1.      緒論

數(shù)控機(jī)床作為裝備制造業(yè)的“工業(yè)母機(jī)”，是實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速、穩(wěn)定發(fā)展 以及加快國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)的重要戰(zhàn)略性裝備，且中、高端數(shù)控機(jī)床的數(shù)量是衡量 一個(gè)國(guó)家工業(yè)現(xiàn)代化水平和綜合國(guó)力的重要標(biāo)志。隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，五 軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心能夠一次性加工三軸數(shù)控加工中心所不能加工的大型、復(fù)雜自由曲 面，提供更高的加工精度和生產(chǎn)效率，應(yīng)用在船舶、航天、精密儀器和軍工等國(guó) 家高、精、尖端行業(yè)。因此，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)一直是世界各國(guó)裝備制造業(yè)研究 的重點(diǎn)。

1.1課題背景及意義

1.1.1我國(guó)五軸數(shù)控技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)是數(shù)控技術(shù)中難度最大、應(yīng)用范圍最廣的技術(shù)，體現(xiàn)在它 集計(jì)算機(jī)控制、高性能伺服驅(qū)動(dòng)和精密加工技術(shù)于一體^[1]。五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是 五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù)的集中體現(xiàn)，它是在三軸數(shù)控機(jī)床X、Y、Z三個(gè)直線坐標(biāo)軸 的基礎(chǔ)上增加兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，加工時(shí)實(shí)現(xiàn)五個(gè)軸的同時(shí)動(dòng)作，使刀具可以在任何一 點(diǎn)以任意角度對(duì)零件進(jìn)行切削加工，所以五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床被認(rèn)為是加工連續(xù)、 平滑和多復(fù)雜曲面零部件最有效的手段之一^[2]。根據(jù)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的組合形式，五 軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床大體上分為：雙轉(zhuǎn)臺(tái)式、雙擺頭式以及轉(zhuǎn)臺(tái)加擺動(dòng)三類，其中雙 轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低等特點(diǎn)，市場(chǎng)上數(shù)量最 多動(dòng)，其結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。

然而五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床并未在國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)上得到廣泛的應(yīng)用，主要有以下原 因：

(1)  五軸數(shù)控編程需要同時(shí)給出空間的五個(gè)坐標(biāo)位置，因此編程非常困難。

(2)  刀具半徑補(bǔ)償困難五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工的NC程序中，刀具的長(zhǎng)度補(bǔ) 償功能和刀具半徑補(bǔ)償功能二者很難兼得，而現(xiàn)有CNC系統(tǒng)還不具備完成刀具 半徑補(bǔ)償功能^[3]。

(3)  后置處理技術(shù)亟需提高國(guó)產(chǎn)的五軸后置處理器沒有針對(duì)五軸機(jī)床的位 置特點(diǎn)進(jìn)行重新開發(fā)，大多是在三軸后置處理器基礎(chǔ)上改造而成的，因此一定程 度上限制了五軸機(jī)整體性能的發(fā)揮。

(4)  成本很高除購(gòu)買五軸數(shù)控機(jī)床外，還要支付昂貴的數(shù)控系統(tǒng)、配套軟 件和人員培訓(xùn)等費(fèi)用，需要投入大量的資金，一般企業(yè)難以承受。

近幾年，隨著我國(guó)高端制造業(yè)和國(guó)民濟(jì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，機(jī)械設(shè)備中大型、 復(fù)雜、高精度的零件越來越多。三軸數(shù)控加工中心存在加工效率低、需要多次裝夾、 無法保證精度等問題，難以滿足高端數(shù)控制造的要求，而五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心可解 決這些問題，減少配套加工設(shè)備的投入，因此在加工飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、大型柴油 機(jī)曲軸、精密醫(yī)療器械等精密零件中得到廣泛地應(yīng)用。目前，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控技術(shù) 正朝著高精度、復(fù)合化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化等方向發(fā)展^[4]。

雖然我國(guó)也能制造五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床，如：沈陽機(jī)床廠生產(chǎn)的HTM63150iy 五軸車銑復(fù)合機(jī)床,VMC650m高速五軸加工中心，南京四開公司的SKY5-70100 雙轉(zhuǎn)臺(tái)型五軸聯(lián)動(dòng)高速數(shù)控加工中心等，但這些五軸機(jī)大部分采用的是國(guó)外的數(shù)控系 統(tǒng)，我國(guó)自主研發(fā)的高端數(shù)控系統(tǒng)在性能和加工精度上與國(guó)外的相比存在很大差 距，因此，進(jìn)一步提升高端數(shù)控系統(tǒng)的性能是我國(guó)發(fā)展五軸數(shù)控技術(shù)需要不斷研 究的一個(gè)重大課題。

本文采摘自“五軸數(shù)控加工中心軟PLC控制系統(tǒng)的研究”，因?yàn)榫庉嬂щy導(dǎo)致有些函數(shù)、表格、圖片、內(nèi)容無法顯示，有需要者可以在網(wǎng)絡(luò)中查找相關(guān)文章！本文由伯特利數(shù)控整理發(fā)表文章均來自網(wǎng)絡(luò)僅供學(xué)習(xí)參考，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明！