sim ultaneo us m otio n of fiv e axes, five-sides m achining,and has the functio n of machining center.Co ordinate transformation pr ocess and transfo rmation equations of five-ax is machining w ere given,at the same time,po st pr ocessing algorithms and m athematical mo del and calculatio n method for sw ing cutter center w ere established. This metho d is sim ple as w ell as intuitive and practicality.And the equation is emerge.
Key words:hybrid machine to ol;five-ax is;mechanism;ho rizontal-vertical conversion;po st pro cessing algo rithm
0引言
并联结构机床又称并联机床、虚拟轴机床等[1]。它具有串联结构机床所无法比拟的优点。但是,早期的并联机床多采用纯并联结构,存在着诸如工作空间小、机构体积比小、占用场地大、驱动控制复杂和难以进行准确的精度补偿等问题[2,3]。为了有效地解决这些问题,使并联机床真正走向实用化,近年来在虚拟轴机床研究领域
收稿日期:2004-12-24出现了一种明显的趋势,就是由纯并联结构向串并联复合结构和混联结构方向发展[4,5]。笔者对并联机床三轴、四轴联动加工的后置处理在文献[6]中作了研究,本文基于一种3-T PS(RRR)混联机床,对其五轴联动加工后置处理算法进行研究。
13-TPS(RRR)混联机床结构分析
1.1机床结构分析
图1为3-T PS(RRR)三腿并联机床结构简
# 244 #
图[7]。3根伸缩杆(4,5,9)分别与固定铰支座(固定平台)通过虎克铰与动平台以RRR 方式相连。平行机构2起约束作用,各相邻杆件以回转副相连,并且各回转副的回转轴线都相互平行。这样,平行机构就迫使动平台的回转轴B 3B 4始终与双十字轴的回转轴B 1B 2平行,而且在角度H 1、H 2、H 3的作用下,使动平台具有4个自由度。在动平台回转轴B 3B 4里有一对蜗轮蜗杆,即动平台回转轴上附加了一个转动H 4,可以保证刀头始终处于垂直或卧式状态。如果在旋转刀具的下方安装一个数控回转工作台,此机床将可以实现立式、卧式、五轴、
五面加工。
1.固定支座
2.平行机构
3.固定框
4.伸缩杆
5.伸缩杆
6.固定框
7.动平台
8.铣头
9.伸缩杆 10.双十字轴
(a)三维效果
图
(b)结构简图
图1 3-TPS(RRR)三腿并联机床结构简图
1.2 机床结构特点
机床结构具有如下特点:
(1)具有约束机构的串并-混联特性。(2)工作空间大、无奇异形位,有良好的可操作性。
(3)由于安装时要求保证刀尖点的位置始终处于动平台的回转轴线上,而且刀头的回转轴线与动平台的回转轴线之间有一角度,因此使动平台的回转轴线所受切削力矩小。
(4)机床的平行机构2除作为约束外,还兼作测量链,即在平行约束机构2的回转轴的两端
A 1、A 2处安装角度传感器,通过检测回转角H
1、H
2、H 3来实现间接检测3个杆的伸长量,实现半闭
环控制。
(5)可以实现五轴、五面加工,如果再配置一套自动换刀机构,该机床将进化为一个五轴联动加工中心。
(6)由于动平台回转轴中蜗轮蜗杆的作用,使动平台上配置的铣头8可以绕动平台的回转轴B 3B 4转动,使主轴的轴线可以处于垂直状态或水平状态,从而可以分别实现立式或卧式加工。
2 机床坐标系的建立
一般来说,五轴联动是指数控机床的X 、Y 、Z 3个移动坐标和绕X 轴、Y 轴、Z 轴旋转的3个转动坐标A 、B 、C 中的任意5个坐标组成的线性插补运动。其中C 为数控回转工作台的转动,B 为刀具绕P 点的坐标系P -x c y c z c 的y c 轴的摆动(图2)。通常转动坐标A 、B 、C 的运动可由回转工作台来实现,也可由刀具的摆动来实现。
3-T PS(RRR)混联机床,属于X 、Y 、Z 3个移动坐标和绕Y 轴、Z 轴旋转的2个转动坐标B 、C 的五坐标线性插补运动。
对3-T PS(RRR)混联机床而言,五轴联动加工与三轴联动加工时的区别主要是刀头点的坐标系和刀心点的坐标系发生了变化,即刀头点和刀心点的位姿发生了变化。因为五轴联动加工时,刀具轴线根据加工曲面法线的变化,将与不同加工面上的不同切触点的法线偏离一个固定的角度B ,因此,对于3-T PS(RRR)混联机床,当进行五轴联动加工时,除了需要控制3根伸缩杆外,还要控制B 3B 4轴中的蜗轮蜗杆以及数控回转工作台,混联机床五轴联动加工时的坐标系如图2所示。
在动静平台上分别建立右手坐标系P -
x c y c z c 和O -X YZ 。固定坐标系O -X YZ 的原点O 与伸缩杆9上的虎克铰铰心O 重合,Y 轴在B 1B 2的正下方,并且与B 1B 2之间夹角为A ,Z 轴垂直向上。动坐标系P -x c y c z c 的原点P 为动平台上3个铰链点(3根杆与动平台的铰接点)所在三角形的中心点,y c 轴沿轴线A 3A 6(B 3B 4),z c 轴负向通过伸缩杆9与动平台的铰接点。由于动坐标P -x c y c z c 始终和动平台固结在一起,因此动平台的位姿可以用P 点的位姿来表示。平行机构使得动平台上的轴线A 3A 6始终平行于固定轴线A 1A 4(B 1B 2),即动系P -x c y c z c 的y c 轴始终平行
#
245#
图23-TPS(RRR)混联机床五轴
联动加工时的坐标系
于固定轴线A1A4。D点为刀尖点,坐标系D-X D Y D Z D为刀尖点所在的坐标系。F点为刀心点,坐标系F-X F Y F Z F为刀轴所在坐标系,其中Y F 轴的单位矢量方向与刀轴矢量方向相同。G为工作台坐标系的原点,假设工作时工作台绕Z G轴顺时针旋转H5,则建立变换方程时,坐标系G-X G Y G Z G先绕Z G轴反时针旋转H5,然后再绕X G轴旋转A角得到坐标系O-X YZ。
3五坐标加工时的刀具位姿与摆刀中心计算
3.1刀具位姿计算
计算G-X G Y G Z G→O-X YZ、O-X YZ→O1-x1y1z1、O1-x1y1z1→O2-x2y2z2、O2-x2y2z2→O3-x3y3z3、O3-x3y3z3→O4-x4y244、O4-x4y4z4→O5-x5y5z5、O5-x5y5z5→P-x c y c z c、P-x c y c z c→D-X D Y D Z D、D-X D Y D Z D→D c-X c D Y c D Z c D以及D c-X c D Y c D Z c D→F-X F Y F Z F的变换矩阵O T G、1T0、2T1、3T2、4T3、5T4、P T5、D T P、D c T P以及F T D c,表达式如下:
