五軸加工(5 Axis Machining)，顧名（míng）思義，數（shù）控機床加工的一種模式。采用X、Y、Z、A、B、C中任意5個（gè）坐（zuò）標的線性插（chā）補運（yùn）動，五（wǔ）軸加工所采用的機床通常稱為五軸機床或五軸加工（gōng）中心。可（kě）是你真的了解五軸加工嗎？
五軸技術的發展
幾十年來，人們普遍認為五（wǔ）軸數控（kòng）加工技（jì）術（shù）是加工（gōng）連續、平滑、複雜曲麵的******手段。一旦人們在（zài）設計、製造複（fù）雜曲（qǔ）麵遇到無法解決的（de）難（nán）題，就會求助五軸加工技術。但是。。。
五軸（zhóu）聯動數控（kòng）是數控（kòng）技術（shù）中難度***大、應用範圍***廣的技術，它集計算機控製、高性能伺服驅動和精密加（jiā）工技術於（yú）一體，應（yīng）用於複雜曲（qǔ）麵（miàn）的高效、精密、自動化加工。國際上把五軸聯動數控技術作（zuò）為一個******生產設備自動化（huà）技術水平的（de）標誌。由於其特（tè）殊的地位，特別是對於航空、航（háng）天、軍事工業的重要影響，以（yǐ）及技術上的複雜性，西方工業發（fā）達******一直把五軸數控（kòng）係統（tǒng）作為戰略物資實行出口許可證製（zhì）度。
與三軸聯（lián）動的數控加工相比，從工藝和編程的角（jiǎo）度來看，對複雜（zá）曲麵采用五（wǔ）軸（zhóu）數控加工（gōng）有以下優點：
（1）提高（gāo）加工（gōng）質量和（hé）效率
（2）擴大工藝範圍
（3）滿足（zú）複（fù）合化發展新方向
但是，哈哈，又但是了。。。五（wǔ）軸數控加工由於幹涉（shè）和刀（dāo）具在加工空間的（de）位置控製，其數（shù）控編程（chéng）、數控係統和機床結構遠比三軸機床複雜得多。所以，五軸說起來容易，真（zhēn）實實現真的很難！另外，要（yào）操作運用（yòng）好（hǎo）更難！
說到（dào）五軸，不（bú）得不說一說真假五軸？真假5軸的區別主要在於是否有RTCP功能，為此，小編專門去查找（zhǎo）了這個詞！
RTCP，解釋一下，Fidia的RTCP是Rotational Tool Center Point的縮寫，字麵（miàn）意思是旋轉刀具中心，業內往往會稍加轉義為圍繞刀具中心轉，也有一些人直（zhí）譯（yì）為旋轉刀具中心編程，其實這隻是RTCP的結果。PA的RTCP則是Real-time Tool Center Point rotation前（qián）幾個單（dān）詞的縮寫。海德漢則將類似的所謂升級（jí）技術稱為TCPM，即Tool Centre Point Management的縮寫，刀具中心點管理。還有的廠家則稱類似技術為TCPC，即（jí）Tool Center Point Control的縮寫，刀具中心點控製。
從Fidia的（de）RTCP的（de）字麵含（hán）義看，假設（shè）以手動方式定點執行（háng）RTCP功能，刀（dāo）具中心點和刀具與工件表麵的實際接觸點將維持不（bú）變，此時刀具中心點落在刀具與工件表麵實際接觸點處的法線上，而刀柄將圍繞（rào）刀具（jù）中心點（diǎn）旋轉，對於球頭刀而言，刀具中心點就是數控代碼的目標軌跡點。為了達到（dào）讓刀柄在執行RTCP功（gōng）能時能夠單純地圍繞目（mù）標軌跡點（即（jí）刀具中心點）旋轉的目的，就（jiù）必須實時補償由於（yú）刀柄轉動所造成的刀具中心點各直線坐標的偏移，這樣才能夠在保持刀具中心點以及刀具和工（gōng）件表麵實際接觸點不變（biàn）的情（qíng）況，改變刀柄與刀（dāo）具和工件表麵實際接觸點處（chù）的法線之間的夾角（jiǎo），起到發（fā）揮球頭刀的***佳切削效率（lǜ），並有效避讓幹涉（shè）等（děng）作用。因而RTCP似乎更（gèng）多的是站在刀具中心點（diǎn）（即數控代（dài）碼（mǎ）的目標軌跡（jì）點）上，處理旋轉坐標的變化。
