五轴联动加工与五轴定位加工

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五轴联动机床原理

五轴联动机床原理

五轴联动机床原理
五轴联动机床是一种具有高精度和灵活性的机械设备,其原理是通过同时控制五个坐标轴的运动来实现多维加工操作。

这五个坐标轴分别是X轴、Y轴、Z轴、A轴和C轴。

X轴控制机床在水平方向上的移动,Y轴控制机床在垂直方向
上的移动,Z轴则控制工件的上下运动。

A轴控制机床绕X轴旋转,而C轴则控制工件绕Z轴旋转。

通过对这五个坐标轴的联动控制,机床可以在多个方向上进行复杂加工和加工。

例如,在进行立体雕刻时,机床可以同时在X、Y、Z轴上进行线性运动,并在A、C轴上进行旋转。


种五轴联动的运动能够实现各种形状的立体雕刻,从而提高加工效率和精度。

五轴联动机床的工作原理是通过数控系统控制每个轴的运动,数控系统根据加工程序的指令,精确控制每个轴的位置和速度。

通过与高精度传感器配合,可实现微米级的加工精度和高速运动控制。

总之,五轴联动机床通过同时控制五个坐标轴的运动,实现多维加工操作。

这种机床可以广泛应用于航空航天、汽车、模具等行业,为复杂零件的加工提供了高效、精确的解决方案。

五轴联动是什么

五轴联动是什么

五轴联动是什么五轴联动是一种数控加工机床加工方式,它通过对机床加工工具进行控制,使其在五个方向上自由移动,从而可以加工出各种各样的零件形状。

此外,五轴联动还可以通过减少操作步骤和加工时间来提高生产效率,并使产品的质量得到稳定的提高。

五轴联动的优点五轴联动相对于其他加工方式来说有很多优点,如下所述:可加工任意三维空间曲面五轴联动可以通过控制加工工具在五个方向上的运动轨迹,实现对任意三维空间曲面的加工。

相较于传统加工方式,这种方式可以大大降低产品的误差率,以及加工成本。

降低了操作步骤和加工时间相较于传统加工方式,五轴联动可以通过同时控制加工工具和工件的移动,实现多道工序的同时进行,从而可以大大减少操作步骤和加工时间。

这一优点在工业生产中尤其重要,能够有效提升生产效率。

提高了工作环境和安全性五轴联动的加工方式大大减少了因加工过程中产生的废气、粉尘等污染物质的排放,减少了机床对工作环境的影响,同时也提高了对操作人员的安全性。

可以适用于多种材料加工五轴联动可以根据不同的加工需要选择不同的加工工具,从而适用于多种材料的加工,如金属、高分子材料、陶瓷等。

产品质量得到提升五轴联动加工方式在工艺上更加高级,所以可以在精度、表面质量等方面得到更好的加工效果,从而大大提高了产品的质量。

五轴联动的应用场景五轴联动的应用范围非常广泛,如以下几个方面:航空航天领域航空航天领域对于零件的精度和表面质量要求非常高,而五轴联动可以准确地制造出复杂的零件形状,从而使得其在航空航天领域得到广泛的应用。

模具制造模具制造过程中通常会遇到复杂的立体曲面,传统加工方式无法解决这种问题,而五轴联动加工方式可以使得模具的制造变得简单和高效。

医疗设备制造五轴联动可以通过对精细加工的掌握,制造出各种各样的特殊医疗设备,从而为患者提供更加高效的治疗方案。

艺术品制造五轴联动加工方式可以制造出各种各样的艺术品形状,使得艺术品在设计时更加灵活,从而让艺术品制造领域变得更加具有创造性。

五轴联动的数学表达

五轴联动的数学表达

五轴联动的数学表达
五轴联动是一种用于数控机床的加工方式,它涉及到五个轴的协同运动,通常包括X、Y、Z三个线性轴和两个旋转轴(A和B)。

为了描述这种运动,我们需要用到线性代数和微分方程。

首先,我们可以使用齐次坐标来表示机床的位置和姿态。

每个轴的位置可以表示为一个三维向量,而旋转轴的旋转角度可以表示为一个角度。

整个机床的位置和姿态可以用一个四元数来表示。

其次,五轴联动的运动学模型可以表示为以下微分方程:
d/dt x = f(x, u)
其中 x 表示机床的位置和姿态,u 表示输入的加速度和力矩,f 是一个非线性函数,描述了机床的运动规律。