O T
G =
c H5-s H5c A s H5s A
0 s H5c H5c A-c H5s A0
0s A c A0
0001
1T
=
1000
0c A-s A0
0s A c A0
0001
2T
1=
c H10s H10
010-t1
-s H10c H10
0001
3T2=100
0c(H2-A)-s(H2-A)0
0s(H2-A)c(H2-A)0
0001
4T3=
1000
0s(H2-H3)-c(H2-H3)0
0c(H2-H3)s(H2-H3)l1
0001
5T
4
=
1000
0s(A-H3)c(A-H3)0
0-c(A-H3)s(A-H3)l2
0001
P T5=
1000
010t2
0010
0001
D T P=
1000
010l D
0010
0001
D c T D=
c H40s H40
0100
-s H40c H40
0001
F T D c=
1000
010r
0010
0001
式中,s H=sin H;c H=co s H;t1、l1、l2、t2、l D分别为相应坐标
变换的平移距离,为已知量;r为刀心半径,为已知量。
由工作台坐标系到刀心坐标系之间的变换方
程为
F T
G
=O T G1T02T13T24T35T4P T5D T P D c T D F T D(1)
设刀心点在工作台坐标系下的坐标向量为
r G=(X F,Y F,Z F)T,因此F T G还可表示为
F T G=R ot(X F,A)Ro t(Y F,(H4?H1))T rans(X F,Y F,Z F)=
1000
0c A-s A0
0s A-c A0
0001
c(H4?H1)0s(H4?H1)0
0100
-s(H4?H1)0c(H4?H1)
0001
#
100X F
010Y F
001Z F
0001
=
c(H4?H1)0s(H4?H1)X F c(H4?H1)+
Z F c(H4?H1)
s A s(H4?H1)c A-s A c(H4?H1)X F s A s(H4?H1)+
Y F c A-Z F s A c(H4?H1)
c A s(H4?H1)s A c A c(H4?H1)-X F c A s(H4?H1)+
Y F s A+Z F c A c(H4?H1)
由式(1)、式(2)可以得到刀心点在工作台坐
标系中的位置(X F,Y F,Z F)。
3-T PS混联机床在进行五轴加工时,由于
y c轴是一个与水平面即与机床坐标系的Y轴间
夹角成45b的倾斜轴,因此,当刀具相对于y c轴摆
动时,刀具轴线所扫过的轨迹是一个圆锥面,如图
3所示。所以在计算刀具的姿态时,应先将刀具绕
y c轴的摆动分解为绕Y轴的转动和绕Z轴的
转动。
设刀轴矢量a(单位矢量)在工作台坐标系中
# 246 #
图3 3-TPS(RRR)五轴加工时刀具的姿态
的分量分别为a X 、a Y 、a Z
[8]
,如果刀具绕y c 轴方
向的摆动角度为H
4+H 1,则由于H 4+H 1的作用而产生的绕Y 轴、Z 轴的转动H B 、H C (逆时针时为正,
顺时针时为负)为
H B =arcsin
a x
a co s K
H C =ar csin
a x
a sin K (3)
K =ar cco s
1+co s (H 4+H 1)
2
(4)
3-T PS 混联机床在进行五坐标加工时,既有刀具绕y c 轴的摆动,又有工作台的回转,如果五轴加工时的加工代码为X _Y _Z _B _C,则其中的B 、C 分别为
B =H B =arcsin
a x
a cos K
C =H 5+H C =H 5+ar csin
a x
a sin K
(6)
3.2 摆刀中心计算
图4 3-TPS 混联机床
刀摆示意图3-TPS(RRR)混联机床以P 点为摆刀中心,即相当于摆刀中心P 以刀心F
为中心绕y c 轴摆动。刀心在工作台坐标系中的坐标为
(X F ,Y F ,Z F ),P 点到刀心
的距离为l ,将绕y c 轴摆动分解为绕Y 轴摆动角H B 和
绕Z 轴摆动角H C ,如图4所示,其变换矩阵分别为
T 1=
c H B
0s H B 00100-s H B
0c H B 00001(7)
T 2=
c H
C
-s H C 00s H C c H B 0000100
1
(8) 摆刀中心在工作台坐标系中的坐标为
[X P Y P Z P 1]T =[000l]T T 1T 2+[X F Y F Z F 1]T
(9)
X P =-l s H B c H C +X F Y P =l s H B s H C +Y F Z P =l c H B +Z F
(10)
4 结论
3-T PS(RRR)混联机床是在成熟的并联机构基础上进行变异设计,并通过改变杆副配置、驱
动方式和总体布局所设计出的具有新运动特性和
加工性能的混联结构机床。这种变异设计对于并联机床的创新设计具有相当大的工程应用价值。该机床具有工作空间大、转动轴线受切削力矩小、约束链兼测量链、五轴联动、五面加工、加工中心及立卧转换等功能特点。本文所给出的五轴联动加工时刀具位置、姿态及摆刀中心的算法简单、方
程为显式,满足控制系统进行后置处理时的速度要求。
参考文献:
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(编辑 郭 伟)
作者简介:石 宏,女,1961年生。沈阳航空工业学院动力与能源分院副教授、博士。主要研究方向为并联机床开放式数控系统。蔡光起,男,1947年生。东北大学机械工程与自动化学院教授、博士研究生导师。李成华,男,1958年生。沈阳农业大学工程学院教授、博士研究生导师。
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对刀仪的对刀步骤【详述】
对刀仪的对刀步骤【详述】 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！ 更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、自动化、数字无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展。 一、刀位点 刀位点是刀具上的一个基准点，刀位点相对运动的轨迹即加工路线，也称编程轨迹。 二、对刀和对刀点 对刀是指操作员在启动数控程序之前，通过一定的测量手段，使刀位点与对刀点重合。可以用对刀仪对刀，其操作比较简单，测量数据也比较准确。还可以在数控机床上定位好夹具和安装好零件之后，使用量块、塞尺、千分表等，利用数控机床上的坐标对刀。对于操作者来说，确定对刀点将是非常重要的，会直接影响零件的加工精度和程序控制的准确性。在批生产过程中，更要考虑到对刀点的重复精度，操作者有必要加深对数控设备的了解，掌握更多的对刀技巧 1、对刀点的选择原则 在机床上容易找正，在加工中便于检查，编程时便于计算，而且对刀误差小。 对刀点可以选择零件上的某个点（如零件的定位孔中心），也可以选择零件外的某一点（如夹具或机床上的某一点），但必须与零件的定位基准有一定的坐标关系。 提高对刀的准确性和精度，即便零件要求精度不高或者程序要求不严格，所选对刀部位的加工精度也应高于其他位置的加工精度。 选择接触面大、容易监测、加工过程稳定的部位作为对刀点。 对刀点尽可能与设计基准或工艺基准统一，避免由于尺寸换算导致对刀精度甚至加工精度降低，增加数控程序或零件数控加工的难度。 为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量选在零件的设计基准或工艺基准上。例如以孔定位的零件，以孔的中心作为对刀点较为适宜。
