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
第二节加工坐标系与对刀操作的作用
1.2.1加工坐标系的作用
使用数控机床来加工，编程时必须在所加工的实体或曲面模型上选择一个基准点。

以这个点为加工原点的坐标系就称为加工坐标系（或称工件坐标系）。

三轴机床加工坐标系的基本轴向一般都符合右手定则。

轴向如图所示：当右手大拇指的方向指向机床X轴正方向时，那么食指方向为Y轴正方向，中指方向为Z 轴正方向。

Z轴正方向（中
指的方向）Y轴正方向（食
指的方向）
X轴正方向（大
拇指的方向）
图1-2-1右手定则
五轴机床比三轴机床多了旋转轴和摆动轴，因此五轴机床的加工坐标系是一个五维坐标系。

其加工坐标系中X、Y、Z三轴一般都与三轴机床相同，其余两轴则因机床结构类型不同而不同。

在CAM软件中编程时，首先生成加工的刀具轨迹，然后通过后处理生成G 代码的加工程序。

加工程序中除了G代码指令之外，大量的内容为机床各轴坐标值，这些坐标值都是刀具轨迹上的点相对于加工坐标系中的值。

在机床加工时，机床就会按照这些坐标值确定的位置来运动，通过刀具的切削，精确加工出所需的工件。

加工坐标系的作用就是确定刀具轨迹的坐标值，使加工刀路可以数值化、程序化，从而可以实现精确的数控加工。

因此，数控加工必须要建立一个加工坐标系。

1.2.2五轴机床加工中的对刀操作
对刀操作所做的工作就是将CAM软件的三维图形中的加工坐标系与实际机床上的加工坐标系统一起来。

如下图，工件原点（加工坐标系原点）位置是由编程人员设定的。

机床上工件的原点反映的是工件与机床原点之间的位置关系。

工件原点一旦确定一般不再改变。

图1-2-2工件原点与机床原点的关系
三轴机床加工时，在加工件在机床工作台上装夹好之后，要找到编程时在图形中设定为基准点的那一点在机床上的位置，也就是测出这一点的机床坐标值。

五轴机床加工的对刀操作与三轴机床不同，一是操作顺序不同，二是五轴比三轴要多一些内容。

三轴机床一般都是先装夹好工件，再去进行对刀操作。

五轴机床有时要先进行部分对刀操作，然后在装夹工件。

这种情况下，工件装夹的位置还需按照对刀的要求进行校正。

五轴机床的旋转轴或摆动轴都是按角度值运动的，因此五轴机床的对刀还需要校正旋转轴或摆动轴的零点位置；当机床结构为双转台或双摆头时，两个旋转轴是相关的（其中一个转轴跟随另一个运动），这时需要测定两轴的距离或偏心量；当五轴机床含有摆头结构时，还需要测量摆长以及刀具长度。

对三种主要结构类型的五轴机床对刀操作与三轴机床的不同点概述如下：
A．双转台机床（工作台回转、摆动），在工件装夹之前测量确定两转轴轴线和
摆轴轴线的交点、转台表面到摆轴轴线的距离，还要将转台校水平，装夹工件时校正工件或测量出工件位置偏差。

B．转台+摆头机床（工作台回转，刀具摆动），要在装夹工件之前测出转台中
心，装夹工件时校正工件或测量出工件位置偏差，还要测定摆轴的有效摆长（有效摆长＝摆轴长＋基准刀具长）。

C．双摆头机床（刀具回转、摆动），要测定摆轴的有效摆长，还要校正摆轴和
转轴的零度位。

第三节SKY2006N 型数控系统中的拓展功能—G10和G12
1．SKY2006N 型多轴高速数控系统新增功能
进一步改进了多轴联动加工的关键性控制技术；系统在新功能方面增加了3-D 刀具空间补偿功能；改进了皮米插补功能和坐标系寻位补偿（G10）功能；摆轴长度补偿功能（加工时在数控系统中设定摆轴长度）；实现5000程序段的预处理功能（前瞻控制），满足了五轴联动机床高速加工的前瞻控制需求；增加了五轴加工刀具路径实时动态跟踪模拟显示功能；有力地保证了机床在运动中的精
X+Z+
Y+机床原点
（0,0,0）工件原点（对应于
编程原点）
度控制和操作的方便性。

