五軸加工(5 Axis Machining)，顧名思義，數控機床加工的一種模式。采用X、Y、Z、A、B、C中任意5個（gè）坐標的線性插補運動，五軸加工所采用的機床（chuáng）通常（cháng）稱為五（wǔ）軸（zhóu）機床或五軸加工中心。可是（shì）你真（zhēn）的了解五軸加工嗎？
五（wǔ）軸技術的發展
幾十年（nián）來，人們（men）普遍認為五（wǔ）軸數控加工技（jì）術是加工連續、平（píng）滑、複雜曲麵（miàn）的******手段。一旦人們在設計、製造（zào）複雜曲麵遇到無法解決的難題（tí），就會求助五軸加工技術。但是。。。
五軸（zhóu）聯動數（shù）控是數控技術中難度（dù）***大、應用範圍（wéi）***廣的技術，它（tā）集計算機控製、高（gāo）性能伺服驅動和精密加工技術於一體，應用於複（fù）雜（zá）曲麵的高效、精密、自（zì）動化加工。國際上（shàng）把五軸聯（lián）動數（shù）控技術作為一個******生產（chǎn）設備自動（dòng）化技術水平的標（biāo）誌。由於其特殊的地位，特別是對於航空、航天、軍（jun1）事工業（yè）的重要影響，以及（jí）技（jì）術上的複雜性，西方工業發達******一直把五（wǔ）軸數控係統作為戰略物資實行出口許可證製度。
與三（sān）軸（zhóu）聯動的數控加工相比，從工藝和（hé）編（biān）程的角度來看，對複雜曲麵采用五軸數控（kòng）加工有以下優點：
（1）提高加工質量和效率
（2）擴大工藝範圍（wéi）
（3）滿足複（fù）合化發展新（xīn）方向
但（dàn）是（shì），哈哈，又但是了。。。五軸數控加工由於幹涉和刀具在加工空間（jiān）的位置（zhì）控製，其數控編程、數控係（xì）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，真實實現真（zhēn）的很難！另外，要（yào）操作（zuò）運用（yòng）好更難！
說到五軸，不得不說一說真假五軸？真假5軸的（de）區別主要在於是否有RTCP功（gōng）能（néng），為此（cǐ），小編專（zhuān）門去查找了這個詞！
RTCP，解釋（shì）一下，Fidia的RTCP是Rotational Tool Center Point的縮寫，字麵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（xīn）轉，也有一些人直譯為旋轉刀具（jù）中心編程，其實這隻是RTCP的結果。PA的RTCP則是Real-time Tool Center Point rotation前幾個單詞的（de）縮寫。海德漢則將類似的所謂升級技術稱（chēng）為TCPM，即Tool Centre Point Management的縮寫，刀具中（zhōng）心點管理（lǐ）。還有的廠家則稱類似技術為TCPC，即Tool Center Point Control的縮（suō）寫，刀具中心點控製。
從Fidia的（de）RTCP的（de）字麵含義看，假（jiǎ）設（shè）以手動方式定點執行（háng）RTCP功能，刀具中心點和刀（dāo）具與工件表麵的實際接觸點將維（wéi）持不變，此時刀具中（zhōng）心點落在刀具與（yǔ）工件表麵實（shí）際接觸點處（chù）的法線上，而（ér）刀（dāo）柄將圍繞刀（dāo）具中心（xīn）點旋轉，對於球頭刀而言，刀具中心點就是數控代碼的目標軌跡點。為了達到讓刀柄在執行（háng）RTCP功能（néng）時能夠單純地圍繞目標軌跡點（即刀具（jù）中心點）旋轉的目的，就必須實（shí）時補償由於刀柄轉（zhuǎn）動所（suǒ）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（dāo）具中心點以及刀具和工件表麵實際接觸點不變的情況，改變刀柄與刀具（jù）和工件表麵實際（jì）接觸（chù）點（diǎn）處的法線（xiàn）之間（jiān）的夾角，起到（dào）發揮球頭刀的***佳切（qiē）削效率，並有效避讓幹涉等（děng）作用。因（yīn）而RTCP似乎更多的是站在刀具中心點（即數控代碼的目標軌跡點）上，處（chù）理旋轉（zhuǎn）坐標的變化。
