五軸加工的難點(diǎn)
發(fā)布日期:2012-10-23 蘭生客服中心 瀏覽:6824
五軸加工的方法和機(jī)床,早在20世紀(jì)60年代,國(guó)外航空工業(yè)為了加工一些具有連續(xù)平滑而復(fù)雜的自由曲面大件時(shí),就已開(kāi)始采用了,但一直沒(méi)能在更多的行業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用,只是近10年來(lái)才有了較快的發(fā)展。究其原因,主要是五軸加工存在著很多難點(diǎn),譬如:
一、編程復(fù)雜、難度大。
因?yàn)槲遢S加工不同于三軸,它除了三個(gè)直線運(yùn)動(dòng)外,還有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)參與,其所形成的合成運(yùn)動(dòng)的空間軌跡非常復(fù)雜和抽象,一般難以想象和理解。如為了加工出所需的空間自由曲面,往往需通過(guò)多次坐標(biāo)變換和復(fù)雜的空間幾何運(yùn)算,同時(shí)還要考慮各軸運(yùn)動(dòng)的協(xié)調(diào)性,避免干涉、沖撞,以及插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)要適時(shí)適量等,以保證所要求的加工精度和表面質(zhì)量,編程難度就更大了。
二、對(duì)數(shù)控及伺服控制系統(tǒng)要求高。
由于五軸加工需要有五軸同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng),這就要求數(shù)控系統(tǒng)首先必須具有至少五軸聯(lián)動(dòng)控制的功能;另外由于合成運(yùn)動(dòng)中有旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的加入,這不僅增加了插補(bǔ)運(yùn)算的工作量,而且由于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的微小誤差有可能被放大從而大大影響加工的精度,因此要求數(shù)控系統(tǒng)要有較高的運(yùn)算速度(即更短的單個(gè)程序段的處理時(shí)間)和精度。所有這些都意味著數(shù)控系統(tǒng)必須增加RISC芯片的處理器來(lái)進(jìn)行處理(即采用多個(gè)高位數(shù)的CPU結(jié)構(gòu))。另外如前所說(shuō),五軸加工機(jī)床的機(jī)械配置有刀具旋轉(zhuǎn)方式,工件旋轉(zhuǎn)方式和兩者的混合式,數(shù)控系統(tǒng)也必須能滿足不同配置的要求。最後,為了能實(shí)現(xiàn)高速、高精的五軸加工,數(shù)控系統(tǒng)還要具有前瞻(Look Ahead)功能和較大的緩沖存儲(chǔ)能力,以便在程序執(zhí)行之前對(duì)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行提前運(yùn)算、處理并進(jìn)行多段緩沖存儲(chǔ),從而保證刀具高速運(yùn)行時(shí)誤差仍然較小。所有這些要求,無(wú)疑都將增加數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和開(kāi)發(fā)的難度。
三、五軸機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造也比三軸機(jī)床更復(fù)雜和困難。
因?yàn)闄C(jī)床要增加兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸坐標(biāo),就必須采用能傾斜和轉(zhuǎn)動(dòng)的工作臺(tái)或能轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)的主軸頭部件。對(duì)增加的這兩個(gè)部件,既要求其結(jié)構(gòu)緊湊,又要具有足夠大的力矩和運(yùn)動(dòng)的靈敏性及精度,這顯然就比設(shè)計(jì)和制造普通三軸加工機(jī)床難多了。
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