五軸聯動加工中心的發展趨勢

發布日期：2014-08-07 00:00 來源：http://www.shortwavereport.com 點擊：

五軸聯動加工中心有高效率、高精度的特點，工件一次裝夾就可完成五面體的加工。若配以五軸聯動的高級數控系統，還可以對復雜的空間曲面進行高精度加工，更能夠適應像汽車零部件、飛機結構件等現代模具的加工。立式五軸加工中心的回轉軸有兩種方式，一種是工作臺回轉軸，設置在床身上的工作臺可以環繞X軸回轉，定義為A軸，A軸一般工作范圍+30度至-120度。工作臺的中間還設有一個回轉臺，在圖示的位置上環繞Z軸回轉，定義為C軸，C軸都是360度回轉。這樣通過A軸與C軸的組合，固定在工作臺上的工件除了底面之外，其余的五個面都可以由立式主軸進行加工。A軸和C軸最小分度值一般為0.001度，這樣又可以把工件細分成任意角度，加工出傾斜面、傾斜孔等。A軸和C軸如與XYZ三直線軸實現聯動，就可加工出復雜的空間曲面，當然這需要高端的數控系統、伺服系統以及軟件的支持。這種設置方式的優點是主軸的結構比較簡單，主軸剛性非常好，制造成本比較低。但一般工作臺不能設計太大，承重也較小，特別是當A軸回轉大于等于90度時，工件切削時會對工作臺帶來很大的承載力矩。

另一種是依靠立式主軸頭的回轉。主軸前端是一個回轉頭，能自行環繞Z軸360度，成為C軸，回轉頭上還有帶可環繞X軸旋轉的A軸，一般可達±90度以上，實現上述同樣的功能。這種設置方式的優點是主軸加工非常靈活，工作臺也可以設計的非常大，客機龐大的機身、巨大的發動機殼都可以在這類加工中心上加工。這種設計還有一大優點：我們在使用球面銑刀加工曲面時，當刀具中心線垂直于加工面時，由于球面銑刀的頂點線速度為零，頂點切出的工件表面質量會很差，采用主軸回轉的設計，令主軸相對工件轉過一個角度，使球面銑刀避開頂點切削，保證有一定的線速度，可提高表面加工質量。這種結構非常受模具高精度曲面加工的歡迎，這是工作臺回轉式加工中心難以做到的。為了達到回轉的高精度，高端的回轉軸還配置了圓光柵尺反饋，分度精度都在幾秒以內，當然這類主軸的回轉結構比較復雜，制造成本也較高。

發展趨勢

1、首先是采用直線電機驅動技術。經過十幾年的發展，直線電機技術已經非常成熟。直線電機剛開發出來易受干擾和產熱量大的問題已經得到解決，而直線電機的定位技術，既在高速移動中快速停止，也有部分機床廠家采用阻尼技術給予解決。直線電機的優點是直線驅動、無傳動鏈、無磨損、無反向間隙，所以能達到至佳的定位精度。直線電機具有較高的動態性，加速度可超過2g。采用直線電機驅動還具有可靠性高、免維護等特點。

2、其次是采用雙驅動技術。對于較寬工作臺或龍門架型式，如果采用中間驅動，實際無法保證驅動力在中心，容易造成傾斜，使得動態性能較差。使用雙驅動，雙光柵尺，一個驅動模塊，就能使動態性能非常完美。一個驅動指令，雙驅同時工作，光柵尺來檢測兩點是否平衡，如果不平衡則通過不同指令使其達到平衡。當然，五軸聯動機床技術的發展還遠遠不止這些，許多技術在德馬吉的機床產品中都將會體現出來。五軸聯動加工中心