此外,为了实现五轴联动加工,还需要考虑到加工材料、刀具、冷却系统等多个因素,这些因素可能会对加工过程产生影响,需要进行仿真和优化。

总之,五轴联动的数学表达涉及到线性代数、微分方程和非线性优化等多个领域的知识。

五轴联动原理

五轴联动原理

五轴联动原理五轴联动加工技术是一种高效的加工方法,它可以在一次装夹的情况下,通过五个方向的联动来完成复杂曲面零件的加工。

五轴联动加工技术已经被广泛应用于航空航天、汽车、模具、医疗器械等领域,成为现代制造业中不可或缺的重要技术手段。

五轴联动加工技术的原理主要包括以下几个方面:首先,五轴联动加工技术是基于数控加工技术的发展而来的。

数控加工技术是利用数控系统来控制机床进行加工的一种先进制造技术,它可以实现高精度、高效率的加工。

而五轴联动加工技术则是在数控加工技术的基础上,通过增加两个旋转轴,实现了对复杂曲面的多方向加工,从而提高了加工的灵活性和精度。

其次,五轴联动加工技术是基于机械结构的优化设计而来的。

在五轴联动加工中,机床的结构设计至关重要。

合理的机床结构可以保证五轴联动加工的稳定性和精度,从而保证加工质量。

同时,优化的机床结构还可以提高机床的刚性和动态响应性,使加工过程更加稳定和高效。

另外,五轴联动加工技术还依赖于先进的刀具和刀具路径规划技术。

在五轴联动加工中,刀具的选择和刀具路径规划对加工质量和效率有着重要影响。

合适的刀具可以保证加工表面的光洁度和精度,而合理的刀具路径规划可以最大限度地减少加工时间和刀具磨损,提高加工效率和经济性。

最后,五轴联动加工技术也需要先进的数控系统和编程技术的支持。

数控系统是五轴联动加工的“大脑”,它负责对机床进行控制和调度。

先进的数控系统可以实现复杂曲面的高精度加工,并且支持各种复杂的刀具路径规划算法。

而优秀的编程技术则可以保证五轴联动加工的高效进行,提高加工的自动化程度和智能化水平。

综上所述,五轴联动加工技术是一种基于数控加工技术、机械结构优化、刀具和刀具路径规划技术以及先进的数控系统和编程技术的综合应用的高级加工技术。

它的出现极大地推动了制造业的发展,为复杂曲面零件的加工提供了新的解决方案,成为现代制造业中的一项重要技术。

五轴联动加工技术的不断发展和应用将为制造业带来更多的机遇和挑战,也必将为人类社会的发展做出更大的贡献。

五轴联动加工与五轴定位加工

五轴联动加工与五轴定位加工

一、五轴联动加工与五轴定位加工的特点与差异五轴联动加工与五轴定位加工适用的行业对象不同,联动加工适合曲面加工,定位加工适合于平面加工,我厂为机械厂,故本文介绍后一种方法。

表1为两者的区别。

图1为我单位某工件,图中除红色面(圆角面)必须用五轴联动外,其余部位均可使用定位加工实现。

图一二、五轴定位加工手工编程与电脑编程的特点与差异一直以来,我厂五轴机床并未发挥其应有的性能,开始时作三轴使用,后来虽使用了五轴功能,但处于手工作业(简称“手工五轴编程”)的方式:加工前由程序员告知操作者机床刀轴的角度,操作者根据此角度在机床中手动设置B C 轴,然后在工件上对刀,使其与编程的坐标系一致,再调用程序加工,亦即手工作旋转轴定位动作,然后以三轴方式加工。

由于此方式涉及手工计算B C 轴旋转角度,故计算容易失误,增加多余劳动,加工工位多时,效率低下。

且对稍复杂零件如图1当中的蓝色圆柱面(及孔),虽能计算出圆柱轴线的旋转轴定位角度但却无法在加工方向上对刀加工。

在实用化的五轴定位加工中,上述旋转轴BC的旋转角度、定位位置数值均由电脑通过指定局部坐标系并由后处理生成的(简称“自动五轴编程”),编程员只需在编程时设置不同待加工部位的局部坐标系,在此坐标系下以普通三轴方式编程即可。

由此,编程员只需校核实体模型的正确和准确与否,至于机床如何旋转与定位,便变得与编程无关,亦与操作者无关。

表2所示为“手工五轴编程”与“自动五轴编程”的对比。

三、NX CAM在“支架”定位加工中的实现“支架”产品如图2所示:要求一次装夹加工完成除总长外全部特征。

加工坐标系G54原点位于工件上表面圆心处。

其中+X 指向凸耳方向,+Y 指向工件后方,+Z 向上。

操作者以此坐标系对刀。

1.工艺规划此工件已精车完成外形,铣加工部分可在一次装夹中全部完成,其中四个径向槽、Φ 1.5光孔(图中最小孔)及凸耳根部的清根(图中红色线处)需使用5轴定位功能,其余均可使用3轴功能完成。

