五轴五联动加工技术应用的分析与研究

五轴五联动加工中心，采用CAD／CAM技术予以设计、编程和数字化加工，在机械设计制造领域显示其强大的威力和发展前景，这里就该领域应用五轴联动加工中心加工工艺及实现过程加以分析论述，以利于数控化五轴五联动技术的广泛应用。     

CCMT2006齿轮螺纹花键磨床点评

中国机床工具工业协会主办的“中国数控机床展览会（CCMT2006）”已于2006年2月14～17日在上海浦东新国际博览中心举行。展览会上展出的一大批代表当今数控机床技术最高水平的产品，如高速精密加工中心、五轴联动加工中心及镗铣床、九轴五联动车铣复合加工中心、干式切削数控滚齿机、六轴五联动弧齿锥齿轮磨床、重型数控机床、慢走丝线切割机、数控板材冲压生产线、冲剪复合柔性生产线等主机产品和量刃具、机床附件和各种数控机床功能部件。展品反映了我国数控机床在高速、精密、复合加工等方面所取得的可喜进步，也代表了当前的市场需求。     

用于复合机床的多通道五轴联动数控系统DASEN20

经过多年拼搏,大连大森数控技术股份有限公司已开发出具有自主知识产权的五轴五联动全闭环车削加工中心数控系统,五轴五联动全闭环镗铣加工中心数控系统DASEN 18和纳米级四轴四联动全闭环加工中心数控系统DASEN 16i四通道磨床CNC数控系统,并掌握了多通道技术。这些系统已经在机床上长时间运转,     

基于四轴联动摆线齿锥齿轮切齿加工及试验验证

分析了摆线齿锥齿轮的加工原理,介绍了五轴四联动摆线齿锥齿轮数控机床的工作方式和特点,提出了基于四轴联动加工摆线齿锥齿轮的可行性并做了分析。通过分析五轴四联动数控机床与传统机械式机床数学模型的区别,为两种机床的加工方式做了等效转换,得到了在五轴四联动数控机床上加工出摆线齿锥齿轮的齿面方程。分析了机床各个联动轴的实时运动坐标关系,得到任意时刻各个联动轴在五轴四联动数控机床上的坐标。通过切齿加工和滚检试验,得到了较为理想的接触区。验证了基于四轴联动加工摆线齿锥齿轮理论的正确性,并为国内弧齿锥齿轮加工设备的自主研发提供了理论支持。     

五轴联动数控系统无冲击快速进给控制算法

提出了用于数控系统的无冲击快速进给插补算法及具有广泛应用前景的快速三角函数算法。由于前者的使用，减小了由柔性冲击造成的机床振动，并减少了辅助加工时间；采用后者，使五轴数控机床因Ａ、Ｃ轴的旋转而产生的坐标变换的运算速度得到了大幅度提高。这两种算法已成功地应用于基于微机的五轴五联动数控系统。     

TK68125A主轴低头问题的解决

TK68125A是根据“十五”国家科技攻关计划《大型镗铣数控机床及关键技术开发》课题中的专题项目《TK68125A落地式数控镗铣床》开发设计的一台落地式六轴五联动数控镗铣床。立柱横向移动为X轴,滑板带动滑枕在立柱上上下移动为Y轴，滑枕作前后进给为Z轴，固定工作台旁边附加的数控转台为B轴，A轴、C轴固定在滑枕头部作回转运动，其中X、Y、Z、A、C五轴联动。     

五轴联动数控机床的结构和应用

介绍了五轴联动数控机床的几种结构及其特点和发展趋势;阐述了几种五轴联动机床加工的加工造型、编程（CAD／CAM系统）及其优缺点;详细描述了五轴联动数控机床对数控系统的要求及四开公司五轴联动数控系统的关键参数;列举了四开公司历年来参展的五轴联动数控机床及现场加工工件的情况。     