五轴说明书(编程部分)
第二章编程篇 2.1 准备功能G代码的种类 准备功能G代码及后数字表示，规定其所在的程序的意义。G代码有一下两种类型： （例）G01和G00是同组的模态G代码 G01 X______； Z__________； G01有效 X__________； G01有效 Z__________； G00有效 注：具体的系统参数请参考系统参数表 G代码及功能表
U、V、W分别和 A、B、C 同义，同时使用 A 和 U 或 B 和 V 等会产生错误（也就是一行中用了两次 A）。在 U、V、W 代码的描述中没有指定它们在同一程序行使用的次数，但 A、B、C 代码的描述决定了他们只能使用一次。 2.1.1快速直线移动 - G00 （1）对于快速直线移动，程序 G00 X__ Y__ Z__ A__ C__ 中的所有功能字，除了至少选用其中的一个外其它都为可选，如果当前移动模式为G00那么G00也是可选的，刀具可以以协调线性移动的方式以最大进给到达目的点，执行G00命令不会有切削动作发生。 （2）如果执行了G16命令设置了极坐标原点，在极坐标中使用半径和角度表示目的
地，也可以使用G00 X__ Y__控制快速直线移动，X__是目的地相对于极坐标原点的半径，
Y__则是目的地与极坐标原点连线与3点钟方向逆时针方向的夹角（也就是通常用的四象限标准）。 执行 G16 时的当前点坐标就是极坐标原点。 如果在程序中省略了所有的轴功能字将会产生错误。 如果启用了刀具半径补偿，刀具的移动将与上面所描述的不同（见刀具补偿）。如果程序在同一行有 G53 命令，刀具的移动也同与上述不同（见绝对坐标系）。 2.1.2 以进给直线切削– G01 （1）对于以进给直线切削来说，程序G01 X__ Y__ Z__ A__ C__中的所有功能字，除了必须至少使用的之外其它的轴功能字都为可选。如果当前移动模式为G01，那么G01也是可选的，刀具将以协调线形移动的方式以当前进给移动到目的地。 （2）如果执行了G16命令设置了极坐标原点，在极坐标中使用半径和角度表示目的地，也可以使用G00 X__ Y__控制快速直线移动，X__是目的地相对于极坐标原点的半径，Y__则是目的地与极坐标原点连线与3点钟方向逆时针方向的夹角（也就是通常用的四象限标准）。 执行 G16 时的当前点坐标就是极坐标原点。 如果在程序中省略了所有的轴功能字将会产生错误。 如果启用了刀具半径补偿，刀具的移动将与上面所描述的不同（见刀具补偿）。如果程序在同一行有 G53 命令，刀具的移动也同与上述不同（见绝对坐标系）。 2.1.3以进给圆弧切削-G02和 G03 用 G02（顺时针圆弧）或 G03（逆时针圆弧）来切削圆弧或螺旋，在机床坐标系中圆弧或螺旋的轴线必须与 X、Y 或 Z 轴平行。可以用 G17（Z 轴，XY-平面）、G18（Y 轴，XZ-平面）、G19（X 轴，YZ-平面）来选择工作平面，如果圆弧是圆那么它应该位于与被选平面平行的平面上。 如果加工圆弧的代码定义了旋转轴的转动，转动轴将以恒定的速度转动，这样它会随 X、Y、Z 轴转动和停止，一般不使用这种程序。 如果启用了刀具半径补偿，刀具移动将与上面所描述的不同（见刀具补偿）。圆弧的描述方法有两种，我们称它们为圆心格式和半径格式，在圆弧切削模式中半径模式和圆心模式都是可选的。 2.1. 3.1 半径模式圆弧切削 在半径格式圆弧切削模式中，指定被选平面内的弧线终点的坐标为圆弧半径，程序G02 X___ Y___ Z___ A___ B____ C___ R___（或把G02换成G03）中，R表示圆弧半径，除了所选切削的角度在 0-180°之间，当半径为负数时圆弧切削的角度在 180-359.999°之间。如果圆弧为螺旋线，圆弧终点在平行于螺旋线轴线的坐标平面上的坐标位置也可以指定。 如果出现下列情况将会出错： （1）所选平面上两根轴的功能字都被忽略。 （2）圆弧的终点位置就是起点位置。
五轴数控机床旋转轴位置测定与加工设置22
五轴加工数控机床根据旋转部件的运动方式不同，可归纳为双转台、双摆头和一转台一摆头三种形式。双转台五轴联动机床的运动坐标包括三个直线坐标轴X、Y、Z和两个旋转坐B(A)、C，其结构如图1所示。该种结构是中、小A 型五轴加工机床采用较多的一种结构形式，其优点是旋转坐标有足够的行程范围，工艺性好，适合中小型体零件的五面粗、精铣削加工，机床能在加工时减少装夹次数，达到高效率、高精度、高可靠性的要求。 1 五轴加工设置内容介绍 零件在进行五轴加工时主要设置的内容有：编程方式选择及转台旋转中心到摆动中心位置偏置设置、编程零点到c轴中心位置偏置设置、加工工件坐标系的位置偏置设置、刀具长度补偿设置、机床五轴RTCPJJIJ工设置及。下面以广数GSK 25i五轴数控系统、CAXA制造工程师201 1软件五轴后置处理为例，介绍双转台式五轴数控加工中心的加工设置与机床精度的测量、调整方法。 2 旋转轴与直线轴的位置偏置 (1)旋转中心到摆动中心偏置距离测量如图2所示，具体操作方法如下： 第1步：通过旋转B轴，采用打表方式校平、校正C轴，使c轴平面与z轴垂直，然后在C轴上安装一圆棒，旋转C轴铣出圆棒直径为D，最后对圆棒进行分中，找出XYZ车由的坐标系零点位置坐标C，使C轴旋转轴轴线与Z轴轴线重合，在机床坐标相对坐标系中将X、B轴坐标清零。 第2步：手动旋转摆动轴B轴至90°位置，采用打表方式校正B轴使C轴平面与Z轴轴线平行，然后移动X轴，用百分表或分中棒对C轴平面进行多次校准取平均值，使z轴轴线位于旋转轴C轴平面上，aOz轴轴线到旋转轴C 轴平面的距离为0，所移动的距离为L(z’+x’)，最后移动z、y轴，采用打表方式，测出圆柱旋转后(B轴相对坐标90°位置)其侧面至旋转前(B轴相对坐标0度位置)的高度值日。依据以上步骤得出c轴旋转中,GNB轴摆动中心的偏置值：
5轴数控机床检验规格
5 轴数控机床检验规格 （ISO） 的最新动向 State of the art ISO standard for testing five‐axis machine tools 東京農工大学教授 堤正臣 Tokyo University of Agriculture and Technology Prof.Dr.Masaomi TSUTSUMI