数控五轴相关的课程

数控五轴相关的课程

数控五轴相关的课程
数控五轴加工技术是一种高精度的加工方式,广泛应用于航空航天、汽车制造、模具加工等领域。

本文将详细介绍与数控五轴相关的课程内容,包括数控五轴的基本概念、原理与应用等方面,旨在帮助读者更好地理解和应用这一技术。

二、数控五轴的基本概念
1.数控五轴的定义:数控五轴是一种能够实现五个自由度同时运动的数控加工技术,其中的五个轴分别为X、Y、Z轴和A、C轴。

2.五轴加工的优势:相比于传统的三轴加工,数控五轴具有更高的加工精度和效率,能够实现对复杂曲面的加工,大大拓宽了加工范围。

三、数控五轴的原理
1.坐标系与工件坐标系:数控五轴加工中,需要建立坐标系与工件坐标系之间的转换关系,以确保精确的加工定位。

2.五轴运动控制:数控五轴加工机床通过对五轴的联动控制,实现对工件的精确加工。

其中,A轴和C轴的旋转运动,使得工具在不同角度下可以接触到工件的不同面。

四、数控五轴的应用
1.航空航天领域:数控五轴可以应用于航空航天领域中的铣削、钻孔等工序,保证了航空零件的高精度和复杂结构的加工。

2.汽车制造领域:数控五轴可以用于汽车模具的制造,实现对复杂曲面的加工,提高了模具的质量和生产效率。

3.其他领域:数控五轴还可以应用于医疗设备制造、电子元器件加工等领域,为相关行业的发展提供了可靠的技术支持。

数控五轴是一项重要的先进加工技术,它的应用不仅提高了加工效率和精度,还推动了相关行业的发展。

通过对数控五轴相关的课程内容的学习,我们可以深入了解其基本概念、原理和应用,为未来的工作和研究提供有力支撑。

希望本文能够对读者对数控五轴加工技术有所启发,进一步拓展思路,提高专业能力。

你真的足够了解五轴加工吗看完豁然开朗

你真的足够了解五轴加工吗看完豁然开朗

你真的足够了解五轴加工吗看完豁然开朗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。

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?01五轴机床的机械结构形式想要真正的了解五轴加工,首先我们要读懂什么是五轴机床。

五轴机床(5 A某is 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:1.两个转动坐标直接控制刀具轴线的方向(双摆头形式)。

2.两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)。

3.两个转动坐标直接控制空间的旋转(双转台形式)。

4.两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)。

5.两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)。

某术语: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。

02五轴加工的众多优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。

五轴联动原理

五轴联动原理

五轴联动原理五轴联动加工技术是一种高效的加工方法,它可以实现在一台数控机床上完成复杂曲面零件的加工,大大提高了加工效率和加工精度。

五轴联动加工技术的核心是五轴联动原理,下面我们来详细了解一下五轴联动原理的相关知识。

首先,五轴联动原理是指在数控机床上通过同时控制五个坐标轴的运动,实现对工件的多方位加工。

这五个坐标轴分别是X轴、Y 轴、Z轴、A轴和C轴。

其中,X、Y、Z轴是机床的三个基本坐标轴,分别对应工件的长、宽、高方向的移动;而A轴和C轴则是机床的两个旋转轴,分别对应工件的旋转运动。

通过同时控制这五个坐标轴的运动,可以实现对工件的多方位加工,从而满足复杂曲面零件加工的需求。

其次,五轴联动原理的实现需要依靠数控系统和五轴联动加工中心。

数控系统是五轴联动加工的大脑,它能够精确地控制五个坐标轴的运动,实现对工件的精密加工。

而五轴联动加工中心则是五轴联动加工的具体执行者,它具有高速、高精度的加工能力,能够完成复杂曲面零件的加工任务。

通过数控系统和五轴联动加工中心的协同作用,才能实现五轴联动加工技术的应用。

另外,五轴联动原理的应用范围非常广泛。

它可以用于航空航天、汽车制造、模具制造、船舶制造、医疗器械等领域,特别适用于复杂曲面零件的加工。

由于五轴联动加工技术具有高效、高精度、高稳定性的特点,因此在工业生产中得到了广泛的应用。

最后,五轴联动原理的发展也面临着一些挑战和机遇。

随着制造业的转型升级,对复杂曲面零件加工精度和效率的要求越来越高,五轴联动加工技术将会迎来更广阔的发展空间。

同时,五轴联动加工技术也需要不断创新和改进,以满足不同行业对加工精度和效率的需求。

总之,五轴联动原理是五轴联动加工技术的核心,它通过同时控制五个坐标轴的运动,实现对工件的多方位加工。

五轴联动加工技术具有广泛的应用前景,是制造业发展的重要方向之一。

希望通过我们的努力,能够进一步推动五轴联动加工技术的发展,为制造业的转型升级贡献力量。

五轴联动工作原理

五轴联动工作原理

五轴联动工作原理
五轴联动工作原理是指通过五个相互垂直的轴进行联动运动,从而实现更复杂、更灵活的加工操作。

这五个轴分别是X轴、Y轴、Z轴、A轴和C轴。

1. X轴:水平方向轴,负责工件在水平方向上的移动。

2. Y轴:垂直方向轴,负责工件在垂直方向上的移动。

3. Z轴:纵向轴,负责工件在纵向上的移动,控制工件的上下
运动。

4. A轴:旋转轴,负责工件相对于平台的旋转,可以使工件在水平平面上360度旋转。

5. C轴:旋转轴,负责工件相对于A轴的旋转,可以使工件
在垂直平面上360度旋转。

通过这五个轴的联动运动,机器可以实现工件在空间中的多方向、多角度的运动,从而实现更加复杂的加工需求。

例如,在五轴联动的机床上,可以进行立体雕刻、曲面加工、倾斜面切削等操作,从而大大提高了加工的精度和效率。

五轴联动的工作原理是通过数控系统控制每个轴的电机,根据加工程序计算出每个轴的运动轨迹和速度,并通过控制信号发送给电机,使其准确地控制工件的位置和角度。

通过不断调整每个轴的位置和角度,实现工件的复杂多角度加工。

整个过程
需要精密的计算和严密的协调,以确保工件的加工精度和一致性。

五轴加工定位模式与联动模式的理解

五轴加工定位模式与联动模式的理解

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7.五轴联动加工技术!