不具備RTCP的五（wǔ）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，或者刀具換了，就必須重新進行CAM編程和後處理，因而隻能被稱作假五軸（zhóu），國內（nèi）很多（duō）五軸數控機（jī）床和係統都屬於這類假五軸。當然了，人家硬撐著把自己（jǐ）稱作是五軸聯動也無可厚非，但此（假（jiǎ））五（wǔ）軸並非彼（真）五軸（zhóu）！
因（yīn）此也谘詢了行業的專家，簡而言之，真五軸即五軸（zhóu）五聯動，假五軸有可能是五軸三聯動，另外兩軸隻起（qǐ）到定位功（gōng）能！
這是通（tōng）俗（sú）的說法，並不是規範的說法，一般說來，五軸機床分兩種：一種是五軸（zhóu）聯動，即五個軸都可以同時聯動，另外一種是五軸定位加工，實際上是五軸三聯動：即兩個旋轉軸旋轉定位，隻有3個軸可以同時聯動加工，這種俗稱3+2模式的五軸（zhóu）機床，也可以理（lǐ）解為假五軸。
目前五軸數控機床的形式
在5軸加工中心的機械設計上，機床製造（zào）商（shāng）始終堅持不懈地致（zhì）力於開（kāi）發出新的運動模式，以滿足各種（zhǒng）要求。綜合目前市（shì）場上各類五軸機床，雖然其機械結構形式（shì）多種多樣，但是主要有以（yǐ）下（xià）幾種形式：
兩個（gè）轉動坐標（biāo）直接控製刀具軸線的方向（雙擺頭形式）
兩個坐（zuò）標軸在刀具頂端，
目（mù）前公司經營（yíng）項目有: CNC航（háng）空高精密機械零件加工，CNC航空（kōng）高精密（mì）樣機加工、北京（jīng）不（bú）鏽鋼零件加工、各種高精密金屬零件、塑料加工，各種（zhǒng）高精密工裝夾具加工、 小批量研發模型（xíng）樣機加工製作， 真空批量翻模加工製作， 矽膠，橡膠製作，鈑金製作， 鋁合金批量高精密（mì）加工製作（zuò），批（pī）量吸塑製作，產品過uv，產品結構設計，批量噴塗絲印，鐳雕激光打字等等。
但是旋（xuán）轉軸不與直線軸垂直（俯垂型擺頭式（shì））
兩個轉（zhuǎn）動坐標直接控製空間的旋轉（雙轉台形式）
兩個坐標軸（zhóu）在工作台上，
但是旋轉軸（zhóu）不與（yǔ）直線軸垂直（zhí）（俯垂型工作台式）
兩個轉動坐標一個作用在刀具上，
一個作用在工件上（一擺一轉形式）
看過這些結構的（de）五軸機（jī）床，相信我們（men）應該（gāi）明白了五軸機床（chuáng）什麽在運動，怎（zěn）樣運動。
發展五軸數控技術的難點及阻力
大家早已認識到五軸數（shù）控技術的優越性和重要性。但到目前為止，五軸數控技術的應用仍然局限於少數資（zī）金雄厚的部門，並且仍（réng）然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應？
五軸數控編程抽象、操作困難
這是每一個傳統數控編程人員（yuán）都深感頭疼的問題。三軸機床隻有直線坐標軸, 而五軸數（shù）控機床結構形式多樣；同一段NC 代碼（mǎ）可以在不同的（de）三軸數控機床上獲得同樣的加工效果，但某一（yī）種五（wǔ）軸機床的NC代碼卻不能適用於所有類型的五軸機床。數控編程除了直線運動之外（wài）, 還要協調旋轉運動的相關計算，如旋轉角度行程（chéng）檢驗、非線性誤差校核、刀具旋轉運動計算等，處（chù）理的信息量很大，數（shù）控編程極其抽象。