2 5轴数控加工中心的代表形式 主要有三种形式 工作台回转式主轴头回转式(龙门)主轴头·工作台 回转式(混合式) w C A Y b X Z(C)t w X b Y Z C B(C)t w C X b Y Z A(C)t 工作台上有2个回转轴主轴上有2个回转轴主轴，工作台各有
1个回转轴
具有代表性的复合加工机(大连科德数控) 3 卧式复合加工机（KDW‐4200FH）立式复合加工机（KDL‐1550FH） （14轴5轴联动卧式复合加工机）（11轴5轴联动立式复合加工机）w C b Z X Y B(C)t C’Z’w C X b Z Y B(C)t
4 5轴数控加工中心和复合加工机的检验规格 -目前ISO认证中，只有主轴头回转式的检验规格 -还没有工作台回转式，混合式(复合加工机)的检验规格 -为此，在日本有了新的提案 (开发研究主要以东京农工大学为主) ISO10791：Test conditions for machining centers审议中 Part1～3几何误差检测 P art6插补运动检测 P art7工作精度检测
插补运动检测·工作精度检测的 主要检测方法 5 ISO10791‐6 (1)插补运动检测 专用仪器测量 ①3轴联动控制运动：利用Ball bar，R‐test检测 目的：轴的几何误差?工作台回转精度的评价 ②5轴联动控制运动(圆锥台的底面)：利用Ball bar检测 目的：和圆锥台的工作精度比较 (不用精加工就可以测量精度) ISO10791‐7 (2)工作精度检测(切削实验)精加工 ①圆锥台(NAS979标准)(M3)
双转台五轴联动数控机床对刀方法介绍
双转台五轴联动数控机床对刀方法介绍 发表时间：2014/8/5 作者：易军 关键字：双转台五轴联动数控机床对刀 投稿收藏好文推荐打印 轴联动数控机床是高效率、高精度加工空间曲面类零件。般将双转台的旋转轴线的交点作为加工坐标原点。双转台机床的对刀也就是要找到双转台旋转轴线的交点。轴联动，双转台五轴联动数控机床对刀方法介绍。 一引言 装备制造业是一国工业之基石，它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供重要的手段，是不可或缺的战略性产业。即使是发达工业化国家，也无不高度重视。近年来，随着我国国民经济迅速发展和国防建设的需要，对高档的数控机床提出了急迫的大量需求。五轴联动数控机床是高效率、高精度加工空间曲面类零件，如各类模具、水轮机和汽轮机叶片、三元流离心压气机、船用螺旋桨和推进器及螺旋锥齿轮的关键设备。代表机床制造业最高境界，从某种意义上说，也反映了一个国家的工业发展水平状况。 二双转台五轴联动数控机床结构 图1-1 双转台五轴联动机床结构简图 双转台五轴联动数控机床运动坐标包括3个移动坐标X、Y、 Z和两个个旋转坐标B、C（两个旋转轴均属转台类），B轴旋转平面为YZ平面，C轴旋转平面为XY平面。一般两个旋转轴结合为一个整体构成双转台结构，放置在工作台面上。( 3+2轴)。其特点是：加工过程中工作台旋转并摆动，可加工工件的尺寸受转台尺寸的限制，适合加工体积小、重量轻的工件；主轴始终为竖直方向，刚性比较好，可以进行切削量较大的加工。 三双转台五轴联动数控机床对刀方法 对刀的概念就是将编程坐标系和机床操作中的加工坐标 系重合起来，机床就会按照编写的程序进行加工。双转台五 轴机床的加工坐标，一般将双转台的旋转轴线的交点作为加工坐标原点，因此，双转台机床的对刀也就是要找到双转台旋转轴线的交点，加工原点的X、Y、Z轴坐标均由转台旋转轴线交点确定。 1．校正双转台
机床操作说明书
机床操作说明书 5.2数控系统CNC操作面板介绍 1.TESET键：解除报警，CNC复位 2.HELP键：用于显示如何操作机床 3.DELETE键：程序编辑键 4.INPUT键：用于编辑程序和修改参数等操作 5.ALTER键：编辑程序时用 6.CAN键：删除输入到缓存的数据字母 7.INSERT键：在MDI方式操作时，输入程序 8.SH IFT键：此键用来选择键盘上的字符 9.光标键：光标的前后左右移动键 10.SYSTEM键：显示系统画面 11.POS键：显示位置画面 12.MESSAGE键：显示信息画面 13.PROG键：显示程序画面 14.CUSTOM键：显示用户宏画面 15.OFFSET SETTING键：显示刀偏/设定（SETTING）画面 详细介绍见随机提供的原版《Oi MATE Tc 操作使用说明书》 5．3 机床控制面板介绍 注意： 以下介绍各按钮的功能的前提条件是： a)机床电源总开关是在ON的状态下 b)数控系统和机床无任何报警的状态下 c)数控系统处于运行的状态下 1：系统启动，停止按钮： 按下系统启动键，10-50秒后，LCD显示初始画面，等待操作。当急停按钮按下时，LCD将显示报警。系统启动按钮主要功能是系统上电。
按下系统停止按钮，系统断电，LCD将立即无显示。关闭机床总电源时，首先关闭系统电源，然后关闭机床电源。 2：紧急停止按钮 紧急停止按钮按下时，LCD显示报警，顺时针旋转按钮释放，报警将从LCD 消失。要强调的是，当机床超过行程，压下限位开关（选项）时，在LCD上也显示报警。（装有硬限位的前提下） 3：空行程 仅对自动方式有效，机床以恒定进给速度运动而不执行程序中所指定的进给速度。该功能可用来在机床不装工件的情况下检查机床的运动。通常在编辑加工程序后，试运行程序时使用。 4：跳选 跳过任选程序段或附加任选程序段，仅对自动方式有效 5：工作方式选择 数控系统共有5种工作方式，可用工作方式选择开关或按钮选择，本机床采用触摸面板按键。 A：编辑方式 在程序保护开关通过钥匙接通的条件下，可以编辑、修改、删除或传输工件加工程序。 B：自动方式 在已事先编辑好的工件加工程序的存储器中，选择好要运行的加工程序，设置好刀具编置值。在防护门关好的前提下，按下循环启动按钮，机床就按加工程序运行。若使机床暂停，按下进给保持按钮，如有意外事件发生，按下紧急停止按钮。 C：MDI方式 MDI方式也叫手动数据输入方式，它具有从CRT/MDI操作面板输入一个程序段的指令并执行该程序段的工程。 D：JOG方式
五轴数控机床的运动精度检测
五轴数控机床的精度检测方法分析 摘要：本文首先对五轴数控机床的精度检测技术做了一个简要概括，然后介绍数控机床精度检测的必要性,指出数控机床常见的精度要求及传统检测方法,并介绍先进检测方法和检测仪器、工具,以及各个检测方法的特点。 关键词：五轴数控机床；精度检测 Precision analysis of detection method of five axis CNC machine the 工件试切或试加工,然后再对所试切的工件进行精度检测。但这种方法的测量结果中包括了工艺、刀具和材料等因素在内，虽然可以通过试件的加工精度间接反映出机床的精度，但不能精确地用于指导机床的研发和改进。而直接测量法如用微位移传感器测量装夹在主轴上的圆柱形基准棒或基准球，或者对装夹在工件台面上的基准量块或平尺直接进行测量,这种方法可以直接获得某项误差,但该方法测量效率低,测量的范围(如行程)有限。 目前世界各国对数控机床精度检测指标的定义、测量方法及数据处理方法等都有所不同。国际上有五种精度标准体系,分别为:德国VDI标准、日本JIS标准、国际标准ISO标准、国标GB系列、美国机床制造商协会NMTBA。其中NAS979是美国国家航空航天局在二十世纪七十年代提出的通用切削试件,"NAS试件”是通过检测加工好的圆锥台试件的“面粗糖度、圆度、角度、尺寸”等精度指标来反映机床的动态加工精度。NAS试件已在三坐标数控机床