不具備（bèi）RTCP的五軸機床和數控係統必須依靠CAM編程和後處理，事先規劃好刀路，同樣一個零件，機床換了，或者（zhě）刀具換了，就必須重新進行CAM編程和（hé）後處（chù）理，因而隻能被（bèi）稱作假五軸，國內很多五（wǔ）軸數控機床和係（xì）統都屬於這（zhè）類假五軸。當然了，人家硬撐著把自己稱作是五軸聯動也無可厚（hòu）非，但此（假）五軸（zhóu）並非彼（真）五軸！
因此也谘詢了（le）行業的專家，簡而言之，真五軸（zhóu）即五（wǔ）軸五聯動，假五軸有可能是五軸三聯動，另外（wài）兩軸隻起到定位功能！
這是（shì）通俗的說法，並不是（shì）規範的說法，一般說來，五軸（zhóu）機床分（fèn）兩（liǎng）種：一種是五軸（zhóu）聯動，即五個軸都可以同時聯動，另外一種是五軸（zhóu）定位加工，實際上是五軸三聯動：即兩（liǎng）個旋轉軸（zhóu）旋轉定位，隻有3個軸可以同時聯動加工，這種俗稱3+2模式的五軸機床，也可（kě）以理解為假五軸。
目前五軸數控機床的形式
在5軸加工中心（xīn）的機械設計上，機床製造商始終堅持不懈地致力（lì）於開發出新的運動模式，以滿足各種要求。綜合目前市場上各類五軸機床，雖然其機械結構形式多種多樣，但是主要有以下幾種形式（shì）：
兩個轉動坐標直接控製（zhì）刀具軸線的方向（雙擺（bǎi）頭形式）
兩個坐標軸在刀（dāo）具頂端，
目前公司（sī）經營項目有: CNC航空高精密機械零件加工，CNC航空高（gāo）精（jīng）密樣機（jī）加工、北京（jīng）不鏽鋼零件加工、各種高精密金屬零件、塑料加（jiā）工，各種高精密工裝夾具加工、 小批量研發模型樣機加工製作， 真空批量（liàng）翻模加工製作， 矽膠，橡膠製作，鈑金製作， 鋁合金批量高精密加工製作，批量吸塑製作，產品過uv，產品結構設計（jì），批量噴塗絲印，鐳雕激光打字等等。
但是旋轉軸不與直線軸垂（chuí）直（俯垂型（xíng）擺（bǎi）頭式）
兩個轉動坐標直接控製空間的（de）旋轉（雙轉台形式）
兩個坐標軸在（zài）工作台上，
但是旋轉軸不與直線軸垂直（俯（fǔ）垂型工作台式）
兩個轉動坐標一個作用在刀具上，
一個（gè）作用在工件上（一擺一轉形式）
看過這（zhè）些結構的五（wǔ）軸機床，相信我們應該明白了五軸機床什麽在運動，怎樣運（yùn）動。
發展五軸數控技術的難點及阻力
大家早已認識到五軸數控技術的優越性和重要性。但到（dào）目前為止，五軸數控技術的應用仍然局限於少數資金雄厚的部門，並（bìng）且仍然（rán）存在尚未解決的難題。
下麵收集了一些難點和阻力，看是否跟您的情況對（duì）應？
五（wǔ）軸數控編程抽象、操作困難（nán）
這是每一個傳統數控編程人員都深感頭疼的問題。三軸機床隻有直線坐標軸, 而五軸數控機床結構形式多（duō）樣；同一段NC 代碼可以在不同的三軸數控機床上獲得同（tóng）樣的加（jiā）工（gōng）效果，但某一種五軸機床的（de）NC代碼卻不能（néng）適用於所有類型的五軸（zhóu）機床。數控（kòng）編（biān）程除了直線運動之外（wài）, 還要（yào）協調旋轉運動（dòng）的相關計算，如旋轉（zhuǎn）角度行程檢驗、非線性誤（wù）差校核、刀具旋轉運動計算等，處理的信（xìn）息（xī）量很大，數控編程極其抽（chōu）象。
