五轴机床运动学

五轴机床运动学

1.1.旋转轴的定义：五轴机床的旋转轴分依赖轴和非依赖轴。（非依赖轴称第四轴，依赖轴为第五轴）。当另一个旋转轴运动时，不影响这个轴的旋转方向和旋转平面，则该轴为第四轴。当另一个旋转轴运动时，这个旋转轴改变了旋转方向和旋转平面，则该轴为第五轴。

1.第四轴旋转中心偏置

变量数组mom_kin_4th_axis_center_offset中定义的是机床坐标系零点

到第四轴旋转中心的偏置值。

mom_kin_4th_axis_center_offset(0): x方向偏差

mom_kin_4th_axis_center_offset(1):y方向偏差

mom_kin_4th_axis_center_offset(2):z方向偏差

2.第五轴旋转中心偏置

变量数组mom_kin_5th_axis_center_offset中定义的第五轴旋转中心到

第四轴旋转中心的偏差值。当第五轴与第四轴的旋转轴不相交时，将

两轴回到零位，在第四轴的旋转平面里面从第四轴旋转中心垂直指向

第五轴。

mom_kin_5th_axis_center_offset(0):x方向偏差

mom_kin_5th_axis_center_offset(1):y方向偏差

mom_kin_5th_axis_center_offset(2):z方向偏差

3.旋转轴转向

变量有mom_kin_4th_axis_rotation和mom_kin_5th_axis_rotation，每个

变量都有两个可选项：Normal和Reverse,用于定义后处理将如何把刀

轴矢量I,J,K转换为旋转角。

set mom_kin_4th_axis_rotation: Normal

set mom_kin_5th_axis_rotation:Reverse

可以采用以下规则来定义旋转轴转向：

大多数机床用standard表示旋转轴是以顺时针转向大角度。

XY平面，沿Z轴从正向往负看，顺时针转向大角度，则是standard。

ZX平面，沿Y轴从正向往负看，顺时针转向大角度，则是standard。

YZ平面，沿X轴从正向往负看，顺时针转向大角度，则是standard。

4.旋转轴零位偏差（Angular Offset）

Angular Offset用于设定当机床的两个旋转轴都在零位时，刀轴矢量与

机床坐标系中Z轴方向的偏差值。

mom_kin_4th_axis_zero_position: Z

mom_kin_5th_axis_zero_position: Z

5.旋转轴摆长（Pivot Distance）

Pivon Point是指旋转轴的旋转中心。

mom_kin_pivot_guage_offset:

非正交的五轴机床，可以将旋转轴摆长参数定义成如下3个坐标方向

的分量：

mom_kin _guage_to_pivot(0): XX(X方向分量)

mom_kin _guage_to_pivot(1): YY(Y方向分量)

mom_kin _guage_to_pivot(2): ZZ(Z方向分量)

(发展战略)关于五轴联动机床的发展

关于五轴联动机床的发展、结构、功能、运动特性和加工特点介绍 提纲： 一，当今加工行业因产品结构调整和精度提高，要求加工设备发展和提升来适应各行各业的日益发展的需求。 二，五轴联动机床结构和运动特性的分类 1，运动形式：X/Y/Z/A/C，X/Y/Z/B/C，X/Y/Z/A/B，台面摆动，主轴摆动，台面移动，横梁移动，参阅照片， 2，结构形式：C 型结构、框架结构、动柱式结构，龙门桥式结构，落地镗削立柱结构 3，结构特点介绍 4，数控机床的加工特点介绍 三，结合五轴数控机床的功能和实际应用实例介绍 4.1 航空、航天，飞机部件加工 4.2 风力行业、汽轮和水利行业，叶轮、叶片、叶盘的加工 4.3 机械行业，高精密和复杂零部件的加工 4.4 模具、汽车复合试件行业，冲模和制造模具的加工 4.5 加工实例介绍，视频 结束语 互动：提问回答