7.五轴联动加工技术!

(1) 行距的影响因素与优化措施:
① 刀具形状与尺寸:刀具形状与尺寸对加工带的形状有着直 接的影响。 ② 零件表面几何形状与安装方位:刀轴矢量u在局部坐标轴n 上的分量un对加工带形状有着重要的影响,un大小不仅取决于零 件表面本身的几何形状,还取决于零件在加工状态下的安装方位。 ③ 走刀进给方向:刀轴矢量u在局部坐标轴a和v上的分量ua和 uv对加工带形状有着重要的影响。
计算机辅助制造
第七章 五轴联动加工技术
一. 五轴联动加工的应用范围及其特点
五坐标数控加工是实现大型与异型复杂零件的高效高质量加工
的重要手段。五坐标机床不仅可使刀具相对于工件的位置任意可
控,而且刀具轴线相对于工件的方向也在一定范围内任意可控, 由此使五坐标加工具有以下特点:
(1) 可避免刀具干涉,加工普通三坐标机床难以加工的复杂零件,
由参考直线和直线的末端点来确定刀轴矢量方向
(7) 2Point 通过两点确定刀轴矢量方向
(8) Tool Axis-Tangent to Curve 定义刀轴矢量为曲线的切线
(9) Spherical Coordinates 通过球面坐标定义刀轴矢量的方向
(10) Away from Point 通过指定一聚焦点来定义可 变刀轴矢量。它以指定的聚焦 点为起点,并指向刀柄所形成 的矢量,作为可变刀轴矢量。
(3) 优化措施:
为尽可能加大走刀行距以提高加工效率,可采取以下优化措施: ① 合理选择刀具 为避免干涉而必须采用球头刃加工外,应优先考虑使用非球面 刀进行加工以获得较高的加工效率和较好的表面质量。此外,还
应选择较大直径的刀具加工以提高刀具刚度和增大行距。
② 合理选择工件安装方位 平底刀或环形刀加工时,应使工件表面各处法矢与Z轴的夹角 尽可能小以增大行距,因此应合理地安装工件。在加工凹曲面时 选择的工件安装方位应不存在刀具于涉。

五轴联动的介绍

五轴联动的介绍

五轴联动的介绍五轴联动是现代机械加工过程中的重要工艺,它使得加工工艺更加方便、高效、精确。

本文将介绍五轴联动是什么、五轴联动的优势、以及五轴联动技术的现状。

什么是五轴联动?五轴联动是机械加工中一种重要的工艺,它是指利用数控机床五轴联动运动的特性进行的一系列工艺过程,通过五轴联动可控制工件在五个方向的运动,以实现高精度的加工。