五（wǔ）軸數控加工的操作和編程技能密切相關，如果用戶（hù）為機（jī）床增添了特殊（shū）功能，則編程和操作會更複雜。隻（zhī）有反複實踐，編程及操作人員才能掌握必備的知識和技能。經驗豐富的編程（chéng）、操作（zuò）人員的（de）缺乏，是五軸數控技（jì）術普及的一大阻力。
國內許多廠（chǎng）家從國外購買了五軸數控機床，由於技術（shù）培（péi）訓和服務不到（dào）位，五軸數控機床固有功能很難（nán）實現，機床利用率（lǜ）很低，很多場合還不如采用三軸機（jī）床。
對NC插補控製器（qì）、伺服（fú）驅動係統要求******嚴（yán）格
五軸機床的運動是五個坐標軸（zhóu）運（yùn）動的合成。旋轉坐標的加入，不但加重（chóng）了插補運算的負擔，而且（qiě）旋轉（zhuǎn）坐標的微小誤差就會大幅度降低加工精度（dù）。因此，要求控製器有更高的運算精（jīng）度。
五軸機床的運動特性要求伺（sì）服驅（qū）動係統有很好的動態特性和較（jiào）大的調速範圍。
五軸數控的NC程序校驗（yàn）尤（yóu）為重要
要提高機械加工效率，迫切要求淘汰傳統的（de）試切法（fǎ）校（xiào）驗方式 。在五軸數控加工當中，NC 程序的校驗工作也變得******重要， 因為通常采用五軸數控機（jī）床加工的（de）工件價格******昂貴（guì），而且碰撞是五軸數控加（jiā）工中的常見問題：刀具切入工件（jiàn）；刀具以極高的（de）速度（dù）碰撞到工件；刀具和機床、夾具及其他加工範（fàn）圍內的設備相碰撞（zhuàng）；機床（chuáng）上的移動（dòng）件和固（gù）定件或工件（jiàn）相碰撞。五軸數控中，碰撞很難預（yù）測，校驗程序（xù）必須對機床（chuáng）運動學及控製係統進行（háng）綜合分析。
如果CAM 係統檢測到錯誤，可以立即對（duì）刀具軌跡進行處理；但如（rú）果在加工過程（chéng）中發現NC 程序錯誤，不能（néng）像在三軸（zhóu）數控中那樣直接對刀具軌跡（jì）進行修改。在三軸機床上，機床操作（zuò）者可以直接對刀具（jù）半徑等參數進行修改（gǎi）。而在五（wǔ）軸（zhóu）加工中，情況（kuàng）就不那麽簡單了，因為刀具尺寸和位（wèi）置的變化對後續旋（xuán）轉運動軌跡有直接影響。
刀（dāo）具半徑補償
在五軸聯動NC 程序中，刀具長度（dù）補償功能仍然有效，而刀具半徑補償（cháng）卻失效了（le）。以（yǐ）圓柱銑刀進行接觸成形銑削時，需要（yào）對不同直（zhí）徑的（de）刀具編製不同的程序。目（mù）前流行的CNC 係統均無法完成刀具半徑補償，因為ISO文件中（zhōng）沒有提供足夠的數據對刀具位置進行重新計算（suàn）。用戶在進行數控加工時需要頻繁換刀或調整刀具的確切尺寸，按照正常（cháng）的處理程序，刀具軌跡應送回CAM 係統重新進行計算。從而導致整（zhěng）個加（jiā）工過程效率******低下。
針對這個問題, 挪威研究人員正在開發一種臨時解決方案, 叫做LCOPS(Low Cost Optimized ProductionStrategy , 低耗***優（yōu）生產策略)。刀具軌跡修（xiū）正所需數據由CNC 應用（yòng）程序輸送到（dào）CAM 係統，並將計算所得刀具軌跡直接送往控製器。LCOPS 需要第三方提供CAM 軟件，能夠直接連接到CNC 機床，其間傳送的是CAM 係（xì）統文件（jiàn）而不是ISO 代（dài）碼。對這個問題的***終解決（jué）方案（àn），有賴於引入（rù）新一（yī）代CNC 控製（zhì）係統，該（gāi）係統能夠識別通用格式的工件模型（xíng）文件(如STEP 等)或CAD 係統文（wén）件。