一，五轴联动数控加工中心的发展 1，五轴联动数控机床的战略意义 对于装备制造业来说是一个国家基础的水平体现，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，是不可缺的战略性产业。即使是发达工业化国家，也非常重视。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。因为机床先进性是一个国家制造业水平的象征。而代表机床制造业最高境界的是五轴联动数控机床，从某种意义上说，反映了一个国家的工业发展水平状况。 五轴联动数控机床技术水准对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业，有着举足轻重的影响力。现在，大家普遍认为，五轴联动数控机床是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的唯一手段。 所以，每当人们在设计、研制复杂曲面遇到无法解决的难题时，往往转向求助五轴数控机床。由于五轴联动数控机床价格比较昂贵，加之NC程序制作较难，使五轴加工机床难以普及和应用。要使中国装备制造业迎来一个崭新的时代！对装备制造的发展业必须注入强劲的动力，投入更大资金。同时也对它提出更高要求，可以更加突出机械装备制造业作为高新技术产业化载体在推动整个社会技术进步和产业升级中无可替代的基础作用。作为国民经济增长和技术升级的原动力，所以五轴联动为标志的机械装备制造业将伴随着高新技术和新兴产业的发展而共同进步。预计在不久的将来，随着五轴联动数控机床的普及推广，将为中国成为世界最强国奠定坚实的基础！ 2，国外五轴联动数控机床现状 国外五轴联动数控机床发展到现在已经有几十年历史，刚开始起步，当然，是为适应多面体和曲面零件加工而出现的。目前，随着当今机床复合化技术的新发展，在常规的五轴数控机床的基础上, 又很快生产出了能进行铣削加工的车铣中心和加工中心的铣车复合加工中心。五轴联动数控机床的加工效率相当于两台三轴机床，有时甚至可以完全省去某些大型自动化生产线的投资, 大大节约了占地空间和工作在不同制造单元之间的周转运输时间及费用。市场的需求推动了五轴联动数控机床的发展。我们常见的五轴联动数控机床在品种上有立式、卧式、龙门式和落地式的加工

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：

新型五轴并串联机床的运动学仿真_伞红军

Kinematic Simulation of Novel Five Axes Serial-Parallel Machine Tool HongJun San1, ShiSheng Zhong2, ZhiXing Wang3 1) Faculty of Mechanical and Electrial Engineering, Kunming University of Science and Technology, Kunming,Yunnan, China (sanhjun@https://www.wendangku.net/doc/bd1127754.html,) 2) School of Mechatronics Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin, Heilongjiang, China (zss@https://www.wendangku.net/doc/bd1127754.html,) 3) School of Mechatronics Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin, Heilongjiang, China (wangzx@https://www.wendangku.net/doc/bd1127754.html,) Abstract—In this paper, for the a novel five axes serial-parallel machine tool, The three-dimensional solid model of the machine tool is established in ADAMS. The kinematic simulation of machine tool is carried out in the ADAMS simulation module. On the basis of the kinematic simulation of the machine tool, The results of the previous theoretical analysis are verified , including the number of degrees of freedom, inverse kinematic solution and forward kinematic solution. Keywords—serial-parallel machine tool, kinematic simulation, ADAMS 新型五轴并串联机床的运动学仿真 伞红军1钟诗胜2王知行3 1)昆明理工大学机电工程学院，昆明，云南，中国 2)哈尔滨工业大学机电工程学院，哈尔滨，黑龙江，中国 3)哈尔滨工业大学机电工程学院，哈尔滨，黑龙江，中国 摘要针对一种新型五轴并串联机床，在ADAMS软件环境下对该机床进行了简化的三维实体建模，应用ADAMS仿真模块对机床进行了运动学仿真，通过仿真验证了机床的自由度数和位置正反解算法的有效性。为该机床的原型样机的研制打下了基础。 关键词并串联机床，运动学仿真，ADAMS 1．引言 并联机床由于相对于传统的串联机床具有较高的结构刚度、较好的动态性能和较高的精度，近十几年来，受到了学术界和工业界的广泛关注。为了解决六自由度Stewart 型并联机床工作空间小、动平台刀具姿态角严重不足影响加工能力等问题，世界上相继推出了各种不同的并串联组合的混联机床[1-5]。 根据理论研究出来的众多的机构还需要检验其运动的正确性。在传统的方法中，为了验证设计，通常要制造物理样机进行试验，有时这些试验是破坏性的。当通过试验发现缺陷时，又要修改设计再做样机验证。一般只有通过多次反复的设计——试验——设计过程，机构才能达到要求的性能。通常，这一过程是冗长的，尤其是对于结构复杂的机构，设计周期难以缩短，更谈不上成本的降低了。 云南省自然科学基金项目支持（资助号：2010ZC024）因此，基于物理样机的设计验证过程严重的制约了设计质量和效率的提高。近年来，计算机技术的广泛应用提供了新的设计方法，那就是虚拟样机技术，它包括了三维CAD 建模技术和机械系统运动学等相关技术。 本文针对一种新型五轴并串联机床[6]，采用ADAMS 三维建模和分析软件建立机床的三维模型，并对其进行运动学仿真分析，考察各铰链及各部件的相对运动状态，通过仿真分析结果来验证机床的运动自由度及机床位置反解算法的正确性。 2．机床结构描述 该新型并串联机床主要由一个2-UPR/2-UPS四自由度并联机构[7]串联一个可转动的部件组成。如图1所示，为该新型五轴并串联机床的结构示意图。机床的并联部分大体上由固定平台、运动平台和连接固定平台与运动平台的 2010 ETP/IITA 2010 International Conference on Management Science and Engineering 978-988-18242-7-1/10/$25.00 ?2010 ETP MSE2010

