❶ 角度頭主要有什麼用
角度頭是一種機床附件,機床安上角度頭後刀具旋轉中心線可以與主軸旋轉中心線成角度加工工件。原產於歐洲,現已廣泛應用於航空、汽車、模具等機械加工的各個領域。使用角度頭,無需改變機床結構就可以增大其加工范圍和適應性,使一些用傳統方法難以完成的加工得以實現,並能減少工件重復裝夾,提高加工精度和效率。
角度頭主要用於加工中心和龍門銑床,其中輕型可以裝在刀庫中,並可以在刀庫和機床主軸之間自由轉換;中型及重型擁有較大的剛性和扭矩,可適用於大部分加工需求。
因角度頭擴充了機床的使用性能,相當於給機床增加了一根軸,甚至在某些大型工件不易翻轉或是高精度要求的情況下,比第四軸更實用。
❷ 角度頭的選擇和使用有哪些注意事項
機床安上角度頭後刀具旋轉中心線可以與主軸旋轉中心線成指定的角度加工工件,廣泛應用於航空、汽車、模具等機械加工的各個領域。使用角度頭,無需改變機床結構就可以增大其加工范圍和適應性,使一些用傳統方法難以完成的加工得以實現,並能減少工件重復裝夾,提高加工精度和效率。角度頭主要用於加工中心和鏜銑床等,可以裝在刀庫中,並可以在刀庫和機床主軸之間實現自動換刀。下面我們來說說角度頭的選擇和使用有哪些需要注意的方面。
1、首先,弄清機床參數:品牌、型號、立式/卧式、主軸類型、主軸刀具連接方式(HSK、BT、CAT、SK)、有無冷卻液(是否從主軸中心供給及其壓力)、主軸功率、主軸扭矩Nm、最大主軸轉速、最大刀具承載重量、刀庫類型,是否自動換刀、刀具允許zui大長度。
2、然後,核對角度頭參數:刀具夾持方式(ER、MI快換、高精度液壓夾持、強力夾套夾持、盤銑刀等)、轉速RPM、扭矩、冷卻方式(無冷卻、內冷、外冷,內冷從刀具中心出水)等。
角度頭使用時需要注意的三個方面:
加工斜孔的軸線與機床X、Y、Z軸中任一軸平行時,機床應具有兩軸以上聯動功能方可使用。
加工斜孔的軸線與機床X、Y、Z軸均不平行時,機床應具有三軸以上聯動功能方可使用。
在工作前角度頭需要在500轉/分預運行5-10分鍾。角度頭工作溫度為50度。
❸ 數控西門子五軸加工中心操作
立式加工中心(三軸)最有效的加工面僅為工件的頂面,卧式加工中心藉助回轉工作台,也只能完成工件的四面加工。目前高檔的加工中心正朝著五軸控制的方向發 展,工件一次裝夾就可完成五面體的加工。如配置上五軸聯動的高檔數控系統,還可以對復雜的空間曲面進行高精度加工. 立式五軸加工中心
這類加工中心的回轉軸有兩種方式,一種是工作台回轉軸。設置在床身上的工作台可以環繞X軸回轉,定義為A軸,A軸一般工作范圍+30度至-120度。 工作台的中間還設有一個回轉台,在圖示的位置上環繞Z軸回轉,定義為C軸,C軸都是360度回轉。這樣通過A軸與C軸的組合,固定在工作台上的工件除了底 面之外,其餘的五個面都可以由立式主軸進行加工。A軸和C軸最小分度值一般為0.001度,這樣又可以把工件細分成任意角度,加工出傾斜面、傾斜孔等。A 軸和C軸如與XYZ三直線軸實現聯動,就可加工出復雜的空間曲面,當然這需要高檔的數控系統、伺服系統以及軟體的支持。這種設置方式的優點是主軸的結構比 較簡單,主軸剛性非常好,製造成本比較低。但一般工作台不能設計太大,承重也較小,特別是當A軸回轉大於等於90度時,工件切削時會對工作台帶來很大的承 載力矩。
另一種是依靠立式主軸頭的回轉。主軸前端是一個回轉頭,能自行環繞Z軸360度,成為C軸,回轉頭上還帶可環繞X軸旋轉的A軸,一般可達±90度以 上,實現上述同樣的功能。這種設置方式的優點是主軸加工非常靈活,工作台也可以設計的非常大,客機龐大的機身、巨大的發動機殼都可以在這類加工中心上加 工。這種設計還有一大優點:我們在使用球面銑刀加工曲面時,當刀具中心線垂直於加工面時,由於球面銑刀的頂點線速度為零,頂點切出的工件表面質量會很差, 採用主軸回轉的設計,令主軸相對工件轉過一個角度,使球面銑刀避開頂點切削,保證有一定的線速度,可提高表面加工質量。這種結構非常受模具高精度曲面加工 的歡迎,這是工作台回轉式加工中心難以做到的。為了達到回轉的高精度,高檔的回轉軸還配置了圓光柵尺反饋,分度精度都在幾秒以內,當然這類主軸的回轉結構 比較復雜,製造成本也較高。