2．3-D刀具空间补偿原理（G10）
五轴联动加工中涉及到的刀具补偿问题在SKY2006N型多轴数控系统中得到了很好的解决。

C轴和b轴的偏心
3．G12补偿原理
主轴和C轴的偏心
第二章五轴机床的基本操作
第一节五轴机床操作的基本特点
必须在熟练掌握SKY三轴机床操作的基础上，才能学习SKY五轴机床的操作。

SKY三轴机床操作请参照SKY三轴机床操作手册。

SKY五轴机床的操作的基本特点如下：
1．SKY五轴机床的操作与SKY三轴机床的操作基本相同，只是在SKY三轴机床的基础上加了B、C两轴。

例如，开机→机床工作→返参的操作：打开总电源→打开操作面板上的钥匙开关→双击桌面SKY2008POWER进入SKY数控系统→旋起紧停按钮→打开机床工作→按“F4”进入返参方式→按“3”选择机床原点功能→按“F6”键执行。

这些基本操作与SKY三轴机床的操作完全一样。

三轴机床返参（回机床原点）过程为Z、Y、X三个直线运动轴按次序返回机床原点；五轴机床返参在此基础上，增加了旋转轴B轴和C轴返回机床原点。

2．SKY五轴系统中一般摆动轴为B轴，旋转轴为C轴，单位均为度（°）。

3．一般从旋转轴的旋转平面法向正向去观察，顺时针转动就是正向，逆时
针转动为负。

4．SKY五轴机床在对刀操作时需测定摆长：当机床为双转台结构时，摆长为转台表面到摆动轴轴线的距离；当机床为单摆头或双摆头结构时，摆长为主轴端面到摆动轴轴线的距离。

为了便于理解我们把这
个距离叫做摆长，一般
在双转台五轴机床中叫
B轴的回转半径
图2-1-1摆长示意图
第二节双转台机床的对刀操作步骤
2.2.1双转台机床的对刀方法
双转台五轴机床的加工坐标，一般可取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
把千分表吸在主轴上，如图2-2-1所示。

让表头接触到双转台基准面face1，保持机床Y轴位置不变，沿X轴移动，使表头接触face2，若表头接触face1、face2时的读数不同，则调整双转台的位置，直到读数相同，以使B轴轴线与机床X轴方向平行。

完成后固定双转台，固定后要注意复检，防止固定过程中转台受力移动。

2．校正B轴零位（对刀B轴原点）
一般我们取C轴转台（双转台上的圆形小转盘）的旋转平面为水平面时的B 轴位置为B轴零位；校正方法如下：
如图2-2-1所示，千分表吸在主轴上，让表头接触到C转台表面，首先沿X 轴从B1到B2打表，以确认转台的安装是否平整，若千分表读数两点不同，则需要重新固定转台，确保转台安装面的清洁，并重新进行步骤1校正转台安装方向；然后，沿Y轴从A1到A2打表，调整B轴角度，使千分表在A1、A2两点的读数
相同，此时C 轴的旋转平面校正到了水平位置。

转台水平后把此时B 轴的机床坐标值输入到G55对话框的B 框中，并按“确定”按钮保存录入的数据。

图2-2-1校正双转台3．找C 轴转台的中心（对刀X、Y 轴原点）
把千分表吸在刀柄上并保证在表座随着刀柄在360范围内旋转时不受阻碍。

让表头接触到C 轴转台的内孔表面，旋转刀柄（千分表应随着刀柄转动），如果表的回转中心和转台中心不重合，调整X 轴和Y 轴的位置直到二者重合为止（此时千分表在回转台内壁任意角度的读数相等或在允许的误差之内）。