车床安全操作及注意事项

车床安全操作及注意事项 1、操作人员必须熟悉车床性能，掌握操作手柄的功用，否则不得动用车床。 2、车床开动前，必须按照安全操作的要求，正确穿戴好劳动保护用品，认真仔细检查机床各部件和保护装置是 否完好，安全可靠，加油润滑机床，并作低速空载运转2-3分钟，检查车床运转是否正常。 3、开机时要观察设备是否正常，工件、刀具和夹具都必须夹牢固才能切削，且吃刀深度不能超过设备本身的负 荷，刀头伸出部份不要超出刀体高度的1．5倍，转动刀架时要把大刀退回到安全的位置，防止车刀碰憧卡盘，上落大工件，床面上要垫木板。用吊车配合装卸工件时，夹盘未夹紧工件不允许卸下吊具，并且要把吊车的全部控制电源断开。工件夹紧后车床转动前，须将吊具卸下。 4、装卸卡盘和大工件时，要检查周围有无障碍物，垫好木版，以保护床面，并要卡住、顶牢、架好，车偏重物 时要按轻重搞好平衡，工件及工具的装夹要牢固，以防工件或工具从夹具中飞出，卡盘钥匙、套帽扳手要拿下。 5、机床运转时，严禁戴手套操作；严禁用手触摸机床的旋转部分；严禁在车床运转中隔着车床传送物件；装卸 工件，安装刀具，清洗上油以及打扫切屑，均应停车进行，清除铁屑应用刷子或钩子，禁止用手拉。 6、机床运转时，不准测量工件，不准用手去煞住转动的卡盘，用砂皮事，应放在锉刀上，严禁戴手套用砂皮操 作，磨破的砂皮不准使用，不准使用无柄锉刀，不得用正反车电闸作刹车，应经中间刹车过程。 7、变换转速应停止车床转动后方可以转换，以免碰伤齿轮，开车时，车刀要慢慢接近工件，以免屑沫崩伤人或 损坏工件。 8、加工工件切削量和进刀量不宜超大，以免机床过载或梗住工件造成意外事件。 9、切削粗工件时不能吃刀停车，如需停车应迅速将车刀推出。切削较长工件须在适当位置放好中心架，防止工 件甩弯伤人，伸入床头的料棒长度不超过床头立轴之外。并慢车加工，伸出时应注意防护。 10、使用砂布磨工件时，砂布要用硬木垫，车刀要移到安全位置、刀架面上不准放置工具和零件，划针盘要放 牢。 11、车床运转不正常、有异声或异常现象，轴承温度过高，要立即停车，报告指导部门技术负责人。 12、车床运转时，操作者不能随意离开工作岗位，禁止玩笑打闹，有事离开必须停机断电，工作时思想要集中。 13、工作时必须侧身站在操作位置，禁止身体正面对着转动的卡盘。 14、工作场地应保持整齐、清洁，刀具、工具、量具要放在规定地方且存放要稳妥，床面上禁止放任何物品。

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)