立式加工中心的主軸重力向 下,軸承高速空運轉的徑向受力是均等的,回轉特性很好,因此可提高轉速,一般高速可達1,2000r/min以上,實用的最高轉 速已達到4,0000轉。主軸系統都配有循環冷卻裝置,循環冷卻油帶走高速回轉產生的熱量,通過製冷器降到合適的溫度,再流回主軸系統。X、Y、Z三直線 軸也可採用直線光柵尺反饋,雙向定位精度在微米級以內。由於快速進給達到40~60m/min以上,X、Y、Z軸的滾珠絲杠大多採用中心式冷卻,同主軸系 統一樣,由經過製冷的循環油流過滾珠絲杠的中心,帶走熱量。
卧式五軸加工中心
此類加工中心的回轉軸也有兩種方式,一種是卧式主軸擺動作為一個回轉軸,再加上工作台的一個回轉軸,實現五軸聯動加工。這種設置方式簡便靈活,如需要 主軸立、卧轉換,工作台只需分度定位,即可簡單地配置為立、卧轉換的三軸加工中心。由主軸立、卧轉換配合工作台分度,對工件實現五面體加工,製造成本降 低,又非常實用。也可對工作台設置數控軸,最小分度值0.001度,但不作聯動,成為立、卧轉換的四軸加工中心,適應不同加工要求,價格非常具有競爭力。
另一種為傳統的工作台回轉軸,設置在床身上的工作台A軸一般工作范圍+20度至-100度。工作台的中間也設有一個回轉台 B軸,B軸可雙向360度回轉。這種卧式五軸加工中心的聯動特性比第一種方式好,常用於加工大型葉輪的復雜曲面。回轉軸也可配置圓光柵尺反饋,分度精度達 到幾秒,當然這種回轉軸結構比較復雜,價格也昂貴。
目前卧式加工中心工作台可以做到大於1.25m2,對第一種五軸設置方式沒有什麼影響。但是第 二種五軸設置方式比較困難,因為1.25m2的工作台做A軸 的回轉,還要與工作台中間的B軸回轉台聯動確實勉為其難。卧式加工中心的主軸轉速一般在10,000rpm以上,由於卧式設置的主軸在徑向有自重力,軸承 高速空運轉時徑向受力不均等,加上還要採用較大的BT50刀柄,一般最高可達20,000rpm。卧式加工中心快速進給達到30~60m/min以上,主 軸電機功率22-40KW以上,刀庫容量按需要可從40把增加到160把,加工能力遠遠超過一般立式加工中心,是重型機械加工的首選。
加工中心大多可設計成雙工作台交換,當一個工作台在加工區內運行,另一工作台則在加工區外更換工件,為下一個工件的加工做准備,工作台交換的時間視工 作台大小,從幾秒到幾十秒即可完成。最新設計的加工中心考慮到結構上要適合組成模塊式製造單元(FMC)和柔性生產線(FMS),模塊式製造單元一般至少 有兩台加工中心和四個交換工作台組成,加工中心全部並排放置,交換工作台在機床前一字形排開,交換工作台多的可以排成兩行、甚至雙層設計。兩邊各有一個工 位作為上下工件的位置,其餘工位上的交換工作台安裝著工件等待加工,有一輛小車會按照系統指令,把裝著工件的交換工作台送進加工中心,或從加工中心上取出 完成加工的交換工作台,送到下一個工位或直接送到下料工位,完成整個加工操作。柔性生產線除了小車、交換工作台之外,還有統一的刀具庫,一般會有幾百把刀 具,在系統中存入刀具的身份編碼信息,再通過刀具輸送系統送進加工中心,並把用完的刀具取回,柔性生產線往往還需要一台FMS的控制器來指揮運行。
過去五軸加工中心多為德國、美國、曰本、義大利製造,令人欣喜的是今年3月在上海舉行的「中國數控機床展覽會」上,展出了多台國內生產的五軸加工中 心。如濟南二機床集團公司展出的龍門式五軸聯動加工中心,工作台長6m,寬2m,採用立式主軸回轉,A軸轉角±100度,C軸轉角±200度,這個龐然大 物吸引了許多參觀者,它標志著中國數控機床工業達到了先進水平。上海第三機床廠、第四機床廠製造的立卧加工中心,工作台630mm2,採用高速內冷電主 軸,主軸可立、卧轉換,工作台可以360度等分,類似於上述簡單配置為立、卧轉換的三軸加工中心,可對工件實現五面體加工,盡管還沒有配置五軸,也非常實 用。
加工中心的發展與未來