的加工精度检测方面得到了很好的应用,但用NAS试件来检测五轴数控机床的加工精度还存在一些问题。成都飞机工业(集团)有限责任公司于2011年提出了用于检验五轴数控机床的标准试件——“S形试件”,该试件是由一个呈“S”形状的直纹面等厚缘条和一个矩形基座组合而成,通过检测加工试件的“外形轮廓尺寸、厚度、表面粗糙度”等指标,以及试件上的3条线共99个点的坐标位置来检验五轴数控机床的加工精度,“S形试件”是目前五轴数控机床精度检验通用的检测试件,该试件已于2011年申请美国国家专利,“S形试件”模型图及检测点如图1.1所示。 S试件模型图 测量方法需根据具体的测量仪器来制订,机床精度提髙的需求也促进了机床精度检测工具的发展。根据检测轨迹的不同,检测仪器可分为圆轨迹运动检测和直线运动轨迹检测。由于机床的圆轨迹运动包含了较多误差信息,因此开发一种用于检测机床轨迹运动的仪器也是国内 五轴机床的检测重点是两个旋转轴的精度。 旋转轴的精度包括两个方面：一方面是旋转轴运动的精度，主要要检测每个旋转轴的重复定位精度；另一方面是两个旋转轴相互之间的关系，主要检测两个旋转轴轴线和主轴轴线之间空间几何关系是否正确。 4.1 测量旋转轴的重复定位精度 方法和直线轴测量方法类似：对于转台类型的旋转轴，在转台上固定一个方块，用千分表接触方块的表面，旋转转台一定角度，再反向旋转转台同样多角度，回到原位，观察两次表针接触方块表面时的表读数是否一致，误差多少（如图1）；对于摆头类型的旋转轴，在主轴上装上检测用芯棒，用千分表指针接触芯棒来检测（如图2）。 图1 测量转台的重复定位精度图2 测量摆头的重复定位精度
数控车床对刀原理及方法步骤(实用详细)
数控车床对刀原理及对刀方法 对刀是数控加工中的主要操作和重要技能。在一定条件下，对刀的精度可以决定零件的加工精度，同时，对刀效率还直接影响数控加工效率。 仅仅知道对刀方法是不够的，还要知道数控系统的各种对刀设置方式，以及这些方式在加工程序中的调用方法，同时要知道各种对刀方式的优缺点、使用条件（下面的论述是以FANUC OiMate数控系统为例）等。 1 为什么要对刀 一般来说，零件的数控加工编程和上机床加工是分开进行的。数控编程员根据零件的设计图纸，选定一个方便编程的坐标系及其原点，我们称之为程序坐标系和程序原点。程序原点一般与零件的工艺基准或设计基准重合，因此又称作工件原点。 数控车床通电后，须进行回零（参考点）操作，其目的是建立数控车床进行位置测量、控制、显示的统一基准，该点就是所谓的机床原点，它的位置由机床位置传感器决定。由于机床回零后，刀具（刀尖）的位置距离机床原点是固定不变的，因此，为便于对刀和加工，可将机床回零后刀尖的位置看作机床原点。 在图1中，O是程序原点，O'是机床回零后以刀尖位置为参照的机床原点。 编程员按程序坐标系中的坐标数据编制刀具（刀尖）的运行轨迹。由于刀尖的初始位置（机床原点）与程序原点存在X向偏移距离和Z向偏移距离，使得实际的刀尖位置与程序指令的位置有同样的偏移距离，因此，须将该距离测量出来并设置进数控系统，使系统据此调整刀尖的运动轨迹。
所谓对刀，其实质就是侧量程序原点与机床原点之间的偏移距离并设置程序原点在以刀尖为参照的机床坐标系里的坐标。 2 试切对刀原理 对刀的方法有很多种，按对刀的精度可分为粗略对刀和精确对刀；按是否采用对刀仪可分为手动对刀和自动对刀；按是否采用基准刀，又可分为绝对对刀和相对对刀等。但无论采用哪种对刀方式，都离不开试切对刀，试切对刀是最根本的对刀方法。 以图2为例，试切对刀步骤如下： ①在手动操作方式下，用所选刀具在加工余量范围内试切工件外圆，记下此时显示屏中的X坐标值，记为Xa。（注意：数控车床显示和编程的X坐标一般为直径值）。 ②将刀具沿＋Z方向退回到工件端面余量处一点（假定为α点）切削端面，记录此时显示屏中的Z坐标值，记为Za。 ③测量试切后的工件外圆直径，记为φ。 如果程序原点O设在工件端面（一般必须是已经精加工完毕的端面）与回转中心的交点，则程序原点O在机床坐标系中的坐标为 Xo＝Xa-φ(1） Zo＝Za 注意：公式中的坐标值均为负值。将Xo、Zo设置进数控系统即完成对刀设置。3 程序原点（工件原点）的设置方式 在FANUC数控系统中，有以下几种设置程序原点的方式：①设置刀具偏移量补偿；②用G50设置刀具起点；③用G54~G59设置程序原点；④用“工件移”设置程序原点。 程序原点设置是对刀不可缺少的组成部分。每种设置方法有不同的编程使用方式、不同的应用条件和不同的工作效率。各种设置方式可以组合使用。
五轴机床安全操作规程[详细]
五轴机床安全操作规程 Ⅰ、五轴加工中心操作规程 一、开机前,应当遵守以下操作规程: 1、穿戴好劳保用品,不要戴手套操作机床. 2、开动机床前检查各部分的安全防护装置、周围工作环境以及各气压、液压、液位,按照机床说明书要求加装润滑油、液压油、切削液,接通外接无水气源.检查油标、油量、油质及油路是否正常,保持润滑系统清洁,油箱、油眼不得敞开. 3、检查各移动部件的限位开关是否起作用,在行程范围内是否畅通,是否有阻碍物,是否能保证机床在任何时候都具有良好的安全状况.真实填写好设备点检卡. 4、操作者必须详细阅读机床的使用说明书,熟悉机床一般性能、结构,严禁超性能使用.在未熟悉机床操作前,切勿随意动机床,以免发生安全事故. 5、操作前必须熟知每个按钮的作用以及操作注意事项.注意机床各个部位警示牌上所警示的内容.机床周围的工具要摆放整齐,要便于拿放.加工前必须关上机床的防护门. 6、 二、在加工操作中,应当遵守以下操作规程: 1、机床在运行五轴联动过程中断电或关机重新开起使用五轴联动功
能时RTCP功能必须重新开启.运行三轴加工程序时必须关闭RTCP 功能. 2、输入FIDIA C20工作站程序,必须严格经过病毒过滤,以免病毒程序给机床带来意外的伤害. 3、文明生产,精力集中,杜绝酗酒和疲劳操作;禁止打闹、闲谈、睡觉和任意离开岗位. 4、机床编程操作人员必须全面了解机床性能,自觉阅读遵守机床的各种操作说明.确保机床无故障工作. 5、机床在通电状态时,操作者千万不要打开和接触机床上示有闪电符号的、装有强电装置的部位,以防被电击伤. 6、床严禁超负载工作,要依据刀具的类型和直径选择合理的切削参数.注意检查工件和刀具是否装夹正确、可靠;在刀具装夹完毕后,应当采用手动方式进行试切. 7、机床运转过程中,不要清除切屑,要避免用手接触机床运动部件. 8、清除切屑时,要使用一定的工具,应当注意不要被切屑划破手脚. 9、要测量工件时,必须在机床停止状态下进行. 10、在打雷时,不要开机床.因为雷击时的瞬时高电压和大电流易冲击机床,造成烧坏模块或丢失改变数据,造成不必要的损失. 11、机床在执行自动循环时,操作者应站在操作面板前,以便观察机床运转情况,及时发现对话框中的提示、反馈以及报警信息. 12操作者必须严格按照数控铣床操作步骤操作机床,未经操作者同意,其他人员不得私自开动.