五轴联动常用于航空航天、汽车、模具制造、医疗器械等领域的加工过程。

五轴联动涉及到以下几个概念:•三轴坐标系:三个坐标轴分别为 X、Y、Z 轴,这是机床加工过程中最基础的坐标系。

•旋转坐标系:旋转坐标系是相对于三轴坐标系而言的,通过旋转坐标系可以实现工件的旋转,包括绕 X、Y、Z 三个轴的旋转。

•刀具半径补偿:在机械加工过程中,由于刀具存在尺寸,因此需要进行刀具半径补偿,确保切削的精度。

五轴联动的优势五轴联动在机械加工领域中具有显著的优势:•提高加工精确度:五轴联动拥有更多的运动自由度,因此可以实现更精细的加工过程,提高加工精度。

•增加加工工艺的灵活性:五轴联动可以在多个方向上实现复杂的加工。

例如,经过五轴联动,可以轻松地加工出空洞形状的零件。

•实现高效率的加工:五轴联动可以减少多次改变工件位置的过程,减少空置时间,因此可以提高机床的利用率。

•增强加工的适应性:五轴联动可以用于不同形状的工件加工,无需繁琐调整。

五轴联动技术的现状当前,五轴联动技术已经被广泛应用于许多领域,包括制造、建筑、医疗和航空航天等。

随着科技的不断进步,五轴联动技术也在不断更新:•五轴联动的控制系统不断进化:随着数控加工技术的不断发展,五轴联动的控制系统也在不断更新,以满足更多的需求。

•机床的结构不断发展:针对不同的应用场景,机床的结构也在不断发展,如高速旋转机床、立式加工中心等。

•刀具材料的不断革新:随着新材料的推广应用,刀具的材质不断进化,如硬质合金刀具、陶瓷刀具等。

总结五轴联动技术的应用已经十分广泛,具有高效率、高精度、灵活性等优点。

五轴联动加工技术数控加工技术

五轴联动加工技术数控加工技术

工艺要点 - 坐标系(1)
机床坐标系和坐标轴的命名:
1.用来描述和确定机床运动以及工件在机床 上位置 2.理论上可随意定义 3. ISO对数控机床坐标轴的名称及其运动方 向作了统一的规定
工艺要点 - 坐标系(2)
工件坐标系:
1.定义工件形状和刀具相对工件运动 2.与工件固联 3.右手笛卡尔坐标系 4. 原点任意,便于工件几何形状的描述。
五轴联动加工技术
第一节.五轴联动加工应用范围 与工艺要点
1.1 五轴联动加工的应用范围及其特点 1.2 五轴联动加工的工艺要点
应用范围及其特点(1)
R2
n
m
R1 r
z
rm
y x
三坐标曲面加工原理
应用范围及其特点(1)
im
n
R2
a
p
R1
r rp
(90 )
z
x
y
五坐标曲面加工原理
应用范围及其特点(2)
工艺要点-其它工艺问题(1)
加工工序的划分:
1.刀具集中分序法 2.粗、精加工分序法 3.按加工部位分序法
工艺要点-其它工艺问题(2)
工件装夹方式的确定: 1.尽量采用组合夹具 2.零件定位、夹紧的部位应考虑到不妨碍各部位的加 工、更换刀具以及重要部位的测量。 3. 夹紧力应力求通过靠近主要支承点上或在支承点 所组成的三角形内,应力求靠近切削部位,并作用 在刚性较好的地方,以减小零件变形。 4.零件的装夹、定位要考虑到重复安装的一致性,以 减少对刀时间,提高同一批零件加工的一致性。
1.刀具与工件各具有一个 转动运动
2.两个回转轴在空间 的方向都是固定的
3.特点介于上述两类 机床之间。
工艺要点-刀具类型及其工艺特点

五轴联动概念

五轴联动概念
16
控制系统功能强大且简便易学
快速监测并校正各空间轴的精度
17
18
加工实例鉴赏
DMU-P series DMC-U
DMU-P series
20
加工实例鉴赏
DMU-monoBLOCK series DMU-P series
21
加工实例鉴赏
DMU-P series
12
DMC 200 U/FD
DMC 340 U/FD
德马吉提供全面的机床系列
duoBLOCK®
高刚性5轴万能加工中心
DMU P/FD duoBLOCK®
13
DMC U/FD duoBLOCK®
DMU P duoBLOCK®
机械式主轴
B-轴
A-轴
卧式主轴
旋转摆动工作台
车-铣工作台
FD
双交换工作台
DMC U
Bearbeitungszeit: 28 min.
DMU 80 monoBLOCK®
DMU 100 monoBLOCK®
DMUmonoBLOCK® 新成员 DMU 40 monoBLOCK ®
2007新 产品
7
DMU 40 monoBLOCK ®
8
德马吉提供全面的机床系列 ② DMC V 立式加工中心系列
DMC 635 V
DMC 835 V
DMC 1035 V
Material: Material:
Aluminium
Anzahl der Werkzeuge: Number of t o o l s :
15 Bearbeitungszeit: Machining time:
15
140 min 140 min.

五轴联动加工技术

五轴联动加工技术

走刀行距的确定-方法简介(3)
2. CC路径截面线法(之二) :
曲面边界在XOY上的投影
约束面 零件面
CC路径
投影 方向
零件面
CC路径
(a)
(b)
CC路径截面线法生成刀具轨迹示例
走刀行距的确定-方法简介(4)
3.CL路径截面线法(之一):
用一组约束曲面与被加工曲面的刀具偏置面的 截交线作为刀具轨迹 实施算法有两种 :直接构造零件曲面的刀具偏 置面,由约束面与偏置面求交;通过迭代等措 施直接在约束面上找到刀具与被加工曲面相切 的一系列刀位点 特别适合于具有边界约束的曲底型腔加工及复 杂组合曲面的连续加工。
1.加工圆弧段时,切削点的实际进给速度并不等于 编程数值。 2.复杂形状零件的加工特别是多坐标加工时,如果 进给速度是恒定的,材料切除率常常波动并且可能 超过刀具容量的极限,机床各运动轴的速度和加速 度也可能超出允许的范围。 3.为了实现进给速度自动生成,必须根据工件与刀 具的几何信息计算刀具沿轨迹移动时的瞬时材料切 除率
工艺要点-切削条件确定及其优化(2)
主轴转速 :
根据允许的切削速度V和刀具直径D选择:
N10V0 /D 0
其中,切削速度V受刀具耐用度的限制。
工艺要点-切削条件确定及其优化(3)
进给速度 :
要根据零件加工精度和表面粗糙度要 求以及刀具与工件材料选取。
工艺要点-切削条件确定及其优化(4)
选择进给速度时需要注意的某些特殊情况 :
工艺要点-其它工艺问题(4)
编程误差及其控制 :
1.几何建模误差 2.逼近误差 3.舍入误差
第二节.五轴联动加工刀具 轨迹生成技术
2.1 刀位数据及其计算 2.2 走刀步长的确定 2.3 走刀行距的确定 2.4 干涉检测与处理