把此时X 轴和Y 轴的机床坐标值分别输入到G55对话框的X 和Y 框中，并按“确定”按钮保存。

4．找出B、C 轴线的交点（对刀Z 轴原点）
a．测量摆长
使B 轴运动至G55对刀点的位置，X、Y 轴移动至主轴中心与C 转台的中心位置重合（即机床移动至G55X0Y0B0），在手轮方式下把“相对移动量KA”项清零，再让B 轴摆动-90°，如图2-2-2所示：Y 方向X 方向
A1
A2
B1
B2双转台的基准面
Face1
Face2
刀具侧刃
回转台表面B轴回转半径
图2-2-2双转台摆长测量
让刀具的侧刃（最好使用寻边器，防止刀刃刮伤转台）接触C轴回转台的表面，把此时“手轮方式”下的“相对移动量KA”下的Y坐标的值记录下来，记为R，这个值再减去刀具半径就是B轴的回转半径。

记为ZH1.ZH1=（|R|-刀具半径）
b．对C转台高度
将B轴运动至G55对刀点的位置，用刀尖接触C转台表面，将此时机床坐标值记为“ZH2”.
c．设定Z轴原点坐标
G55_Z=ZH2-|ZH1|，将此数值输入G55对话框的Z框中并按“确定”按钮保存。

5．装夹工件
现在可以装夹工件了，在把工件装夹到旋转台上，转动旋转台，保证工件和压板等装配物件在转台转动的过程中不碰撞周边的任何物体。

6．选定C轴的基准边（对刀C轴原点）
通常在需要进行多轴加工的工件上取一基准边，把这个基准边与X（或Y）轴成一特定角度或平行时的C轴位置作为C轴的零位。

把此时C轴的机床坐标值
输入到G55对话框的C框中，并按“确定”按钮保存。

7．找工件基准点与转台中心点的偏差
使机床B、C轴都移动至零位（G55B0C0），按照三轴的对刀方法找到工件上对刀基准点X、Y、Z的机床坐标值，输入到G54对话框中，并按“确定”按钮保存。

比较G54和G55坐标参数中X、Y、Z轴的数值，按照如下公式计算：
将这些数值记录，告知编程人员。

2.2.2程序头、尾的标准格式
M03S_程序启动的第一个动作就是主轴以给定
的转速转动起来，告诉操作人员，程序
已经开始执行
G55加工坐标系，以下的程序代码都是相对
于G55坐标系中的原点坐标来进行相对
切削运动的
G00B_C_B轴和C轴定位
G00X_Y_Z_X Y Z轴定位
G指令代码程序
M09冷却液关
M05主轴停止
M02程序结束
第三节单转台单摆头机床的对刀操作步骤
2.3.1单转台单摆头机床的对刀方法
单转台单摆头五轴机床，一般将加工原点取在旋转工作台（C轴）的旋转轴线上，因此对刀时必须找到转台的中心，加工原点的X、Y轴坐标由转台中心位置确定，但Z轴坐标根据工件上的基准而定，与转台中心无关。

1．校正摆轴，使主轴垂直于工作台（对刀B轴原点）
方法一：如图2-3-1所示，在主轴上装一标准芯棒（或刀杆）；移动B轴，使主轴大概垂直于工作台平面；将千分表吸在工作台面上，调整表针位置，让表针接触刀杆或芯棒；低速转动主轴，或用手拨动刀杆或芯棒使主轴转动，若千分表读数随主轴旋转而变化，则重新安装芯棒，直至千分表读数不随主轴转动而变化或读数在允许的范围之内；上下运动Z轴，观察千分表读数变化，调整B轴，使千分表读数不随Z轴上下移动而变化或其变化在允许的范围之内，此时主轴与工作台垂直。

把这时机床坐标B轴的数值输入到G55对话框中的B框中，并按“确定”按钮保存。

图2-3-1摆轴校正方法一
方法二：将千分表吸到刀柄上，并能保证表随着刀柄在360度范围内自由转动时不受任何阻碍。

如图2-3-2所示：调整表的高度使表头接触到工作台面，然后旋转刀柄让表头在工作台面上划一个整圆，调整B轴的角度，使千分表在这个圆的任意位置上读数基本相等，把此时B轴机床坐标的数值输入到G55对话框中的B框中，并按“确定“按钮保存。