現在加工中心逐漸成為機械加工業中最主要的設備,它加工范圍廣,使用量大。近年來在品種、性能、功能方面有很大的發展。品種:有新型的立、卧五軸聯動 加工中心,可用於航空、航天零件加工;有專門用於模具加工的高性能加工中心,集成三維CAD/CAM對模具復雜的曲面超精加工;有適用於汽車、摩托車大批 量零件加工的高速加工中心,生產效率高且具備柔性化。性能:普遍採用了萬轉以上的電主軸,最高可達6~10萬轉;直線電機的應用使機床加速度達到了3- 5g;執行ISO/VDI檢測標准,促使製造商提高加工中心的雙向定位精度。功能:糅合了激光加工的復合功能,結構上適合於組成模塊式製造單元(FMC) 和柔性生產線(FMS),並具有機電、通訊一體化功能。
領先一步的機床製造商正在構想2010年的「加工中心」,它將是萬能型的設備,可用於車、銑、磨、激光加工等,成為真正意義上的加工中心。全自動地從 材料送進,到成品產出,粗精加工、淬硬處理、超精加工,自動檢測、自動校正,將無所不能。設備將重視環保、節能,呈現出綠色製造業的標志。21世紀時代特 征的IT功能是絕對不可少的,設備將通過網路與外界交換信息,獲得最新的技術成果,人類的智慧將在高科技產品加工中心上得到充分的展現
❹ 如何輕松簡單的進行五軸標定
五軸機床是X、Y、Z軸加回轉軸A和C。
目前測量回轉軸精度主流方法使用SJ6000激光干涉儀+WR50自動精密轉台。

附錄:SJ6000激光干涉儀旋轉軸測量系統精度。
型號:WR50
角度測量范圍:(0~360)°
測量精度:±1″
分辨力:0.1″
最高轉速:10rpm
最高跟蹤速度:2rpm
重量:1.9kg
高度:148mm
直徑:112mm
通信方式:藍牙傳輸
供電方式:鋰電池。
❺ 五軸聯動加工中心基本知識介紹
作者:海潮
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來源:知乎
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除了機床本身的投資之外木模五軸加工中心,還必需對CAD/CAM系統軟體和後置處理器進行進級,使之適應五軸加工的要求;必需對校驗程序進行進級,使之能夠對整個機床進行模擬處理。
A軸和C軸如與XYZ三直線軸實現聯動,
汽車輪胎模具五軸加工中心格就可加工出復雜的空間曲面,當然這需要高檔的數控系統、伺服系統以及軟體的支持。機床是一個國家製造業水平的象徵。
符合數控機床發展的新方向
近幾年國際、海內機床展表明五軸加工中心軟體培訓,數控機床正朝著高速度、高精度、復合化的方向發展。但一般工作台不能設計太大,承重也較小,特別是當A軸回轉大於即是90度時,工件切削時會對工作台帶來很大的承載力
矩。工作台的中間還設有一個回轉台,環繞Z軸回轉,定義為C軸,C軸都是360度回轉。為了實現「十五」規劃的發展目標,各部分迫切需要進一步鼎力發展數控加工技術,亟須配置大量的各類工藝設備,尤其是數控機床設備。
現在,大家普遍以為,五軸聯動數控機床系統是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發電機轉子、汽輪機轉子、大型柴油機曲軸等等加工的獨一手段。
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從1999年開始,在CIMT、CCMT等國際、海內機床博覽會上,首先是海內的五軸數控機床產品紛紛亮相,海內五軸數控機床的市場逐漸打開,隨後國際機床巨頭紛至沓來,五軸數控機床的品種和數目逐年上升:CIM
T99、CCMT2000分別推出3台國產五軸聯念頭床;CIMT2001國際機床博覽會上,北京第一機床廠和桂林機床股份有限公司分別展出了主軸轉速10000r/min的五軸高速龍門加工中央,北京市機電院的主軸轉速15
000r/min 的五軸高速立式加工中央;清華大學與昆明機床股份有限公司聯合研製的XNZ63,
鑄造模具五軸加工中心採用尺度Stewart平台結構,可實現六自由度聯動;大連機床廠自行研製的串並聯機床
