Svårigheter med 5-axlig CNC-bearbetning

5-axel CNC-bearbetningsmetod och verktygsmaskin. Redan på 1960-talet, den utländska flygindustrin hade börjat använda den för att bearbeta några stora arbetsstycken med kontinuerliga släta och komplexa friformsytor, men det har inte använts i stor utsträckning i fler branscher. Bara i det förflutna 10 år har det skett en snabb utveckling. Den främsta anledningen är att det finns många svårigheter vid femaxlig bearbetning, Till exempel:

1. Programmering är komplicerat och svårt.
Eftersom femaxlig bearbetning skiljer sig från treaxlig, förutom tre linjära rörelser, den har också två roterande rörelser. Den resulterande rumsliga banan för den syntetiska rörelsen är mycket komplex och abstrakt, och det är i allmänhet svårt att föreställa sig och förstå. Till exempel, för att bearbeta de erforderliga friformsytorna i rymden, multipla koordinattransformationer och komplexa rumsliga geometriska operationer krävs ofta. På samma gång, samordningen av varje axels rörelse bör övervägas, för att undvika störningar, kollision, och interpolationsrörelsen bör vara aktuell och lämplig. För att säkerställa erforderlig bearbetningsnoggrannhet och ytkvalitet, programmering är ännu svårare.

5-axel CNC-bearbetning av komplexa friformsytor

2. Höga krav på CNC- och servostyrsystem.
Eftersom 5-axlig bearbetning kräver 5-axlig koordinerad rörelse samtidigt, detta kräver att CNC-systemet har minst fem-axlig länkstyrningsfunktion;
Dessutom, på grund av tillägget av roterande rörelse i den syntetiska rörelsen, detta ökar inte bara arbetsbelastningen för interpolationsoperationen, men kan också förstärkas på grund av det lilla felet i den roterande rörelsen, vilket i hög grad påverkar bearbetningsnoggrannheten. Därför, CNC-systemet måste ha högre beräkningshastighet (dvs kortare bearbetningstid för ett enda block) och noggrannhet. Allt detta innebär att det numeriska styrsystemet måste öka processorn för RISC-chippet för bearbetning (det är, användningen av flera högbitars CPU-strukturer).

Dessutom, som tidigare nämnts, den mekaniska konfigurationen av den femaxliga bearbetningsmaskinen har ett verktygsrotationsläge, ett arbetsstyckesrotationsläge och en hybrid av de två, och det numeriska styrsystemet måste också uppfylla kraven för olika konfigurationer. Till sist, för att uppnå hög hastighet, femaxlig bearbetning med hög precision, CNC-systemet behöver också ha en framåtblicksfunktion och en stor buffertlagringskapacitet. För att utföra beräkning, bearbetning och multi-segment buffertlagring av rörelsedata innan programmet exekveras. Detta säkerställer att felet fortfarande är litet när verktyget körs med hög hastighet. Alla dessa krav kommer utan tvekan att öka komplexiteten i CNC-systemstrukturen och svårigheten att utveckla.

3. Den mekaniska strukturkonstruktionen och tillverkningen av femaxliga verktygsmaskiner är också mer komplicerade och svåra än treaxliga verktygsmaskiner.
Eftersom verktygsmaskinen behöver lägga till två rotationsaxelkoordinater, den måste använda ett arbetsbord som kan luta och rotera eller ett spindelhuvud som kan rotera och svänga. För dessa två extra komponenter, det krävs inte bara en kompakt struktur, men också att ha ett tillräckligt stort vridmoment och rörelsekänslighet och noggrannhet, vilket uppenbarligen är mycket svårare än konstruktion och tillverkning av vanliga treaxliga bearbetningsmaskiner.