图2-3-2摆轴校正方法二
方法二比方法一更加精确、可靠，推荐使用方法二。

一般情况下，B轴的零位在新机床出厂调试时已经校正，即B轴机床坐标为零时，主轴垂直于工作台，但为了确保精度，加工前应复检一次。

2．转工作台的旋转中心（对刀X、Y轴原点）
如图2-3-3，把表吸到刀柄上，并保证表和刀柄360度范围内自由转动时不受任何阻碍；调整机床X、Y、Z轴和千分表位置，使得千分表在随刀柄旋转一周时，表针基本能接触到旋转工作台的内孔壁；进一步调整X、Y轴的位置，直到千分表的读数在内壁任意位置基本相等；把此时X、Y轴的机床坐标值输入到G55对话框的X、Y框中，并按“确定”按钮保存。

图2-3-3测量转台旋转中心位置
3．装夹工件和刀具
把工件固定在旋转台上，加工时所需要的第一把刀具装夹到主轴上。

4．选定C轴的基准边（对刀C轴原点）
通常在需要进行多轴加工的工件上取一基准边，把这个基准边与X（或Y）轴成一特定角度或平行时的C轴位置作为C轴的零位。

把此时C轴的机床坐标值输入到G55对话框的C框中，并按“确定”按钮保存。

5．对Z轴的加工原点
操作人员要知道编程人员把Z坐标原点设置到了工件上的哪个位置，这里的对刀点就对到哪个位置。

将B轴转到零位（即主轴垂直于工作台），让刀尖接触工件上的基准点，将这点的机床坐标值输入到G55对话框的Z框中，并按“确定”按钮保存。

6．找出旋转台的中心和工件中心的偏差
按照SKY三轴操作去找工件的原点，把工件原点的X、Y坐标值分别输入到G54对话框的X、Y框中，并按“确定”按钮保存。

比较G54和G55坐标参数中X、Y轴的数值，按照如下公式计算：
将这些数值记录，告知编程人员。

7．测定摆长
如图2-3-4所示：找一块最好是用磨床磨过的垫块，置于工作台面，在B 轴零度（主轴垂直于工作台面）时，把刀尖移动到垫块的上表面，再把刀具抬高一个刀具半径，记录下此时机床坐标Z坐标值，设为P1,让B轴摆动到“90度“或”-90度“，再让刀具移动到垫块上表面，记下此时机床坐标的数值，为P2，
|P1|-|P2|=P
(摆长)
图2-3-4测量摆长
把“-P”输入到G58对话框的Z 框中，并按”确定“按钮保存（加工程序中要用到G 指令来调用这个摆长值），如图2-3-5所示。

图2-3-5摆长补正值设定
8．将系统中刀长补正值清零
在F1自动方式下按“5刀具”，弹出如图2-3-6所示的刀具定义对话框，在刀具长度补偿中填入“0”，点“更改”。

在此处记录测定的
摆长值，一定是负值
图2-3-6刀具定义对话框
第一次对刀全部完成。

9．换刀后的对刀
第一次对刀所使用的刀具，我们称为基准刀具（或称初始刀具）；当主轴上刀具更换之后，所使用的刀具就不是基准刀具了，称为当前刀具。

如果了另外的刀具来加工，需要测出当前刀具与初始刀具的长度差值，将这个差值输入到如图2-3-6的刀具长度补偿中，点“更改”保存即可。

当前刀具长于初始刀具的补偿值为正值；反之，补偿值为负值。

2.3.2程序头、尾的标准格式
M03S _程序启动的第一个动作就是主轴以给定
的转速转动起来，告诉操作人员，程序
已经开始执行
G55加工坐标系，以下的程序代码都是相对
于G55坐标系中的原点坐标来进行相对
切削运动的。