DCB—510,其數控系統由清華大學開發,該機床通過並聯機構實現X、Y、Z軸直線運動,由串聯機構實現A、C軸旋轉運動,從而實現五軸聯動,其直線快速進給速度可達80m/min。即使是發達產業化國家,也無不高度正視。興趣軍事的朋友可能知道聞名的「東芝事件」:上世紀末,□□□東芝公司賣給前蘇聯幾台五軸聯動的數控銑床,結果讓前蘇聯用於製造潛艇的推進螺旋槳,上了幾個檔次,使美國間蝶船的聲納監聽不到潛艇的聲音了,所以美國以東芝公司違背了戰略物資禁運政策,要懲處東芝公司。所以,每當人們在設計、研製復雜曲面碰到無法解決的挫折時,往往轉向求助五軸數控系統。
另一種是依賴立式主軸頭的回轉。五軸數控技術為何久久未能得以廣泛普及?五軸數控加工因為干涉和刀具在加工空間的位姿控制,其數控編程、數控系統和機床結構遠比三軸機床復雜得多。這樣通過A軸與C軸的組合,固定在工作台上的工件除了底面之外,其餘的五個面都可以由立式主軸進行加工。近年來,跟著我國國民經濟迅速發展和國防建設的需要,對高檔的數控機床提出了急迫的大量需求。中國機床產業的發展,利用自己研製的高、精、尖產品介入國際競爭,打破了國際技術壟斷,國際機床巨頭們不願失去中國這個大有潛力可挖的市場,於是蜂擁而來,把他們的產品「送上門來」:國外展團共展出五軸加工中央8台、五軸車銑加工中央1台、五軸數控刀具磨床5台。最近國際機床業泛起了一個新概念,即萬能加工,數控機床既能車削又能進行五軸銑削加工。目前,五軸數控技術在全球范圍
內普遍存在以下題目。立式五軸加工中央這類加工中央的回轉軸有兩種方式,一種是工作台回轉軸。復合化的目標是在一台機床上利用一次裝夾完成大部門或全部切削加工,以保證工件的位置精度,進步加工效率。用戶在進行數控加工時需要頻繁換刀或調整刀具的切當尺寸,按照正常的處理程序,刀具軌跡應送回CAM系統重新進行計算。樂器五軸加工中心目前流行的CNC系統均無法完成刀具半徑補償,由於ISO文件中沒有提供足夠的數據對刀具位置進行重新計算。現在,三軸機床附加一個旋轉軸基本上就是普通三軸機床的價格,這種機床可以實現多軸機床的功能。但近年來,跟著計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助製造(CAM)系統取得了突破性發展,珊星公司等中國多家數控企業,紛紛推出五軸聯動數控機床系統,打破了外國的技術關閉,佔領了這一戰略性工業的至高點,大大降低了其應用本錢,從而使中國裝備製造業迎來了一個嶄新的時代!以信息技術為代表的現代科學的發展對裝備製造業注入了強勁的動力,同時也對它提出更強要求,更加凸起了機械裝備製造業作為高新技術工業化載體在推動整個社會技術提高和工業進級中無可替換的基礎作用。目前五軸數控機床的應用仍舊局限於航空、航天及其相關產業。這些機床均已達到國際提高前輩水平,體現出我國機床產業為國防尖端產業發展提供裝備的實力又有突破性進步。以圓柱銑刀進行接觸成形銑削時,需要對不同直徑的刀具編制不同的程序。在加工中央上擴展五軸聯動功能,可大大進步加工中央的加工能力,便於系統的進一步集成化。作為國民經濟增長和技術進級的原動力,以五軸聯動為標志的機械裝備製造業將伴跟著高新技術和新興工業的發展而共同提高。五軸數控機床在海內外的實際應用表明,其加工效率相稱於兩台三軸機床,甚至可以完全省去某些大型自動化出產流水線的投資,大大節約了佔地空間和工件在不同製造單元之間的周轉運輸的時間和花費。
海內五軸數控技術發展狀況與市場分析
五軸聯動數控機床,是電力、船舶、航空航天、高精密儀器等民用產業和軍事產業等部分迫切需要的樞紐加工設備。而代表機床製造業最高境界的是五軸聯動數控機床系統,從某種意義上說,反映了一個國家的產業發展水平狀況。
幾十年來,人們普遍以為五軸數控加工技術是加工連續、平滑、復雜曲面的惟一手段。設置在床身上的工作台可以環繞X軸回轉,定義為A軸,A軸一般工作范圍+30度至-120度。中國不僅要做世界製造的大國,更要做世界製造強國!預計在不久的將來,跟著五軸聯動數控機床系統的普及推廣,必將為中國成為世界最強國奠定堅實的基礎!