五轴数控机床的RTCP精度调整方法
五轴数控机床的动态特性测定和调整方法 摘要：五轴机床对机床装备制造业意义非凡，RTCP功能是衡量五轴机床性能的重要指标。在执行RTCP过程中，由于旋转轴的加入，需要对直线轴进行非线性补偿，因此旋转轴和直线轴的伺服动态特性需要进行测定和调整，才能保证加工动态精度。本文对RTCP原理进行了简单介绍，设计了一种五轴动态精度测定算法，通过该算法对五轴机床的5个伺服轴特性进行了强弱排序，从而对伺服参数进行优化和调整。以五轴叶轮加工为例，将伺服参数调整前后所加工的叶轮的加工质量进行对比，证明该方法取得了较好的效果。 关键字：RTCP；五轴动态精度；伺服不匹配度 Abstract: Five-axis machine is significant for tool equipment manufacturing industry, and the function of RTCP is a very important reference to evaluate the performance of a five-axis machine tool. During the process with the RTCP function turning on, it needs a nonlinear position compensation for the linear axes because of the rotary axes, so the ability of servo following of the linear axes and rotary axes is required to guarantee the processing dynamic precision. In this paper, the principle of RTCP is introduced and a kind of five-axis dynamic precision measurement algorithm is designed. According to the algorithm ,the five axes are ordered, which helps to optimize and adjust the servo parameters . Taking five axis impeller machining as an example, the machining quality of the impellersis compared before and after the adjustment of the servo parameters, and it shows that the better results are obtained. Keywords: RTCP; five-axis dynamic precision; servo dismatching degree 五轴数控机床比原有的三轴数控机床拥有更多优点，如加工复杂曲面、减少加工工序从而提高加工效率。但是由于旋转轴的存在，在执行RTCP过程中，旋转轴和直线轴会进行非线性运动，因此需要对五轴机床的动态特性进行控制，其动态精度成为影响加工精度的主要原因之一。五轴数控机床动态精度主要源于伺服系统加减速响应性能、零件受力变形、刀具振动、主轴转速、机床进给大小等]1[。按照常规的伺服匹配测定方法无法准确对直线轴和旋转轴进匹配，五轴动态精度测定方法以RTCP功能特性为基础，建立直线轴和旋转轴联动模型，通过测定后的结果为依据，来调整五轴数控机床的伺服参数，使伺服系统达到更好的状态，从而提高五轴联动数控机床的动态精度，提高机床的加工精度。 1.RTCP原理介绍 RTCP是Rotation Around Tool Center Point的英文缩写，即图1中刀具中心点编程。启用RTCP，控制系统会自动计算并保持刀 具中心始终在编程的XYZ位置上，刀具中心 始终在编程坐标系中，转动坐标每个运动都 会被编程坐标系XYZ的直线位移所补偿]2[。 使用RTCP，可以直接编程刀具中心的轨迹， 而不用考虑五轴机床结构参数，大大简化了 五轴工艺编程和提高了加精度。 2.RTCP动态精度测定原理 在三坐标机床中，经常采用圆度测试 来检测任意直线轴间的动态特性是否匹配，但在五坐标机床运动过程中，由于旋转轴的加入，必须在每个插补点对旋转轴运动而带来的直线轴偏差进行非线性补偿，因此也必须对旋转轴和直线轴间的动态特性进行伺服匹配。由于旋转轴和直线轴的控制单位不一样，不能像直线轴那样直接采用圆度测试，采用本方法，可以对五个轴的动态特性进行测试和排序，从而为伺服参数调整提供依据。 * 基金项目:“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项课题（2012ZX04001-012)
多轴机床实操讲义.doc
数控奥林匹克多轴加工工艺研修（无锡）班 多轴机床实操讲义 南京四开电子企业有限公司——数控中心内部资料 多轴机床手册（节选） 第一章五轴机床应用必备知识 第一节五轴机床的几种结构简介 1.1.1 五轴机床的分类 五轴机床一般为在普通三轴机床的基础上附加了两个旋转轴。又称为3+2轴。 按照旋转轴的类型，五轴机床可以分为三类：双转台五轴、双摆头五轴、单转台单摆头五轴。旋转轴分为两种：使主轴方向旋转的旋转轴称为摆头，使装夹工件的工作台旋转的旋转轴称为转台。 按照旋转轴的旋转平面分类，五轴机床可分为正交五轴和非正交五轴。两个旋转轴的旋转平面均为正交面（XY、YZ或XZ平面）的机床为正交五轴；两个旋转轴的旋转平面有一个或二个不是正交面的机床为非正交五轴。 1.1.2 SKY五轴机床的三种典型结构 ●双转台五轴 两个旋转轴均属转台类，B轴旋转平面为YZ平面，C轴旋转平面为XY平面。一般两个旋转轴结合为一个整体构成双转台结构，放置在工作台面上。 特点：加工过程中工作台旋转并摆动，可加工工件的尺寸受转台尺寸的限制，适合加工体积小、重量轻的工件；主轴始终为竖直方向，刚性比较好，可以进行切削量较大的加工。
图1-1-1双转台结构示意图 ●双摆头五轴 两个旋转轴均属摆头类，B轴旋转平面为ZX平面，C轴旋转平面为XY平面。两个旋转轴结合为一个整体构成双摆头结构。 特点：加工过程中工作台不旋转或摆动，工件固定在工作台上，加工过程中静止不动。适合加工体积大、重量重的工件；但因主轴在加工过程中摆动，所以刚性较差，加工切削量较小。 图1-1-2双摆头结构示意图 ●单转台单摆头五轴 旋转轴B为摆头，旋转平面为ZX平面；旋转轴C为转台，旋转平面为XY 平面。