G00B _C _B 轴和C 轴定位
G10P58H1(RH)调用摆长和刀具长度补偿值
G00X _Y _Z _B _C _
X、Y、Z、B、C 轴定位G 指令代码程序M09冷却液关
M05主轴停止
M02程序结束注：
G10：SKY 五轴数控系统中特有的专用功能代码，用来补偿摆长和刀长。

此处的刀具编
号和程序代码
中调用的刀具
号要统一第一次对刀此
项一定为“零”，更换刀具后，刀长差值输入到这里
P58：是调用在对刀时输入到G58中的摆长值的。

（如果摆长值输入到了G59对话框中，则此处就应改成P59）
H1：是调用刀具长度补偿对话框中的数值。

（如果把刀具长度的变化量输入到了第5号刀中，此处就应改成H5；如果是比第一把刀具长则应在此补正值，短了就负值。

）
(RH)：R是Rotary的缩写，H是Head的缩写，意思是单摆头单转台机床。

第四节双摆头机床的对刀操作步骤
2.4.1双摆头机床的对刀方法
双摆头五轴机床，由于没有旋转工作台结构，一般加工原点可以根据编程需要取工件上任意一点作为加工原点。

1．校正摆轴，使主轴垂直于工作台（对刀B轴原点）
校正方法与单摆头五轴机床相同。

2．校正旋转轴，使B轴旋转轴线与Y轴平行（对刀C轴原点）
如图，将C轴旋转到接近如图2-4-1所示的位置（使B轴旋转轴线大致与Y 轴平行），将千分表吸在主轴上；在工作台上放置一个大的标准方箱，移动X轴在方箱侧面打表，将方箱侧面与机床ZX平面校平行；然后，调整B、C轴的位置，使千分表可以跟随B轴摆动，在方箱侧面上划出半圆轨迹；当B轴摆动时，若千分表读数变化，则调整C轴角度，直至千分表的读数变化在允许的范围内。

此时，B轴旋转平面同机床ZX平面平行，B轴轴线与Y轴平行。

把此时C轴的机床坐标值输入到G55对话框的C框中，并按“确定”按钮保存。

图2-4-1双摆头C轴校正方法
一般情况下，B、C轴的零位在新机床出厂前的调试中已经校正，即B轴的
机床坐标为零时，主轴垂直于工作台，C轴机床坐标为零时，B轴旋转轴线与Y 轴平行。

但为了确保精度，加工前应复检一次。

3．装夹工件和刀具
把工件固定在工作台上，加工时需要的第一把刀具装夹到主轴上。

4．X、Y、Z轴对刀
在校正了B、C轴零点的基础上，使机床B、C轴位于零位，采用与三轴加工一样的操作方法进行对刀，确定X、Y、Z轴加工零点，输入到G55坐标参数中。

5．测定摆长
如图2-4-2所示：找一块最好是用磨床磨过的垫块，置于工作台面，在B 轴零度（主轴垂直于工作台面）时，把刀尖移动到垫块的上表面，再把刀具抬高一个刀具半径，记录下此时机床坐标Z坐标值，设为P1,让B轴摆动到“90度“或”-90度“，再让刀具移动到垫块上表面，记下此时机床坐标的数值，为P2，|P1|-|P2|=P(摆长)
图2-4-2测量摆长
把“-P”输入到G58对话框的Z框中，并按”确定“按钮保存（加工程序中要用到G指令来调用这个摆长值），如图2-4-3所示。

图2-4-3摆长补正值设定
6．将系统中刀长补正值清零
在F1自动方式下按“5刀具”，弹出如图2-4-4所示的刀具定义对话框，在刀具长度补偿中填入“0”，点“更改”。