加工中央一般分為立式加工中央和卧式加工中央,立式加工中央(三軸)最有效的加工面僅為工件的頂面,卧式加工中央藉助回轉工作台,也只能完成工件的四面加工。三軸機床只有直線坐標軸,而五軸數控機床結構形式多樣;統一段NC代碼可以在不同的三軸數控機床上獲得同樣的加工效果,但某一種五軸機床的NC代碼卻不能合用於所有類型的五軸機床。西方發達國家長期對我國實行禁運。國際上把五軸聯動數控技術作為一個國家出產設備自動化水平的標志。這種設計還有一大長處:我們在使用球面銑刀加工曲面時,當刀具中央線垂直於加工面時,因為球面銑刀的頂點線速度為零,頂點切出的工件表面質量會很差,採用主軸回轉的設計,玻璃鋼修邊五軸加工中心令主軸相對工件轉過一個角度,使球面銑刀避開頂點切削,保證有一定的線速度,可進步表面加工質量。數控編程除了直線運動之外,還要協調旋轉運動的相關計算,如旋轉角度行程檢修、非線性誤差校核、刀具旋轉運動計算等,處理的信息量很大,數控編程極其抽象。但到目前為止,五軸數控技術的應用仍舊局限於少數資金雄厚的部分,並且仍舊存在尚未解決的挫折。因為其特殊的地位,特別是對於航空、航天、軍事產業的重要影響,以及技術上的復雜性,西方產業發達國家一
直把五軸數控系統作為戰略物資實行出口許可證軌制,對我國實行禁運。目前高檔的加工中央正朝著五軸控制的方向發展,五軸聯動加工中央有高效率、高精度的特點,工件一次裝夾就可完成五面體的加工。
我國數控技術及其設備在各產業部分中的應用整體水平仍舊偏低,與產業發達國家比擬差距很大。從而導致整個加工過程效率十分低下。因為五軸聯動數控機床系統價格十分昂貴,加之NC程序製作較難,使五軸系統難以「布衣」化應用。
發展和推廣的難點及阻力何在
顯然,人們早已熟悉到五軸數控技術的優勝性和重要性。一旦人們在設計、製造復雜曲面碰到無法解決的挫折,就會求助五軸加工技術。對於數控機床設備的主要技術要求是多軸、高速、剛性好、功率大;對坐標數的需求,以三至五軸聯動為主。
購置機床需大量投資
以前五軸機床和三軸機床之間的價格懸殊很大。
刀具半徑補償難題
在五軸聯動NC程序中,刀具長度補償功能仍舊有效,而刀具半徑補償卻失效了。早在20世紀60年代,國外航空產業出產中就開始採用五軸數控銑床。
裝備製造業是一國產業之基石,它為新技術、新產品的開發和現代產業出產提供重要的手段,是不可或缺的戰略性工業。五軸加工培訓國外數控鏜銑床、加工中央為適應多面體和曲面零件加工,均採用多軸加工技術,包括五軸聯動功能。這種設置方式的長處是主軸加工非常靈活,工作台也可以設計的非常大,客機龐大的機身、巨大的發念頭殼都可以在這類加工中央上加工。因而,研究五軸數控加工技術對國家科技氣力和綜合國力的進步有重要意義。