五轴联动数控机床技术现状与发展趋势

介绍五轴联动数控机床在工业加工中的优势和重要性,从国内、国外两个方面阐述目前五轴联动数控机床发展的现状,最后从目前机床工业发展动态出发展望五轴联动数控机床的发展趋势。     

五轴ROTO精度检测与调整

1.摇篮式双转台五轴数控机床的基本结构 与三轴数控机床相比,五轴数控机床具有旋转控制轴,由于旋转控制轴形式与配置的不同,使得五轴联动数控机床的结构形式与种类多种多样。尽管五轴联动数控机床的结构多种多样,但其配置不外乎是三个直线坐标和两个转动坐标的组合。     

中场链接

鲁南机床又有十项新产品通过省级鉴定；杭州机床自主研发七轴五联动数控成形磨床；桂林机床五轴联动龙门铣床通过鉴定；齐重数控装备股份有限公司新产品填补国内空白；沙迪克研出纳米级切削加工机床。     

五轴数控机床几何误差建模方法研究

五轴数控机床是实现工件复杂表面精密加工的重要设备,而机床本身精度是保证加工精度的重要前提。以一台大型五轴数控加工机床为研究对象,分析各项误差,应用多体系统运动学理论,建立移动轴与旋转轴的几何误差数学模型,推导出刀具相对工件坐标系的位置与姿态误差表达式,为误差补偿提供精确数学模型,提高机床加工精度。     

Applying bidirectional kinematics to assembly error analysis for five-axis machine tools with general orthogonal configuration

Since a five-axis machine tool has two more rotary axes and two more degrees of freedom than a three-axis machine tool, it can manufacture a complex surface more efficiently. However, there are more error terms due to the extra axes. Error sources for machine tools include structural error, dynamic error, and static error. The static error, which includes thermal and geometric errors, is the main source of machining inaccuracy in machine tools. Although a large number of studies have been made on geometric errors, the influence of individual error term on volumetric error is seldom discussed. This paper analyzes assembly error that belongs to the category of static error, and the analytic method can be applied to general orthogonal configurations. By adopting the machine tool form-shaping function, the effect of assembly errors on volumetric errors has been investigated. And the error terms that cannot be compensated by driving single control axis have been recognized and explored for general orthogonal configurations.     

数控机床转动轴进给系统轮廓误差分析

在五轴联动数控机床中,转动轴进给系统的动态精度对轮廓误差的影响是不可忽视的。采用不同空间位置上的外形轮廓,对五轴联动数控机床转动轴的联动运动产生的轮廓误差进行分析。在建立转动轴进给系统模型的基础上,利用刀具位置系统到加工系统的转换得到转动轴指令,通过进给系统动态误差模型得到仿真输出指令,再将输出指令从加工系统转换回刀具位置系统,比较刀具位置的偏差,从而得到轮廓误差。找出轮廓误差点与外形轮廓空间位置之间的对应关系,利用这种关系可快速通过轮廓误差来考察转动轴进给系统的动态性能,为机床快速调整和维修提供一种手段。     

Three-dimensional tool radius compensation for multi-axis peripheral milling

Few function about 3D tool radius compensation is applied to generating executable motion control commands in the existing computer numerical control (CNC) systems. Once the tool radius is changed, especially in the case of tool size changing with tool wear in machining, a new NC program has to be recreated. A generic 3D tool radius compensation method for multi-axis peripheral milling in CNC systems is presented. The offset path is calculated by offsetting the tool path along the direction of the offset vector with a given distance. The offset vector is perpendicular to both the tangent vector of the tool path and the orientation vector of the tool axis relative to the workpiece. The orientation vector equations of the tool axis relative to the workpiece are obtained through homogeneous coordinate transformation matrix and forward kinematics of generalized kinematics model of multi-axis machine tools. To avoid cutting into the corner formed by the two adjacent tool paths, the coordinates of offset path at the intersection point have been calculated according to the transition type that is determined by the angle between the two tool path tangent vectors at the corner. Through the verification by the solid cutting simulation software VERICUTwith different tool radiuses on a table-tilting type five-axis machine tool, and by the real machining experiment of machining a soup spoon on a five-axis machine tool with the developed CNC system, the effectiveness of the proposed 3D tool radius compensation method is confirmed. The proposed compensation method can be suitable for all kinds of threeto five-axis machine tools as a general form.     