数控机床五轴联动的控制策略

数控机床五轴联动的控制策略

数控机床五轴联动的控制策略在现代制造业中,数控机床被广泛应用于各种加工工艺中,其高度自动化和精确性使其成为生产效率的重要推动力。

而在数控机床中,五轴联动技术被视为一项关键控制策略,可以实现更复杂形状的零件加工,提高产品质量和工艺特性。

本文将介绍数控机床五轴联动的控制策略,并探讨其在制造业中的应用。

一、五轴联动技术的基本概念五轴联动技术是指数控机床中通过同时控制工作台或工件与加工刀具在多个方向上运动,以实现复杂零件的加工。

五轴联动技术相对于传统数控机床仅能在平面内运动的方式而言,具有更大的自由度和加工范围。

通过对五轴联动加工路径的优化,可以达到更高的加工效率和加工质量。

二、五轴联动技术的控制策略1. 插补算法五轴联动技术需要通过精确的插补算法来计算各轴的运动轨迹,并保证其在加工过程中的平滑性和精度。

常见的插补算法包括线性插补、圆弧插补和斜线插补等。

通过选择合适的插补算法,可以优化加工路径,提高加工效率和表面质量。

2. 动态修补在五轴联动加工过程中,由于各轴之间的干涉和运动限制,可能会出现部分轨迹无法正常加工的情况。

为了解决这个问题,动态修补技术应运而生。

动态修补技术可以在加工过程中实时根据干涉情况对加工路径进行调整,确保零件能够完整加工。

这需要数控系统具备实时监测和修补功能。

3. 反馈控制五轴联动技术需要精确的位置和速度控制,而这离不开高精度的传感器和反馈系统。

通过传感器实时采集各轴的位置和速度信息,并通过反馈系统与数控系统进行紧密的控制和调节,可以实现对五轴联动运动的精确控制。

而传感器的准确性和反馈系统的稳定性则直接影响到五轴联动的精度和稳定性。

4. 运动规划五轴联动技术需要进行复杂的运动规划,以实现多轴间的协调和平滑过渡。

运动规划包括速度规划、加速度规划和轨迹规划等方面,通过合理的运动规划,可以避免过快或过慢的运动造成的问题,提高加工效率和质量。

三、五轴联动技术在制造业中的应用1. 复杂形状零件的加工五轴联动技术可以实现对复杂形状零件的高精度加工,如飞机叶片、汽车零件等。

五轴联动机床简介及加工特点

五轴联动机床简介及加工特点

五轴联动机床简介及加工特点五轴联动机床是一种将工件固定在工作台上,并通过多个坐标轴控制刀具在多个方向上进行运动的机床。

它具有高精度、高灵活性和高效率的特点,广泛应用于航空航天、汽车、模具制造等领域。

下面将详细介绍五轴联动机床的加工特点。

首先,五轴联动机床具有多轴同时运动的能力,可以实现工件在各个方向的加工。

相比于传统的三轴或四轴机床,五轴联动机床的切削能力更强,可以通过刀具不同角度的运动来实现更复杂的加工形状,例如曲线、球面、螺旋面等。

这使得五轴联动机床在复杂零件的加工中具有独特的优势,并且可以大大减少工序,提高加工效率。

其次,五轴联动机床的加工精度高。

通过多轴同时控制刀具的运动,可以实现在多个方向上进行切削,有效消除加工误差,提高加工精度。

在对称或非对称零件的加工中,五轴联动机床可以通过动态补偿和修整工艺,保证工件的几何形状和表面质量的精度要求。

此外,五轴联动机床具有较强的加工适应性。

它能够加工不规则形状和复杂曲面的工件,满足不同行业对于加工形状的要求。

五轴联动机床可以实现多种刀具的切换和夹具的转换,适应不同工件的加工需求,提高生产效率。

最后,五轴联动机床还具有良好的刀具寿命和切削效率。

由于刀具在不同角度下进行切削,切削力和切削热分散在多个方向上,减少了刀具的磨损和热变形。

同时,五轴联动机床的加工过程中刀具运动轨迹较短,切削时间较短,降低了热量的积聚和刀具摩擦,延长了刀具的使用寿命。

总结起来,五轴联动机床具有高精度、高灵活性、高效率、加工范围广和良好的刀具寿命等特点。

它在制造业的高精度加工中发挥着重要的作用,可以满足不同行业对于工件精度和形状要求的加工需求。

随着科技的发展和应用的推广,五轴联动机床将在未来的制造业中扮演更加重要的角色。

全面了解五轴加工中心的特点和优越性

全面了解五轴加工中心的特点和优越性

五轴加工中心,是一种具有很高的精密度和技术含量,专门用于复杂曲面加工的加工中心。

它广泛应用于汽车制造、物流、模具、机械等各个领域,对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等行业都起到了举足轻重的作用。