對這個題目的終極解決方案,有賴於引入新一代CNC控制系統,該系統能夠識別通用格局的工件模型文件(如STEP等)或CAD系統文件。特別是暗鬥時期,對中國、前蘇聯等社會主義陣營實行關閉禁運。
五軸聯動數控是數控技術中難度最大、應用范圍最廣的技術,它集計算機控制、高機能伺服驅動和精密加工技術於一體,應用於復雜曲面的高效、精密、自動化加工。對於樞紐零件外形復雜的行業,如航空、電力、船舶、模具製造業等,其出產部分對多軸機床要求比例較大,新增五軸數控機床大約占數控機床總數的70%~80%。為了達到回轉的高精度,高檔的回轉軸還配置了圓光柵尺反饋,分度精度都在幾秒以內,當然這類主軸的回轉結構比較復雜,製造本錢也較高。長期以來,以美國為首的西方產業發達國家,
汽車輪胎模具五軸加工中心一直把五軸聯動數控機床系統作為重要的戰略物資,實行出口許可證軌制。如配置上五軸聯動的高檔數控系統,還可以對復雜的空間曲面進行高精度加工,更能夠相宜象汽車零部件、飛機結構件等現代模具的加工。
五軸數控編程抽象、操縱難題
這是每一個傳統數控編程職員都深感頭疼的題目。這種結構非常受模具高精度曲面加工的歡迎,這是工作台回轉式加工中央難以做到的。同時,五軸機床的價格也僅僅比三軸機床的價格高出30%~50%。
A軸和C軸最小分度值一般為0.001度,這樣又可以把工件細分成任意角度,加工出傾斜面、傾斜孔等。由此可見,五軸聯動數控機床系統對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫療設備等等行業,有著舉足輕重的影響力
五軸加工中心價格。主軸前端是一個回轉頭,能自行環繞Z軸360度,成為C軸,回轉頭上還有帶可環繞X軸旋轉的A軸,一般可達±90度以上,實現上述同樣的功能。這種設置方式的長處是主軸的結構比較簡朴,主軸剛性非常好,製造本錢比較低。
❻ 加工中心5軸和4軸的分度頭旋轉指令是什麼
你的機床是普通的數控機床,有的系統里軟體是支持c軸功能的,但是有的系統是沒有這個功能(這個和系統價錢有關),你說的就是想把數控車床變成車削中心,需要做到:在機床上加裝動力頭(這個要和系統連起來要編出g指令),如果你需要c軸定位後鑽孔或者銑削就需要c軸鎖緊裝置(抱剎)。一般編程步驟是:指令機床使用c軸,
指令機床旋轉角度,
鎖緊機床c軸
,用每分鍾進給方式移動動力頭
並加工,(完成後)退出動力頭
,松開c軸鎖緊,
常規方式加工其他地方。
當然c軸的其他指令需要自己設定在系統里。希望我的回答能給予你幫助!
❼ 西門子840d sl 五軸立式加工中心 怎麼在軸參數里設置擺頭(C軸)的當前角度為零點

參數中可設零點偏置 選擇C軸設置為0
你試沒試?
