五軸數控加工的困難點

5-軸數控加工方法及工具機. 早在1960年代, 國外航空業已開始使用它來加工一些具有連續光滑和複雜自由曲面的大型工件, 但還沒有在更多行業廣泛應用. 只在過去 10 多年來有快速發展. 主要原因是五軸加工存在許多困難, 例如:

1. 編程很複雜且困難.
因為五軸加工與三軸不同, 除了三個線性運動, 它也有兩個旋轉運動. 合成運動的最終空間軌跡非常複雜且抽象, 通常很難想像和理解. 例如, 為了處理太空中所需的自由形式表面, 經常需要多個坐標轉換和復雜的空間幾何操作. 同時, 應考慮每個軸運動的協調, 避免干擾, 碰撞, 而且插值運動應及時且適當. 確保所需的加工精度和表面質量, 編程更加困難.

5-軸 CNC 加工複雜的自由曲面

2. CNC和伺服控制系統的高要求.
由於5軸加工需要同時進行5軸協調的運動, 這要求CNC系統至少具有五軸連鎖控制功能;
另外, 由於在合成運動中增加了旋轉運動, 這不僅增加了插值操作的工作量, 但由於旋轉運動的誤差較小，也可能會放大, 這極大地影響了處理的準確性. 所以, CNC系統必須具有更高的計算速度 (即一個塊的處理時間較短) 和準確性. 所有這些意味著數值控制系統必須增加RISC芯片的處理器進行處理 (那是, 使用多個高位CPU結構).

另外, 如前所述, 五軸加工機床的機械配置具有工具旋轉模式, 工件旋轉模式和兩者的混合體, 數值控制系統還必須滿足不同配置的要求. 最後, 為了達到高速, 高精度五軸加工, CNC系統還需要具有外觀功能和大型緩衝儲存容量. 為了執行計算, 在執行程序之前，運動數據的處理和多段緩衝區存儲. 這樣可以確保當工具高速運行時，錯誤仍然很小. 所有這些要求無疑將增加CNC系統結構的複雜性和開發難度.

3. 與三軸機床工具相比.
因為機床需要添加兩個旋轉軸坐標, 它必須使用可以傾斜和旋轉的工作台或可以旋轉和擺動的主軸頭. 對於這兩個其他組件, 不僅需要具有緊湊的結構, 但也要具有足夠大的扭矩和運動靈敏度和準確性, 顯然，這比普通三軸處理機床的設計和製造要困難得多.