下面,我们将通过一些问题的回答,对五轴加工中心有一个全方位的了解。

五轴加工中心中的五轴是哪五轴?常用的五轴加工中心,有X、Y、Z、A、C或X、Y、Z、A、B这两种分类。

五个轴可以同时运动进给,称为五轴联动。

比三轴加工中心多出的两个轴为旋转轴,可以用于加工曲面,比如叶片、螺旋桨等零件,这是三轴加工中心无法做到的。

通常,五轴加工中心的主轴是万象的,可按任意角度运动,这也是其区别于三轴或四轴加工中心的主要特征之一。

五轴加工中心与五坐标加工中心、五面加工中心有何区别?首先,五轴加工中心不仅有五个坐标,而且可以五轴联动,而五座标加工中心仅仅是有五个坐标,并不一定能够五轴联动。

这是五轴加工中心与无坐标加工中心的区别。

其次,五轴加工中心强调的是轴的数量,而其形式一般为卧式加工中心,比常规卧式加工中心多一个轴,工作台具备五个运动方向。

而五面体加工中心指的是可以使用复合铣头,并且铣头可以旋转角度,除了工件紧贴工作台的那一面外,其余五个面都可以加工的设备,其形式一般为龙门加工中心。

学习五轴加工中心需要哪些方面的知识和技能?首先需要对五轴坐标系有比较过硬的了解,由于五轴坐标系牵扯到刀具干涉的问题,在多轴加工中是一个具有很高难度的课题。

其次是要掌握一定的机械英语,因为目前国内生产五轴加工中心的技术还不太成熟,这种设备更多地依赖进口,想要深入了解就必须会使用英语。

再有,五轴加工中心是多轴联动的加工设备,大部分编程使用的都是自动编程,所以要对CAD、CAM等软件有一定的了解。

接下来,要熟悉各种加工刀具的特性和应用,学会合理地选择刀具。

最后,还要了解机加工工艺,五轴加工中心工艺路线的选用与三轴设备差别很大,效率也要高得多。

五轴联动智能加工系统的设计与实现

五轴联动智能加工系统的设计与实现

五轴联动智能加工系统的设计与实现随着科技的不断发展,机器人技术的应用范围也在不断扩展。

智能加工系统是一个典型的机器人应用领域,而五轴联动智能加工系统更是凭借其复杂的动作能力和高效的加工效率,得到了越来越广泛的应用。

一、五轴联动智能加工系统的定义及特点五轴联动智能加工系统是一种高端加工设备,通过多轴同步工作实现三维曲面的复杂加工。

五轴联动智能加工系统的主要特点有:1.高效的加工能力。

五轴联动智能加工系统可以完成曲面零件的一次成形,不仅可以减少加工过程中的工序,提高加工效率,还可以大大降低加工出错的概率;2.优秀的精度和表面质量。

五轴联动智能加工系统的加工精度在0.01mm以内,表面粗糙度可以达到Ra 0.1um以下,可以满足高精度零件的需求;3.操作简单易学,同时具备较高的智能化程度。

五轴联动智能加工系统借助计算机编程实现自动加工,而且可以进行离线编程等高级功能,方便用户操作。

二、五轴联动智能加工系统的设计五轴联动智能加工系统的设计首先需要进行系统的功能要求分析和技术规格确定,其次进行系统设计,根据机体结构、控制系统、加工工具和传感器等因素进行系统的细节设计。

具体来说,五轴联动智能加工系统的设计需要涉及如下几个方面:1.系统架构的设计。

定制系统架构,继而采用质点模型法进行结构优化,是五轴联动智能加工系统设计的首要任务。

一般情况下,系统的架构包括机电平台、加工中心、机器人手臂和控制系统四部分。

在架构设计中,还需要考虑到系统的稳定性、振动特性以及可拓展性等因素。

2.运动平台的设计。

运动平台是五轴联动智能加工系统的核心部件,它由基础、大小臂和转介轴等部分组成。

在设计运动平台的过程中,需要考虑到各个部分的匹配关系,以及运动轨迹的优化。

3.控制系统的设计。

五轴联动智能加工系统的控制系统是实现整个系统智能化的核心。

控制系统的设计应该借鉴现有先进的控制技术,例如PID算法、模糊控制、神经网络等,在系统稳定性和响应速度上做到更优。

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一、五轴联动加工与五轴定位加工的特点与差异
五轴联动加工与五轴定位加工适用的行业对象不同,联动加工适合曲面加工,定位加工适合于平面加工,我厂为机械厂,故本文介绍后一种方法。

表1为两者的区别。

图1为我单位某工件,图中除红色面(圆角面)必须用五轴联动外,其余部位均可使用定位加工实现。

图一
二、五轴定位加工手工编程与电脑编程的特点与差异
一直以来,我厂五轴机床并未发挥其应有的性能,开始时作三轴使用,后来虽使用了五轴功能,但处于手工作业(简称“手工五轴编程”)的方式:加工前由程序员告知操作者机床刀轴的角度,操作者根据此角度在机床中手动设置B C 轴,然后在工件上对刀,使其与编程的坐标系一致,再调用程序加工,亦即手工作旋转轴定位动作,然后以三轴方式加工。

由于此方式涉及手工计算B C 轴旋转角度,故计算容易失误,增加多余劳动,加工工位多时,效率低下。

且对稍复杂零件如图1当中的蓝色圆柱面(及孔),虽能计算出圆柱轴线的旋转轴定位角度但却无法在加工方向上对刀加工。

在实用化的五轴定位加工中,上述旋转轴BC的旋转角度、定位位置数值均由电脑通过指定局部坐标系并由后处理生成的(简称“自动五轴编程”),编程员只需在编程时设置不同待加工部位的局部坐标系,在此坐标系下以普通三轴方式编程即可。

由此,编程员只需校核实体模型的正确和准确与否,至于机床如何旋转与定位,便变得与编程无关,亦与操作者无关。

表2所示为“手工五轴编程”与“自动五轴编程”的对比。

三、NX CAM在“支架”定位加工中的实现
“支架”产品如图2所示:要求一次装夹加工完成除总长外全部特征。

加工坐标系G54原点位于工件上表面圆心处。

其中+X 指向凸耳方向,+Y 指向工件后方,+Z 向上。

操作者以此坐标系对刀。

1.工艺规划
此工件已精车完成外形,铣加工部分可在一次装夹中全部完成,其中四个径向槽、Φ 1.5光孔(图中最小孔)及凸耳根部的清根(图中红色线处)需使用5轴定位功能,其余均可使用3轴功能完成。