後置處理器
五軸機（jī）床和三軸機床不同之（zhī）處在於它（tā）還有兩個旋轉坐（zuò）標，刀具位置從工件坐標係向機床坐標係轉換，中間要經過幾次坐標變換。利用市場上流行的後置處理器（qì）生成器，隻需輸入機床的基本參（cān）數（shù），就能夠（gòu）產生三軸數控機床的後置（zhì）處理器。而（ér）針對五（wǔ）軸數控機床，目前隻有（yǒu）一些經過改良的後置處理器。五軸數控機床的後置處理器（qì）還有待（dài）進一步開發。
三軸（zhóu）聯動時，刀具的軌跡中不必（bì）考慮工件原點在機床工作（zuò）台的位置，後置處（chù）理器能夠自動處理工件坐標係和機（jī）床坐標係的關係。對於五軸（zhóu）聯動，例如在X、Y、Z、B、C 五軸聯動的臥式銑床上加工時, 工件在C 轉台上位置（zhì）尺寸以及B 、C 轉台相互之間（jiān）的位置尺寸，產（chǎn）生刀具軌跡時都必須加以考（kǎo）慮。工人（rén）通常在裝（zhuāng）夾工件時要耗費大量時（shí）間來處理這（zhè）些位置關係。如果後置處理器能處理這些數據，工件的安裝（zhuāng）和刀具軌跡的處理都（dōu）會大（dà）大簡化；隻需將工件裝夾在工作台上，測量（liàng）工件坐標係的位置和方向，將這些（xiē）數據輸入到後置處理（lǐ）器，對刀具軌跡進（jìn）行（háng）後置處理即可得到適當的NC 程序。
非線性誤差和奇異性問題
由於旋轉坐標的引入，五軸數控機床的運動學比三軸機床要複雜（zá）得多。和旋轉有關的******個問題是非線性誤差。非線性誤差應歸屬於編（biān）程誤差，可以通過縮小（xiǎo）步距加以控製。在前置計算階段，編程者無法得知非線性誤差的大小，隻有通過（guò）後置處理器生成機床程序後，非線性誤差才有（yǒu）可能計算（suàn）出來。刀具軌（guǐ）跡線性化可以解決這個問題。有些控製係統能夠在加工的同（tóng）時對（duì）刀具軌跡（jì）進行線性化處理，但通常是（shì）在後置處理器中進行（háng）線性化處理。
旋轉軸引起的另一個問題是奇異性。如果奇異點處在旋轉（zhuǎn）軸的極限位置處，則在奇異點附近若有（yǒu）很小振蕩都會導致旋（xuán）轉軸的180°翻轉，這種情況相當危險。
對CAD/ CAM係統的要求
對五麵體加工的（de）操作, 用戶必須借助於成熟的CAD/CAM 係統，並（bìng）且必須要有經驗豐富的（de）編程人（rén）員來對CAD/CAM 係統進行操作。
購置機床的大量投（tóu）資
以前五（wǔ）軸機床和三（sān）軸機床之（zhī）間的價格懸（xuán）殊很大。現在，三軸機床附加一個旋轉軸基本（běn）上就是普通三軸機床的價格，這（zhè）種（zhǒng）機床可以實現（xiàn）多（duō）軸機床的功能。同時，五軸機床的價格也僅僅比三軸機床（chuáng）的價格高出30%～ 50%。
除了機（jī）床本身的投（tóu）資之外，還必須（xū）對CAD/CAM係統軟件和後置處理器進行升級，使之適應五軸加工的要求；必（bì）須對校驗程序進行升級，使之（zhī）能夠（gòu）對整個機床進（jìn）行仿真處（chù）理（lǐ）。
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