Método de mecanizado CNC de 5 ejes y máquina herramienta. Ya en la década de 1960, la industria de la aviación extranjera había comenzado a usarlo para procesar algunas piezas de trabajo grandes con superficies continuas, lisas y complejas de forma libre, pero no se ha utilizado ampliamente en más industrias. Solo en los últimos 10 años ha habido un rápido desarrollo. El motivo principal es que existen muchas dificultades en el mecanizado de cinco ejes, como por ejemplo:

1. La programación es complicada y difícil.
Debido a que el mecanizado de cinco ejes es diferente del de tres ejes, además de tres movimientos lineales, también tiene dos movimientos giratorios. La trayectoria espacial resultante del movimiento sintético es muy compleja y abstracta, y generalmente es difícil de imaginar y comprender. Por ejemplo, para procesar las superficies de forma libre necesarias en el espacio, a menudo se requieren múltiples transformaciones de coordenadas y operaciones geométricas espaciales complejas. Al mismo tiempo, se debe considerar la coordinación del movimiento de cada eje para evitar interferencias, colisiones y el movimiento de interpolación debe ser oportuno y apropiado. Para garantizar la precisión de mecanizado y la calidad de la superficie requeridas, la programación es aún más difícil.

2. Elevados requisitos para sistemas de control CNC y servo.
Dado que el mecanizado de 5 ejes requiere un movimiento coordinado de cinco ejes al mismo tiempo, esto requiere que el sistema CNC tenga al menos una función de control de articulación de cinco ejes;
Además, debido a la adición de movimiento giratorio en el movimiento sintético, esto no solo aumenta la carga de trabajo de la operación de interpolación, sino que también puede amplificarse debido al pequeño error del movimiento giratorio, que afecta en gran medida la precisión del procesamiento. Por lo tanto, se requiere que el sistema CNC tenga mayor velocidad de cálculo (es decir, menor tiempo de procesamiento de un solo bloque) y precisión. Todo esto significa que el sistema CNC debe aumentar el procesador de chips RISC para el procesamiento (es decir, utilizando múltiples estructuras de CPU de bits altos).

Además, como se mencionó anteriormente, la configuración mecánica de la máquina herramienta de mecanizado de cinco ejes tiene un modo de rotación de herramienta, un modo de rotación de pieza de trabajo y un híbrido de los dos, y el sistema CNC también debe ser capaz de cumplir con los requisitos de diferentes configuraciones. Por último, para lograr un mecanizado de cinco ejes de alta velocidad y precisión, el sistema CNC también debe tener una función de anticipación y una gran capacidad de almacenamiento intermedio. Para realizar el cálculo, procesamiento y almacenamiento en búfer de múltiples segmentos de los datos de movimiento antes de que se ejecute el programa. Esto asegura que el error sea aún pequeño cuando la herramienta está funcionando a alta velocidad. Todos estos requisitos sin duda aumentarán la complejidad de la estructura del sistema CNC y la dificultad de desarrollo.

3. El diseño de la estructura mecánica y la fabricación de las máquinas herramienta de cinco ejes también son más complicadas y difíciles que las de las máquinas herramienta de tres ejes.
Debido a que la máquina herramienta necesita agregar dos coordenadas de eje de rotación, debe usar una mesa de trabajo que pueda inclinarse y girar o un cabezal de husillo que pueda girar y girar. Para estos dos componentes adicionales, se requiere no solo tener una estructura compacta, sino también tener suficiente par y sensibilidad y precisión de movimiento, lo que obviamente es mucho más difícil que el diseño y la fabricación de máquinas herramienta de procesamiento de tres ejes comunes.