❽ 五軸加工中心的旋轉角度是多少
五軸加工中心一般分為五軸立式加工中心和五軸卧式加工中心~五軸立式加工中心這類加工中心的回轉軸有兩種方式,一種是工作台回轉軸。設置在床身上的工作台可以環繞X軸回轉,定義為A軸,A軸一般工作范圍+30度至-120度。工作台的中間還設有一個回轉台,環繞Z軸回轉,定義為C軸,C軸都是360度回轉。這樣通過A軸與C軸的組合,固定在工作台上的工件除了底面之外,其餘的五個面都可以由立式主軸進行加工。A軸和C軸最小分度值一般為0.001度,這樣又可以把工件細分成任意角度,加工出傾斜面、傾斜孔等。A軸和C軸如與XYZ三直線軸實現聯動,就可加工出復雜的空間曲面~另一種是依靠立式主軸頭的回轉。主軸前端是一個回轉頭,能自行環繞Z軸360度,成為C軸,回轉頭上還有帶可環繞X軸旋轉的A軸,一般可達±90度以上,實現上述同樣的功能。這種設置方式的優點是主軸加工非常靈活,工作台也可以設計的非常大,客機龐大的機身、巨大的發動機殼都可以在這類加工中心上加工。
❾ 五軸頭是什麼
五軸這里是指在一台機床上至少有五個坐標軸,三個直線坐標X Y Z和兩個旋轉坐標軸(可以繞XYZ三軸中的兩軸旋轉),而且可在計算機數控(CNC)系統的控制下同時協調運動進行加工。
❿ 數控系統的五軸數控
具有五軸功能的數控機床可以以多種姿態實現工件與刀具間的相對運動,一方面可以保持刀具更好的加工姿 態,避免刀具中心極低的切削速度,也可以避免刀具和工件、卡具間的干涉,實現有限行程內更大加工范圍。 五軸功能也是衡量數控系統能力的重要指標。 對於具有轉台結構的五軸機床,工件與回轉工作台固結,即工件坐標系(WCS)與回轉工作台固結。當工作台旋轉後,工件坐標系(WCS)必須相應的旋轉。此後工件坐標系的X,Y,Z與原機床坐標系(MCS)XYZ方向不再一致,五軸插補演算法需要隨時自動完成工件坐標系的旋轉,保證正確的刀具運行軌跡,如下圖所示。
由於工件坐標系隨轉台一起旋轉,數控系統在手動操作模式下給用戶提供了選擇機床坐標系MCS還是工件坐標系WCS的機會。如果用戶選擇了WCS下的手動操作,而且WCS已經旋轉,則手動操作將按照旋轉後的坐標軸方向運動,以C軸轉台為例:如果C軸已由初始的0度,CCW旋轉45度後,用戶選擇WCS下手動X軸,數控機床的會XY軸聯動,走X-Y平面45度斜線,如圖1所示。上述行為對於工件的尋邊和手動定位加工很方便,不需要顧及轉台轉了多少度,只要依據圖紙上工件坐標系所示的方向操作即可。在自動加工模式下,所有的G92,G54-G59,G52都是在WCS下設定的,都會跟隨WCS旋轉而旋轉。
自動加工中值得注意:如果用戶在工件坐標系下編程,推刀前建議用戶使用G53回到MCS下,再按照MCS坐標系執行退刀動作;否則就要想清楚當前WCS與MCS的角度關系,例如:C軸為0度時與180度時WCS坐標系正好方向相反,進刀起始位置C為0度,XY為WCS絕對值正值的話,退刀位置時C為180度,再向回到起始點就要回到WCS絕對值負值了。如圖所示。
對於具有擺頭結構的機床而言,五軸數控系統在機床坐標系MCS中只關注控制點(擺頭回轉中心)的坐標, 而在工件坐標系WCS中五軸數控系統控制刀尖點坐標,如圖所示。結合WCS隨轉台旋轉,數控系統這樣控制行為使WCS下始終正確地反映刀具與工件間的相對位置關系,用戶可以安心對照工件圖紙,考慮WCS下工件編程即可,無須考慮機床結構。
五軸加工中,不論是刀具旋轉還是轉台轉動,都使刀尖點產生了XYZ的附加運動。五軸數控系統可以自動對這些轉動和擺動產生的工件與刀尖點間產生的位移進行補償,稱之為RTCP(圍繞刀尖點旋轉)控制功能。例如,大連光洋的GNC61採用G203起動該功能;在西門子840D中,使用TRAORI開啟RTCP;海德漢TNC530中,使用M128開啟RTCP。這樣用戶可以在五軸機床上,如同3坐標一樣的編程,可以適時加入調整刀具與工件間姿態調整的旋轉指令,而不需要考慮這些旋轉指令帶來的附加運動。
五軸編程中,推薦採用刀具相對於工件坐標系(WCS)的姿態矢量來表達工件與刀具的姿態關系。這樣處理的結果是用戶不必考慮五軸機床的具體類型和結構,相同的工件程序可以在不同類型的五軸機床上加工,所有與機床結構相關的坐標處理完全由五軸數控系統自動完成。