控车床980T系统G50对刀方法
控车床980T系统G50对刀方法 一、数控车床980T系统对刀分X轴、Z轴两个方向 1、X轴对刀步骤 把坐标系原点设在零件端面上 （1）、启动机床，用手轮方式将刀具移动至靠近工件外圆面位置，“注”（使用手轮进给倍率为0.1的速度）。 （2）、将主轴正转，刀具以手轮进给倍率为0.01的速度进行外圆碰刀，后Z轴正向退出，X轴在相对坐标进行清零，X轴进刀（进刀量在0.2mm左右），再Z轴往负方向进行外圆车削（以手轮进给倍率为0.001的速度、车削外圆长度大约为10mm左右）。 （此时注意车削完后X轴不能动，只能把Z轴往正方向退出）。 （3）、停机（用游标卡尺）测量工件车削后外圆的直径。 （4）、将系统操作面板切换至录入方式（MDT）方式界面，输入“G50X20.0”（在这里X20.0是指工件车削后测量出的尺寸）。 （5）、同时在录入方式下执行该值--按下“循环启动键” （6）、X轴对刀完成，把刀具退开。 2、Z轴对刀步骤 （1）、启动机床，用手轮方式将刀具移动至靠近工件端面位置，“注”（使用手轮进给倍率为0.1的速度）。 （2）、将主轴正转，刀具以手轮进给倍率为0.01的速度进行端面碰刀，后X轴正向退出，Z轴在相对坐标进行清零，Z轴进刀（进刀量在0.1mm左右），再X轴往负方向进行端面车削(车完整个端面)。 （此时注意车削完后Z轴不能动，只能把X轴往正方向退出）。 （3）、将系统操作面板切换至录入方式（MDT）方式界面，输入“G50Z0”（在这里Z0是指工件车削后端面位置）。 （4）、同时在录入方式下执行该值--按下“循环启动键” （5）、Z轴对刀完成，把刀具退开。 3、验正坐标的步骤 （1）、在录入方式下：输入G00 X50.0 Z0 T0101（注：在这里X值是输入大于工件毛坯直径为原则、T0101是指该刀具处于的刀号位置） （2）、输入完后：把刀具用手动方式远离工件、同时把控制G00速度的倍率开关调到最慢状态（为F0） （3）、各步骤进入安全位置后：再按下“循环启动键“使刀具慢速接近工件原点。 （4）、检查刀具处于的位置是否正确。
FIDIA五轴简易说明书
FIDIA五轴加工中心基础操作 目录 一、机床概述 二、操作面板 三、CNC 的编程 第一章机床概述 名称：五轴高速数控铣床 型号：Y2K411 厂家：fidia S.P.A 主要技术参数： 主轴转速：24000rpm 主轴功率：27KWX2
数控系统：FIDIA C20 工件台面尺寸：500032200MM 工作台最大载重：20000KG 实际加工尺寸：X轴4200mm、Y轴110mm、Z轴1000mm A轴（主机床）95°～-110° (附机床）-95°～110° C轴±180° 第二章操作面板 一、启动和关闭
1、启动：打开主机电源后进入windows见面，点击“开始”选择“程序”再选择Fidia Utility文件，然后点击User interface 进入用户界面。 2、关闭：从File菜单上选择关闭Exit，关闭CNC的命令页面（其它相关的系统界面先关闭，主界面才会关闭）。最后关闭电脑再关闭总电源。 二、应用窗口界面 在 CNC 命令界面被执行后, 在显示器上显示出一个窗口，它占有了整个桌面，其组成如下: A 菜单条 B 显示和工作区域陈列, 取决于上下文, 位置值, 对话窗口, 图, 目录以及使用者输入值或其它数据的 参数或命令窗口 C 一个按时间顺序显示 CNC 信息的盒子 D 垂向软件键条 E 横向软件键条 F 日期和时刻
1、横向软件键条： RES T2RESTCNC：机床恢复 ZERO2RQ：各轴自动顺序回机床零点（Z、A、C、Y、X）2X、Y、Z、A、C：单独轴选择回零点 SET COMMAND：设置命令 屏幕显示：F进给 S转速 UNIT公/英制单位 RCTP（五轴连动）OF/ON TOOL COORD刀具坐标轴OF/ON ROTO当前原点坐标的旋转角度 SET COMMAND2SET ORIGIN：设置加工原点坐标(1-10个) 机床的原点为零号坐标系，是不能更 改的。
什么是五轴机床
什么是五轴机床 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。在实际应用中，每当人们碰见异形复杂零件高效、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。近几年随着我国航空航天、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、高质量的加工。但是，你真的足够了解五轴加工吗？ 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。五轴机床（5 Axis Machining），顾名思义，是指在X、Y、Z，三根常见的直线轴上加上两根旋转轴。A、B、C三轴中的两个旋转轴具有不同的运动方式，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，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：
两个转动坐标直接控制刀具轴线的方向（双摆头形式） 两个坐标轴在刀具顶端，但是旋转轴不与直线轴垂直（俯垂型摆头式）
两个转动坐标直接控制空间的旋转（双转台形式）
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）
两个转动坐标一个作用在刀具上，一个作用在工件上（一摆一转形式） 术语：如果旋转轴不与直线轴相垂直，则被认为是一根“俯垂型”轴。 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。可是，这么多样化的机床结构，在加工时究竟能展现出哪些特点呢？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。 5轴机床的特点 说起五轴机床的特点，就要和传统的三轴设备来比较。生产中三轴加工设备比较常见，有立式、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，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。所以，在面对下面这些产品时，三轴机床效率低、加工表面质量差甚至无法加工的弊端就暴露出来了。
数控车床对刀原理及方法步骤
