五軸CNC加工的發展-東莞車床件

五軸CNC加工的發展
  　　從1999年開始，在CIMT、CCMT等國際、國(guo)內(nei)機(ji)床(chuang)展(zhan)覽(lan)會(hui)上(shang)
，首(shou)先(xian)是(shi)國(guo)內(nei)的(de)五(wu)軸(zhou)數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)產(chan)品(pin)紛(fen)紛(fen)亮(liang)相(xiang)，國(guo)內(nei)五(wu)軸(zhou)數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)的(de)市(shi)場(chang)逐(zhu)漸(jian)打(da)開(kai)，隨(sui)後(hou)國(guo)際(ji)機(ji)床(chuang)巨(ju)頭(tou)紛(fen)至(zhi)遝(ta)來(lai)，五(wu)軸(zhou)數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)的(de)品(pin)種(zhong)和(he)數(shu)量(liang)逐(zhu)年(nian)上(shang)升(sheng)：CIM T99、CCMT2000分別推出3台國產五軸聯動機床；CIMT2001國際機床展覽會上，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心
，北京市機電院的主軸轉速15 000r/min 的五軸高速立式加工中心；清華大學與昆明機床股份有限公司聯合研製的XNZ63
，采用標準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
，其數控係統由清華大學開發

，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。這zhe些xie機ji床chuang均jun已yi達da到dao國guo際ji先xian進jin水shui平ping，體ti現xian出chu我wo國guo機ji床chuang工gong業ye為wei國guo防fang尖jian端duan工gong業ye發fa展zhan提ti供gong裝zhuang備bei的de實shi力li又you有you突tu破po性xing提ti高gao。中zhong國guo機ji床chuang工gong業ye的de發fa展zhan
，利li用yong自zi己ji研yan製zhi的de高gao
、精、尖產品參與國際競爭

，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心8台、五軸車銑加工中心1台
、五軸數控刀具磨床5台。

　　我國數控技術及其設備在各工業部門中的應用整體水平仍然偏低
，與工業發達國家相比差距很大。為了實現“十五”guihuadefazhanmubiao，gebumenpoqiexuyaojinyibudalifazhanshukongjiagongjishu

，jixupeizhidaliangdegeleigongyishebei，youqishishukongjichuangshebei。duiyushukongjichuangshebeidezhuyaojishuyaoqiushiduozhou
、高速、剛性好
、功率大；對坐標數的需求，以三至五軸聯動為主。對於關鍵零件形狀複雜的行業
，如航空
、電力

、船舶、模具製造業等，其生產部門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%。 　

 近幾年國際、國內機床展表明，數控機床正朝著高速度、高精度
、複fu合he化hua的de方fang向xiang發fa展zhan。複fu合he化hua的de目mu標biao是shi在zai一yi台tai機ji床chuang上shang利li用yong一yi次ci裝zhuang夾jia完wan成cheng大da部bu分fen或huo全quan部bu切qie削xue加jia工gong
，以yi保bao證zheng工gong件jian的de位wei置zhi精jing度du，提ti高gao加jia工gong效xiao率lv。國guo外wai數shu控kong鏜tang銑xi床chuang
、jiagongzhongxinweishiyingduomiantihequmianlingjianjiagong，juncaiyongduozhoujiagongjishu，baokuowuzhouliandonggongneng。zaijiagongzhongxinshangkuozhanwuzhouliandonggongneng，kedadatigaojiagongzhongxindejiagongnengli
，bianyuxitongdejinyibujichenghua。zuijinguojijichuangyechuxianleyigexingainian，jiwannengjiagong，shukongjichuangjinengchexueyounengjinxingwuzhouxixuejiagong。wuzhoushukongjichuangzaiguoneiwaideshijiyingyongbiaoming，qijiagongxiaolvxiangdangyuliangtaisanzhoujichuang，shenzhikeyiwanquanshengqumouxiedaxingzidonghuashengchanliushuixiandetouzi，dadajieyuelezhandikongjianhegongjianzaibutongzhizaodanyuanzhijiandezhouzhuanyunshudeshijianhehuafei。

發展和推廣的難點及阻力何在

　　顯(xian)然(ran)，人(ren)們(men)早(zao)已(yi)認(ren)識(shi)到(dao)五(wu)軸(zhou)數(shu)控(kong)技(ji)術(shu)的(de)優(you)越(yue)性(xing)和(he)重(zhong)要(yao)性(xing)。但(dan)到(dao)目(mu)前(qian)為(wei)止(zhi)，五(wu)軸(zhou)數(shu)控(kong)技(ji)術(shu)的(de)應(ying)用(yong)仍(reng)然(ran)局(ju)限(xian)於(yu)少(shao)數(shu)資(zi)金(jin)雄(xiong)厚(hou)的(de)部(bu)門(men)，並(bing)且(qie)仍(reng)然(ran)存(cun)在(zai)尚(shang)未(wei)解(jie)決(jue)的(de)難(nan)題(ti)。五(wu)軸(zhou)數(shu)控(kong)技(ji)術(shu)為(wei)何(he)久(jiu)久(jiu)未(wei)能(neng)得(de)以(yi)廣(guang)泛(fan)普(pu)及(ji)
？五(wu)軸(zhou)數(shu)控(kong)加(jia)工(gong)由(you)於(yu)幹(gan)涉(she)和(he)刀(dao)具(ju)在(zai)加(jia)工(gong)空(kong)間(jian)的(de)位(wei)姿(zi)控(kong)製(zhi)，其(qi)數(shu)控(kong)編(bian)程(cheng)、數控係統和機床結構遠比三軸機床複雜得多。目前，五軸數控技術在全球範圍 內普遍存在以下問題。