例如,840D採用(A3,B3,C3)來表達刀具矢量;大連光洋的GNC61採用(VX,VY,VZ)表示刀具在WCS下刀尖點指向控制點的姿態,對(VX,VY,VZ)向量長度無特殊要求。 據統計,世界范圍內,五軸機床真正用於五軸聯動加工僅佔5%,如葉輪、葉片、航空結構件等特殊零件;73% 用於五軸定向加工,如V型發動機缸體、模具製造等;五面體加工佔22%[1],例如機床上的箱體結構零件。
840D中採用Frames的概念,描述空間斜面和坐標系。
TNC530中採用PLANE功能定義加工作業斜面。例如:採用空間角定義斜面:
N50 plane spatial spa+27 spb+0 spc+45 ... 空間角A:旋轉角SPA是圍繞機床固定X軸旋轉;空間角B:旋轉角SPB是圍繞機床固定Y軸旋轉;空間角C:旋轉角SPC是圍繞機床固定Z軸旋轉。除了空間角定義外,TNC530還支持投影角、歐拉角、三點等多種空間斜面定義。
GNC61在工件坐標系WCS下,設有G92坐標系,該坐標系負責對其上的用戶定義的坐標系整體偏移, 可以用來表達卡具的基準。在G92坐標系內,用戶可以定義G54, G55, G56, G57, G58, G59坐標系,可以用來表達同一卡具基準下的多個工件各自的坐標系。GNC61設計了程序局部坐標系G52,該坐標系位於G54-G59下,可以任意旋轉傾斜。在設定的加工程序中有效,一旦新載入程序,G52會自動清0。GNC61支持用戶在程序中直接定義G52(空間角)來指定一個傾斜的坐標系。此外GNC61還提供其他傾斜的坐標系定義的內建函數,包括:SG52_EULER,通過歐拉角的方式來指定G52旋轉坐標系;;SG52_2VEC,通過使用兩個矢量來定義加工面;SG52_3PT,通過三點的方式來指定G52旋轉坐標系。
此外在定義斜面的基礎上,五軸數控系 統還需要支持刀具自動定向到垂直於斜面的姿態。海德漢的TNC530有3種處理方式MOVE、TRUN、STAY。其MOVE模式在開啟RTCP的情況下,實現刀具自動定向,即保持刀尖點不動;TRUN模式下刀具自動定向,但不開啟RTCP,即刀具只擺動,不進行RTCP補償運動;STAY則表示不產生任何運動,但相應的所需的運動量被系統變數保存。大連光洋GNC61在自動加工模式下,GNC61支持兩種自動刀具定向指令:G200刀具自動垂直斜面非RTCP;G201 刀具自動垂直斜面帶RTCP。
通常在默認狀態下所謂五軸數控系統採用五軸直線插補,即將ABC增量等同直線增量進行插補。不論是否開啟RTCP五軸直線插補在都沒有直接約束刀具的側刃,可能造成側刃形成的零件尺寸和形貌不符合要求。為此,數控廠商往往還支持其他約束側刃的特殊的五軸插補。
5.1平面刀矢插補
在沖裁模具中,存在大量側壁保持平面的要求;航 空薄壁結構件也存在大量側壁傾斜要求的型腔銑削加工;焊接零件焊接坡口也有銑傾斜面的要求。840D提供ORIVECT,以及GNC61的G213都是上述功能。通常該功能自動啟動RTCP。
5.2雙樣條約束插補
即指定刀尖點的樣條曲線,再另一條約束刀具的樣條曲線,數控系統將完成兩樣條曲線約束的直紋面的插補。840D提供ORICURVE,以及GNC61提供的G6.3X都實現上述功能。
5.3圓錐插補
指定刀具矢量沿特定圓錐表面運行。該插補功能適合加工圓錐及空間斜面間圓錐過渡曲面。840D提供的即完成上述功能。
空間刀具半徑補償
對於五軸加工,RTCP起到了刀具長度補償的作用。而五軸的刀具半徑的補償可以在不修改五軸加工程序中工件表面坐標點的情況下,調整各種類型的刀具,均能保證工件表面形狀的正確。在FANUC最高級的30i系列數控系統和西門子高端的840D系統都支持上述功能。
五軸速度平滑
在五軸加工中,由於開啟RTCP,以及各種特殊的五 軸演算法,例如平面矢量插補、雙樣條約束插補等,都可能造成各直線進給軸速度的波動,這些波動有時會造成機床振動,影響零件表面加工質量,超過機床允許范圍。為此五軸數控系統需要對各軸速度進行平滑調整。目前FANUC最高級的30i系列數控系統和西門子高端的840D系統都支持上述功能。