数控车床对刀原理及对刀方法 对刀就是数控加工中的主要操作与重要技能。在一定条件下,对刀的精度可以决定零件的加工精度,同时,对刀效率还直接影响数控加工效率。 仅仅知道对刀方法就是不够的,还要知道数控系统的各种对刀设置方式,以及这些方式在加工程序中的调用方法,同时要知道各种对刀方式的优缺点、使用条件(下面的论述就是以FANUC OiMate数控系统为例)等。 1 为什么要对刀 一般来说,零件的数控加工编程与上机床加工就是分开进行的。数控编程员根据零件的设计图纸,选定一个方便编程的坐标系及其原点,我们称之为程序坐标系与程序原点。程序原点一般与零件的工艺基准或设计基准重合,因此又称作工件原点。 数控车床通电后,须进行回零(参考点)操作,其目的就是建立数控车床进行位置测量、控制、显示的统一基准,该点就就是所谓的机床原点,它的位置由机床位置传感器决定。由于机床回零后,刀具(刀尖)的位置距离机床原点就是固定不变的,因此,为便于对刀与加工,可将机床回零后刀尖的位置瞧作机床原点。 在图1中,O就是程序原点,O'就是机床回零后以刀尖位置为参照的机床原点。 编程员按程序坐标系中的坐标数据编制刀具(刀尖)的运行轨迹。由于刀尖的初始位置(机床原点)与程序原点存在X向偏移距离与Z向偏移距离,使得实际的刀尖位置与程序指令的位置有同样的偏移距离,因此,须将该距离测量出来并设置进数控系统,使系统据此调整刀尖的运动轨迹。
所谓对刀,其实质就就是侧量程序原点与机床原点之间的偏移距离并设置程序 原点在以刀尖为参照的机床坐标系里的坐标。 2 试切对刀原理 对刀的方法有很多种,按对刀的精度可分为粗略对刀与精确对刀;按就是否采用对刀仪可分为手动对刀与自动对刀;按就是否采用基准刀,又可分为绝对对刀与相对对 刀等。但无论采用哪种对刀方式,都离不开试切对刀,试切对刀就是最根本的对刀方法。 以图2为例,试切对刀步骤如下: ①在手动操作方式下,用所选刀具在加工余量范围内试切工件外圆,记下此时显示屏中的X坐标值,记为Xa。(注意:数控车床显示与编程的X坐标一般为直径值)。 ②将刀具沿＋Z方向退回到工件端面余量处一点(假定为α点)切削端面,记录此时显示屏中的Z坐标值,记为Za。 ③测量试切后的工件外圆直径,记为φ。 如果程序原点O设在工件端面(一般必须就是已经精加工完毕的端面)与回转中心的交点,则程序原点O在机床坐标系中的坐标为 Xo＝Xa-φ(1) Zo＝Za 注意:公式中的坐标值均为负值。将Xo、Zo设置进数控系统即完成对刀设置。 3 程序原点(工件原点)的设置方式 在FANUC数控系统中,有以下几种设置程序原点的方式:①设置刀具偏移量补偿; ②用G50设置刀具起点;③用G54~G59设置程序原点;④用“工件移”设置程序原点。 程序原点设置就是对刀不可缺少的组成部分。每种设置方法有不同的编程使用方式、不同的应用条件与不同的工作效率。各种设置方式可以组合使用。
五轴机床对刀方法
第一节五轴机床的几种结构简介 1.1.1五轴机床的分类 五轴机床一般为在普通三轴机床的基础上附加了两个旋转轴。又称为3+2轴。 按照旋转轴的类型，五轴机床可以分为三类：双转台五轴、双摆头五轴、单转台单摆头五轴。旋转轴分为两种：使主轴方向旋转的旋转轴称为摆头，使装夹工件的工作台旋转的旋转轴称为转台。 按照旋转轴的旋转平面分类，五轴机床可分为正交五轴和非正交五轴。两个旋转轴的旋转平面均为正交面（XY、YZ或XZ平面）的机床为正交五轴；两个旋转轴的旋转平面有一个或二个不是正交面的机床为非正交五轴。 1.1.2SKY五轴机床的三种典型结构 ●双转台五轴 两个旋转轴均属转台类，B轴旋转平面为YZ平面，C轴旋转平面为XY平面。一般两个旋转轴结合为一个整体构成双转台结构，放置在工作台面上。 特点：加工过程中工作台旋转并摆动，可加工工件的尺寸受转台尺寸的限制，适合加工体积小、重量轻的工件；主轴始终为竖直方向，刚性比较好，可以进行切削量较大的加工。 图1-1-1双转台结构示意图 ●双摆头五轴 两个旋转轴均属摆头类，B轴旋转平面为ZX平面，C轴旋转平面为XY平面。
两个旋转轴结合为一个整体构成双摆头结构。 特点：加工过程中工作台不旋转或摆动，工件固定在工作台上，加工过程中静止不动。适合加工体积大、重量重的工件；但因主轴在加工过程中摆动，所以刚性较差，加工切削量较小。 图1-1-2双摆头结构示意图 ●单转台单摆头五轴 旋转轴B为摆头，旋转平面为ZX平面；旋转轴C为转台，旋转平面为XY 平面。 特点：加工过程中工作台只旋转不摆动，主轴只在一个旋转平面内摆动，加工特点介于双转台和双摆头之间。 图1-1-3单摆头单转台结构示意图
五轴数控机床的运动精度检测
五轴数控机床的运动精 度检测 文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
五轴数控机床的精度检测方法分析 摘要：本文首先对五轴数控机床的精度检测技术做了一个简要概括，然后介绍数控机床精度检测的必要性,指出数控机床常见的精度要求及传统检测方法,并介绍先进检测方法和检测仪器、工具,以及各个检测方法的特点。 关键词：五轴数控机床；精度检测 Precision analysis of detection method of five axis CNC machine tools Abstract: Firstly，this paper introduces the precision detection technology of five axis NC machine tools, and then introduces the necessity of CNC machine tool accuracy detection accuracy requirements of CNC machine tools, points out the common and the traditional detection method, and introduce advanced detection method and detection instruments, tools, and the characteristics of each detection method. Key words: Five axis NC machine tool；Precision detection 1 引言 五轴联动数控机床目前已大量用于航空制造等高端制造领域。由于机床复杂的机械 结构及控制系统，五轴联动机床加工精度检测及优化一直是机械制造行业内研究的热点和难点，成为影响产品加工质量及效率的关键。对企业来说,购买数控机床是一笔相当大的投资,特别是购买大型机床。实践表明,大多数大型数控机床解体发运给用户安装时,必须在现场调试才能符合其技术指标,因此,在新机床检收时,要进行严格的检定,使机床一开始安装就能保证达到其枝术指标预期使用性能和生产效率。投入生产的数控机床使用一段时间后,必须再进行精度检定。通常新机床在使用半年后需再次进行检定,以后每年检测一次,定期检测机床误差,并及时校正螺距及反向间隙等,可切实改善使用中的机床精度及零件加工质量,提高机床的生产率。 2 数控机床精度检测技术研究现状 常用的机床误差测量方法有直接测量法和间接测量法,其中间接测量法,如首先用典型工件试切或试加工,然后再对所试切的工件进行精度检测。但这种方法的测量结果中包括