五轴数控空间刀具半径补偿的实现

深入分析了空间刀具半径补偿矢量的计算方法,对实现该空间刀补矢量到五轴联动数控系统中做了算法的准备和验证,并以UG NX6.0生成的刀位文件(CLSF)为坐标数据来源和五轴联动A/C双转台机床为例,开发了一个专用后置处理软件,并通过在Vericut7.0上模拟和五轴联动机床上实际加工叶片,加工结果说明了该算法的正确性和软件的实用性。     

五轴数控机床加工误差动态修正方法研究

为修正五轴数控机床加工误差,提高五轴数控机床加工质量,提出一种新的五轴数控机床加工误差动态修正方法.构建五轴数控机床加工误差计算模型,获取五轴数控机床加工的刀心方位、刀轴方位轮廓误差;锁定误差方位后,通过五轴数控机床误差的动态实时补偿方法,实现五轴数控机床加工误差动态修正.研究结果表明:所提方法可实现全方位、高效率的五...     

五轴数控机床旋转轴几何误差测量与建模

利用球杆仪对五轴数控机床旋转轴的几何误差进行了测量及建模。在测试中,五轴数控机床采用两个平动轴和一个旋转轴同步运动,球杆仪采用径向、切向和轴向三种测试路径,并在此基础上对其进行几何误差建模。     

基于综合评价体系的五轴数控机床加工性能评价和误差溯源方法

五轴数控机床的加工性能在制造行业一直是研究的热点,基于检验试件切削是常见的测评方法,然而试件和机床之间的映射关系难以确定,出现误差后如何调整精度成为难点。为了科学对其评价,通过仿真平台建立了机床控制系统参数与五轴机床检验试件——S试件加工误差之间的映射关系,引入机床各轴分类评价的隶属度,此基础上开发了误差溯源的综合评价体系,由三坐标测量机得到的S件轮廓误差数据反求出机床的加工性能等级和较差的轴类控制参数,并制订了基于S试件的机床加工精度测评规范,最后通过某五轴AB摆数控机床的切削试验,验证了方法的有效性。该成果有助于解决我国高端制造业长期缺乏机床性能测评的共性技术问题,具有重要的应用前景和经济价值。     

五轴工具磨床通用后置处理研究

数控机床后置处理能将刀位轨迹转换为机床数控加工程序,其先进程度对零件加工质量和效率有重要影响。目前五轴工具磨床后置处理大都专机专用或另外购买专用后置处理模块。通过对五轴工具磨床的结构类型分析,建立通用五轴工具磨床运动模型,并采用机床运动创成函数将砂轮的位姿转换为机床各轴的运动量,从而得到五轴工具磨床通用后置处理方法,提高了五轴工具磨床后置处理算法的通用性。     

五轴数控加工中旋转轴运动引起的非线性误差分析及控制

五轴数控(Computer numerical control,CNC)加工中,刀具路径规划阶段与实际加工阶段对旋转轴运动采用的插补方式存在差异,其中刀具路径规划阶段是根据零件的几何信息进行插补,而实际加工中则根据机床信息进行插补,这种差异将引起原理性加工误差。针对五轴数控加工中旋转轴的运动,分析采用线性插补方式控制两个旋转轴进行加工时刀具姿态变化引起的原理性误差,进一步研究不同加工情况下由此产生的在垂直于走刀方向的平面内的非线性误差。通过分析旋转轴运动过程中线性插补引起的刀轴偏差角,证明刀具在相邻两刀位点运动过程的中间时刻处刀轴偏差角取得最大值,并得到由该最大值的显式表达式,在此基础上分析最大偏差角的影响因素。提出通过限制相邻两刀位点间刀轴夹角来控制此非线性误差的方法,并给出实例验证。