机床安全操作基本注意事项

机床安全操作基本注意事项 一、安全操作基本注意事项 1、工作时请穿好工作服、工作鞋，及防护镜，注意：不允许戴手套操作机床； 2、认真检查设备各部分及防护罩、限位块、保险螺钉等安全装置是否完好有效。 3、设备必须牢固有效地接地接零，局部照明灯为36v电压。 4、注意不要移动或损坏安装在机床上的警告标牌； 5、注意不要在机床周围放置障碍物，工作空间应足够大； 6、某一项工作如需要俩人或多人共同完成时，应注意相互间的协调一致； 7、不允许采用压缩空气清洗机床、电气柜及NC单元。 二、工作前的准备工作 l、机床工作开始工作前要有预热，认真检查润滑系统工作是否正常，如机床长时间未开动，可先采用手动方式向各部分供油润滑； 2、使用的刀具应与机床允许的规格相符，有严重破损的刀具要及时更换； 3、调整刀具所用工具不要遗忘在机床内； 4、刀具安装好后应进行一、二次试切削。 5、检查卡盘夹紧工作的状态； 6、机床开动前，必须关好机床防护门。 三、工作过程中的安全注意事项 l、禁止用手接触刀尖和铁屑，铁屑必须要用铁钩子或毛刷来清理. 2、机床运转时，不准用手检查工件表面光洁度和测量工件尺寸。 3、装卡零部件时，板手要符合要求，不得加套管以增大力矩去拧紧螺母。 4、不准用手缠绕砂布去打磨转动零件。 5、禁止用手或其它任何方式接触正在旋转的主轴、工件或其它运动部位； 6、禁止加工过程中测量，更不能用棉丝擦拭工件、也不能清扫机床； 7、车床运转中，操作者不得离开岗位，机床发现异常现象立即停车； 8、未经许可禁止打开电器箱。 9、在加工过程中，不允许打开机床防护门； 10、严格遵守岗位责任制，机床由专人使用，他人使用须经本人同意； 11、禁止进行尝试性操作。 12、加工过程中认真观察切削及冷却状况，确保机床、刀具的正常运行及工件的质量。并关闭防护门以免铁屑、润滑油飞出。 13、在程序运行中须暂停测量工件尺寸时，要待机床完全停止、主轴停转后方可进行测量，以免发生人身事故。 14、关机时，要等主轴停转3分钟后方可关机。 15、各手动润滑点必须按说明书要求润滑。 16、修改程序的钥匙在程序调整完后要立即拿掉，不得插在机床上，以免无意改动程序。 四、工作完成后的注意事项 l、清除切屑、擦拭机床，使用机床与环境保持清洁状态。 2、注意检查或更换磨损坏了的机床导轨上的油察板。 3、检查润滑油、冷却液的状态，及时添加或更换。 4、关掉机床操作面板上的电源。 华风烟台开发区分公司

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

五轴机床分类运动学建模及后置处理验证

五轴机床分类运动学建模及后置处理验证# 章鸿 (四川信息职业技术学院，四川广元628017) 摘要：针对常见的三大类型正交结构的五轴机床，根据齐次坐标变换和运动链关系，推导建立了双转台型、摆头转台型、双摆头型五轴机床的运动学模型。根据矩阵方程的逆解，确定了 轴的旋转角 度取值范围，基于UG-post开发了后置处理器，在U G环境中以凹球面为例，生成5轴铣削刀路，型五轴机床的实际加工验证了后置处理算法的正确性和有效性。 关键词：五轴机床;运动学建模;后置处理;UG/NX;刀路轨迹 中图分类号:TH16 文献标识码:B DOI：10.19287/https://www.wendangku.net/doc/bd1127754.html,ki.1005-2402. 2019. 04. 036 数控技术N C T e c h n o l o g y________________________________________2019年細 Kinematics modeling and post-processing verification of five-axis machine tool Z H A N G Hong (Sichuan Vocational College of Information Technology,Guangyuan 628017, C H N) Abstract：According t o the homogeneous coordinate transformation and the kinematic chain relation,the kinematics model of the double table-tilting five-axis machine (T A T C)i s established,so as t o the spindle-tilting machine (S C S A)and the hybrid-type machine (S A T C)tool i s deduced for the common orthogonal structure.According t o the inverse matrix equation,the range of rotation angle of A and C axis i s deter- mined.Based on U G-post,a post-processor i s developed for machining in t h i s paper.Within U G envi- ronment,the 5-axis milling t ool path and the actual machining of a concave spherical surface part on an AC five-axis machine verifies the correctness of the post-processing algorithm. Keywords：five-axis machine；kinematics modeling；post-processing；U G/N X；t ool path 五轴联动机床在航空发动机叶轮，螺旋桨叶片整 体铣削，复杂曲面加工，模具开发等重要领域发挥着 不可替代的优势，因其特殊的机床结构，灵活的工作 空间和对刀具姿态的控制，使其在智能制造、产品定 制和军工生产占有核心地位。仅正交类型五轴机床 有十几种结构形式，每种机床结构的加工特点各不相 同，而后置处理与机床的运动学方程有着直接的映射 关系[1]。 文献[2]重点研究了双转台五轴机床坐标系和 工件坐标系的转换方程，建立了机床运动学方程，重 点关注后处理过程的转角和坐标转换公式，其开发了 后处理程序，但缺少实际加工验证。文献[3]主要针 对一种非正交结构的转台五轴机床，研究了机床 的运动学方程，在V E R I C U T软件环境中完成了仿真 验证，对运动学建模的原则方法有启发作用。文献[4]研究了机床坐标运动变换，同样是完成了仿真分 *析，缺少实际加工。文献[5]用齐次坐标变换和正向 运动学分析得到通用五轴机床结构的形状创成函数，通过形状创成函数得到五轴数控数据完整的表达式。相对而言，此模型的矩阵函数晦涩难懂。文献[6]以型五轴机床运动方程为例，探讨后置处理误差补 偿算法，融入到后置处理开发中，考虑的误差补偿类 型比较全面。 现代五轴机床的发展趋势，除了由运动学方程建 立后置处理程序算法，还需要考虑在后置处理开发过 程中旋转轴的转角问题，以避免奇异性[7_1()]。根据正 交结构的五轴机床的分类，将五轴机床主要分为三大 类，分别建立其运动学方程，并推导刀位点和刀具矢量 的坐标转换关系。基于UG-post开发了后处理程序，在U G环境中生成了刀具路径并完成了仿真，最后在 一台型五轴加工中心上实际加工，验证了运动学 模型及后处理算法程序的正确性。 *教育部教育管理信息中心（JYB-EMIC-15011);四川省教育厅资助资金（17ZB0387)? 180 ?