图2-4-4刀具定义对话框
第一次对刀全部完成。

7．换刀后的对刀
第一次对刀所使用的刀具，我们称为基准刀具（或称初始刀具）；当主轴上刀具更换之后，所使用的刀具就不是基准刀具了，称为当前刀具。

如果了另外的刀具来加工，需要测出当前刀具与初始刀具的长度差值，将这个差值输入到如图2-4-4的刀具长度补偿中，点“更改”保存即可。

当前刀具长于初始刀具的补偿值为正值；反之，补偿值为负值。

在此处记录测定的
摆长值，一定是负值
此处的刀具编
号和程序代码
中调用的刀具号要统一第一次对刀此
项一定为“零”，更换刀具后，刀长差值输入到这里
2.4.2程序头、尾的标准格式
M03S_程序启动的第一个动作就是主轴以给定
的转速转动起来，告诉操作人员，程序
已经开始执行
G55加工坐标系，以下的程序代码都是相对
于G55坐标系中的原点坐标来进行相对
切削运动的。

G00B_C_B轴和C轴定位
G10P58H1(HH)调用摆长和刀具长度补偿值
G00X_Y_Z_B_C_X、Y、Z、B、C轴定位
G指令代码程序
M09冷却液关
M05主轴停止
M02程序结束
注：
G10：SKY五轴数控系统中特有的专用功能代码，用来给补偿多摆长和刀长的。

P58：是调用在对刀时输入到G58中的摆长值的。

（如果摆长值输入到了G59对话框中，则此处就应改成P59）
H1：是调用刀具长度补偿对话框中的数值。

（如果把刀具长度的变化量输入到了第5号刀中，此处就应改成H5；如果是比第一把刀具长则应在此
补正值，短了就补负值。

）
(HH):H是Head的缩写，意思是双摆头机床。

第三章五轴编程的概念及相关知识
第一节五轴编程的概念
3.1.1多轴编程的概念
首先，多轴机床指的是四轴及轴数多于四的机床。

一般多轴机床在具有基本的直线轴（X、Y、Z）的基础上增加了旋转轴（或摆动轴）。

在实际加工中，旋转轴（或摆动轴）的运动实现了刀轴变化；反过来，在编程时刀轴的变化最终是由旋转轴（或摆动轴）的运动来实现的。

其次，多轴加工多用于加工复杂曲面或三轴加工无法完整加工的曲面。

如倒扣的曲面，曲面的上部挡住了下部，使之无法用三轴方法完整加工，若刀轴可以变化就可以完整加工这些曲面。

对于一些复杂曲面，因其形状复杂，若使用三轴加工，在加工曲面不同部位时工况相差很大，造成加工的效果的差距也很大，影响加工质量；若使用多轴加工，则可以在加工不同部位时，使刀轴相应改变，保证工况相近，从而获得好的加工质量。

根据以上两点，我们得出多轴编程的概念。

多轴编程就是要控制多轴机床运动，通过控制X、Y、Z三轴之外的机床轴来实现刀轴改变，以加工复杂曲面或三轴无法完整加工的曲面。

3.1.2五轴编程的概念
五轴编程属于多轴编程；五轴机床一般是在X、Y、Z三轴机床的基础上增加了两个旋转轴（或摆动轴）。

由此，五轴编程即控制五轴机床运动，通过控制两个旋转轴（或摆动轴）来实现刀轴变化，以加工复杂曲面或三轴无法完整加工的曲面。

3.1.3五轴编程的基础
五轴加工就是通过控制刀具轴矢量在空间位置的不断变化或使刀具轴的矢量与机床原始坐标系构成空间某个角度，利用铣刀的侧刃或底刃切削来完成加工。

五轴加工的关键是如何合理控制刀轴矢量（刀具轴的轴线矢量）的变化。

加工不同的曲面，为了实现加工需要，刀轴矢量的改变方式是不同的；刀轴矢量的变化是通过工作台摆动或主轴的摆动来实现的，不同结构类型的五轴机床其运动学关系是不同的。

合理的控制刀轴矢量既要满足曲面加工的需要，又要使刀轴矢量变化范围在所使用的机床可实现的范围内。

因此，五轴机床编程的基础是理解刀轴矢量的变化会在实际机床加工中产生何种效果。

这就必须先了解各种五轴机。