因本文讨论五轴定位功能,故以图中红色线处的清根加工为例说明。

2.五轴定位加工的原理
五轴定位加工的原理实质上就是三轴功能在特定角度(即“定位”)上的实现,简单地说,就是当机床转了角度以后,还是以普通三轴的方式进行加工,因此三轴应用上的特性均可在五轴定位加工上重复使用,其实现的方法是通过对坐标系的旋转和平移。

结合图例来说,即由图2 的对刀坐标系G 54(又称“主坐标系”)转变为如图3所示的加工(编程)坐标系(又称“局部坐标系”,原点位于Φ 1.5孔圆心,+X 仍指向凸耳方向,+Y 变为指向工件上方,+Z 变为指向工件前方),上述步骤的意义和目的在于:主坐标系G 54沿用普通三轴对刀方式,对机床操作者无任何其他额外要求;局部坐标系与操作者无关,它只用来生成控制机床BC 轴旋转定位的坐标值,B C 轴依此坐标值并通过840D系统的R T C P功能(即T R A O R I指令)自动跟踪至新的坐标位置。

当然,旋转轴的旋转角度需经由后处理正确计算出来。

对于840D系统的程序格式而言,旋转指令为ROT和AROT,平移指令为TRANS 和ATRANS,需要注意的是,ROT和TRANS 指令均为替换指令,其后再次平移或旋转需使用附加指令。

3.运用NX CAM编程
图二图三
以图3为例一步一步说明如何实现NX 的定位加工编程。

(1)在N X中建立工件实体模型,实体模型可更好地防止过切。

(2 )在操作导航器中建立如图2中所示的主坐标系MCS ,双击此坐标系并将其用途设为“ 主要的”
,即。

此坐标系与工件在机床上的装夹方向相一致并便于操作者对刀确定G54。

(3)在其下添加如图3中所示的局部坐标系作为子节点,其原点设为Φ 1.5孔圆心(原点及XY 方向随意,程序阅读方便即可),+Z M (刀具轴)必须指向平面正法向(即工件前方),指定其用途为“局部”
,“局部” 的实际意义为:生成的N C程序坐标值参照此坐标系而非G 54。

指定输出为“CSYS旋
转” ,“CSYS旋转”意义很明显:后处理将操作者对刀的G 54“旋转”设置为N C程序的参照坐标系,由此产生出相应的TRANS及ROT语句。

(4)使用平面铣类型中的“PLANAR PROFILE”子模板创建操作。

在随后弹出的界面中选择图3中的红色线作为零件边界,并指定为相切。

指定红色线所在的平面作为底面。

调整走刀方向及进退刀,并在非切削运动项中开启刀具半径补偿,生成刀轨如图3所示。

此步骤与普通三轴编程无异。

(5)程序代码及说明:
N0001 G40 G17 G54 G90 (基本设置及选定坐标系)
Path Name: FLOWCUT1(程序名称注释)
Part stock:0.00 Floor stock:0.0
(加工余量注释) N0002 T02 D00
N0003 M06(调用刀具)
N0004 S7958 D01 M03 (主轴正转调用刀补)
N0005 TRAORI(开启五轴转换,为刀具定位运动时的自动跟踪作准备)
N0006 TRANS X6.5000 Y-2.0000
Z-3.0000 (坐标系平移至Φ1.5孔圆心,注意此时坐标系方位没变,+ZM仍指向工件上方,机床无动作)
N0006 AROT X90.000AROT Y0.000 A R O T Z0.000(AROTX90.000语句使得G54坐标系绕X轴旋转90°,+ZM改变为法向于待加工面,此时机床无动作)
N0007 G01 X2.017 Y3.698 Z112. F22222.(刀具运动至“局部坐标系” 所确定的第一个坐标位置,此时BC轴不动,刀具轴未变)
N0008 A3=0.0 B3=0.0 C3=1.0
(BC轴联动,刀轴由垂直于工作台变为垂直于待加工面)
N0009 Z3. F15000. (开始正常三轴加工,下同)
N0010 Z0.0 F239. N0011 G41 X2. Y3.6
N0012 Y0.0
N0013 Y-11.
……
N0016 X2.017 Y-13.098
N0017 Z1.
N0018 Z112. F15000. (退刀至安全高度)
N0019 ROT (取消“局部坐标系”,系统回到G54坐标系,机床无动作)
N0020 A3=0.0 B3=0.0 C3=1. (BC 轴联动,B轴由卧式转为立式,刀轴重定位至G54+ZM)
N0021 TRAFOOF (关闭五轴转换) N0022 M05 M09(程序结束) N0023 M30(回程序头)
(6)运行程序并在机床刀具补偿页面调整刀具长度磨耗及半径磨耗值,以实现深度及径向上的公差调整。

四、结束语
上述程序可实现多个子程序合并为单一程序,并使用一个坐标系,对刀时仅对第一把刀(零号刀)即可,并将其存为G54,其他刀具以对刀仪对刀方式得出刀长。

如此一来可实现加工原理、装夹和对刀均简单化,方便编程员及操作者,改变了长期以来“手工五轴编程” 的落后局面,提高生产效率。

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