五軸數控編程抽象
、操作困難

　　這是每一個傳統數控編程人員都深感頭疼的問題。三軸機床隻有直線坐標軸，而五軸數控機床結構形式多樣
；同一段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代碼卻不能適用於所有類型的五軸機床。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


，如旋轉角度行程檢驗

、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。

　　五(wu)軸(zhou)數(shu)控(kong)加(jia)工(gong)的(de)操(cao)作(zuo)和(he)編(bian)程(cheng)技(ji)能(neng)密(mi)切(qie)相(xiang)關(guan)
，如(ru)果(guo)用(yong)戶(hu)為(wei)機(ji)床(chuang)增(zeng)添(tian)了(le)特(te)殊(shu)功(gong)能(neng)

，則(ze)編(bian)程(cheng)和(he)操(cao)作(zuo)會(hui)更(geng)複(fu)雜(za)。隻(zhi)有(you)反(fan)複(fu)實(shi)踐(jian)，編(bian)程(cheng)及(ji)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)才(cai)能(neng)掌(zhang)握(wo)必(bi)備(bei)的(de)知(zhi)識(shi)和(he)技(ji)能(neng)。經(jing)驗(yan)豐(feng)富(fu)的(de)編(bian)程(cheng)
、操作人員的缺乏
，是五軸數控技術普及的一大阻力。

刀具半徑補償困難

　　在五軸聯動NCchengxuzhong，daojuchangdubuchanggongnengrengranyouxiao
，erdaojubanjingbuchangqueshixiaole。yiyuanzhuxidaojinxingjiechuchengxingxixueshi，xuyaoduibutongzhijingdedaojubianzhibutongdechengxu。muqianliuxingdeCNC係統均無法完成刀具半徑補償
，因為ISO文(wen)件(jian)中(zhong)沒(mei)有(you)提(ti)供(gong)足(zu)夠(gou)的(de)數(shu)據(ju)對(dui)刀(dao)具(ju)位(wei)置(zhi)進(jin)行(xing)重(zhong)新(xin)計(ji)算(suan)。用(yong)戶(hu)在(zai)進(jin)行(xing)數(shu)控(kong)加(jia)工(gong)時(shi)需(xu)要(yao)頻(pin)繁(fan)換(huan)刀(dao)或(huo)調(tiao)整(zheng)刀(dao)具(ju)的(de)確(que)切(qie)尺(chi)寸(cun)，按(an)照(zhao)正(zheng)常(chang)的(de)處(chu)理(li)程(cheng)序(xu)

，刀(dao)具(ju)軌(gui)跡(ji)應(ying)送(song)回(hui)CAM係統重新進行計算。從而導致整個加工過程效率十分低下。

　　對這個問題的最終解決方案，有賴於引入新一代CNC控製係統，該係統能夠識別通用格式的工件模型文件(如STEP等)或CAD係統文件。

購置機床需大量投資

　　yiqianwuzhoujichuanghesanzhoujichuangzhijiandejiagexuanshuhenda。xianzai，sanzhoujichuangfujiayigexuanzhuanzhoujibenshangjiushiputongsanzhoujichuangdejiage

，zhezhongjichuangkeyishixianduozhoujichuangdegongneng。tongshi，wuzhoujichuangdejiageyejinjinbisanzhoujichuangdejiagegaochu30%～50%。

　　除了機床本身的投資之外，還必須對CAD/CAM係統軟件和後置處理器進行升級
，使之適應五軸加工的要求；必須對校驗程序進行升級，使之能夠對整個機床進行仿真處理。

國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、高精密儀器等民用工業和軍事工業等部門迫切需要的關鍵加工設備。西方發達國家長期對我國實行禁運。
五軸聯動數控是數控技術中難度最大
、應用範圍最廣的技術，它集計算機控製
、高性能伺服驅動和精密加工技術於一體，應用於複雜曲麵的高效、精密、自動化加工。國際上把五軸聯動數控技術作為一個國家生產設備自動化水平的標誌。由於其特殊的地位

，特別是對於航空、航天、軍事工業的重要影響，以及技術上的複雜性，西方工業發達國家一 直(zhi)把(ba)五(wu)軸(zhou)數(shu)控(kong)係(xi)統(tong)作(zuo)為(wei)戰(zhan)略(lve)物(wu)資(zi)實(shi)行(xing)出(chu)口(kou)許(xu)可(ke)證(zheng)製(zhi)度(du)
，對(dui)我(wo)國(guo)實(shi)行(xing)禁(jin)運(yun)。因(yin)而(er)
，研(yan)究(jiu)五(wu)軸(zhou)數(shu)控(kong)加(jia)工(gong)技(ji)術(shu)對(dui)國(guo)家(jia)科(ke)技(ji)力(li)量(liang)和(he)綜(zong)合(he)國(guo)力(li)的(de)提(ti)高(gao)有(you)重(zhong)要(yao)意(yi)義(yi)。