五轴加工中心培训课程

五轴加工中心培训课程 五轴加工中心培训课程 多轴（四、五轴）加工技术培训课程是三轴数控加工技术课程的补充和提 高，符合国家职业标准对于高级工和技师的要求? 二、培训目标 通过学习数控多轴（四、五轴）加工技术，使学员能够了解多轴加工的基础知识，会操作五轴机床。在专业技能上达到完成零件加工工艺制定、编制多轴加工程序、利用多轴仿真软件实现产品加工的安全保证、能使用多轴（四、五轴）机床加工复杂零件的能力。 三、培训时间：2个月 四、课程内容： （一）软件部分 1、UG NX多轴编程 2、MasterCAM多轴编程 （二）机床部分 1、四、五轴加工介绍，机床结构与运动关系，各种机床的加工特点，运用场合及优势； 2、定轴加工（3+2）在模具及零件加工中的应用； 3、NX软件刀具轴的控制方法； 4、四、五轴实例分析及案例讲解； 5、机床仿真； 6、（可变轴铣、外形轮廓铣）；

（1）多种刀轴设置⑵插补刀轴设置⑶ 垂直于部件 17、四、五轴联动工件铣削； 18、四、五轴机床的仿真加工； 19、独立完成加工与编程。 课程特点： （1）同时学习到四轴与五轴加工中心的编程与加工技术，课程更超值，学习效率更高； ⑵采用流行的数控编程软件，Mastercam、UG PM等,方便已有软件基础的学员进行学习； 多轴（五轴）加工培训大纲 一、培训课程性质 多轴（五轴）加工是数控加工技巧中很重要的一个部分，该项技巧在航空航天、汽车、船舶、医疗、模具、轻工、高精密仪器等制作领域得到广泛利用。随着对产品的要求千锤百炼：产品的结构形势日趋复杂，生产效率不断前进，数控机床的更新换代，控制数控多轴加工技巧已经突显出它的重要作用。然由于受到机床硬件前提和师资力量不足的限制，职业院校开设的数控加工课程内容多仅限于三轴加工、理论性比较强，很少涉及数控多轴加工的内容，实战内容比较少，所以使得很多学生不得不在参加工作以后才接触到多轴设备和实战经验。从而影响了他们的工作效率和企业的生产定单。为了满足企业加工需求，在数控教学、培训中开设数控多轴（五轴）加工技巧课程已是迫在眉睫。 多轴（五轴）加工技巧培训课程是三轴数控加工技巧课程的补充和前进，契 合国家职业标准对于高级工和技师的请求。该课程是奥林匹克数控多轴（五轴）加工技巧培训的必修课程，通过考核后，由浙江省机械装备制造技术创新服务平台培训中心颁发数控多轴（五轴）加工技巧培训证书；该培训为全国数控技巧大赛供给技巧支撑和保障。 二、培训目标 通过学习数控多轴（五轴）加工技巧，使学员能够懂得多轴加工的工艺知识，熟练操作四轴、五轴机床。在专业技巧上达到完成零件加工工艺制定、编 制多轴加工程序、利用多轴仿真软件实现产品加工的安全保证、能应用多轴机床加工复杂

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

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

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)