五軸數控加工的操作和（hé）編程技能密切相關，如果用戶為機床增添了特殊功能，則編程和操作會更複雜。隻有反複實踐，編程及操作人（rén）員才能掌握必備的知識和技能。經驗豐富的編程（chéng）、操作人員（yuán）的缺乏，是五軸數控技術普及的一大阻力。
國內許多廠家從國外（wài）購買了五軸數控機床，由於技（jì）術培訓和服務不到位，五軸（zhóu）數控機床固有功能很難實現（xiàn），機床利用率（lǜ）很低，很多（duō）場合還不（bú）如采用三軸機床。
對NC插補控製器、伺服驅動係統要求******嚴格
五軸（zhóu）機床的運動是五個坐標軸運動的合成。旋轉坐標（biāo）的加入，不但加重了插補運算（suàn）的負擔，而且旋轉（zhuǎn）坐標的微小誤差就會大幅度降低（dī）加（jiā）工精度。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（yào）求伺服驅（qū）動係統有很好的動態特性（xìng）和較大（dà）的調速範圍。
五軸數控的NC程序校驗尤為重（chóng）要（yào）
要提高機械（xiè）加工（gōng）效率，迫（pò）切要（yào）求淘汰傳統的試切（qiē）法校驗方式 。在五軸數控加工當中（zhōng），NC 程序的校驗工作也變得******重要， 因為通常采用五軸數控機床加工的工（gōng）件（jiàn）價格******昂貴，而且碰撞是五軸數控加工中（zhōng）的常見問題：刀具切（qiē）入工（gōng）件；刀（dāo）具以極高的速度碰撞到工件；刀具和機床、夾（jiá）具及其他加工範圍內的設備相碰撞；機床上的移（yí）動件和固定件或工（gōng）件相（xiàng）碰（pèng）撞。五（wǔ）軸數控（kòng）中，碰撞很難（nán）預測，校驗程序必（bì）須對機床運動學及控製係統進行綜合分析（xī）。
如果CAM 係統檢測到錯誤，可以立即對刀具軌跡進行處理；但如果在（zài）加工過（guò）程中（zhōng）發現NC 程序錯誤，不能像在三軸數控中那樣直接對刀具軌跡進行修改。在三軸機床上，機床操作者可以（yǐ）直接對刀具半徑等參數進行修改。而在五軸加工中，情況就（jiù）不那麽簡單了，因為刀具尺寸和位置（zhì）的變化對後續旋轉運動軌跡有直接（jiē）影響。
刀具半徑補償
在五軸聯動NC 程序中，刀具長度補償功能仍然有效，而刀（dāo）具半徑補償卻失效了。以圓（yuán）柱銑刀進行（háng）接觸成形銑削時，需要對不同直徑的刀具編（biān）製不同的程序。目前流行（háng）的CNC 係統均無法完成刀具半徑補償，因為（wéi）ISO文件中沒有提供足（zú）夠的數據對刀具位置進行重新計算。用戶在進行數控加工時需要頻繁換刀或調整刀（dāo）具的（de）確切尺寸，按照正常的處理程序，刀具軌跡應送回CAM 係統重新進行計算。從而導致整個加工過程（chéng）效率******低（dī）下（xià）。
針對這個問題, 挪威（wēi）研究人員正在開（kāi）發一種臨時解（jiě）決方（fāng）案, 叫（jiào）做LCOPS(Low Cost Optimized ProductionStrategy , 低（dī）耗***優生產策（cè）略)。刀具軌跡修正所需數（shù）據由CNC 應用程序（xù）輸送到CAM 係統，並將計算所得刀具軌跡直接（jiē）送往控製器。LCOPS 需要第三方提供CAM 軟（ruǎn）件（jiàn），能夠直接連（lián）接到CNC 機（jī）床，其間傳送的（de）是CAM 係統文件而不是ISO 代碼。對這個問題的***終解決方案，有賴於引入新一代CNC 控製係（xì）統（tǒng），該係統能夠識（shí）別通用格式的工件模型（xíng）文件(如（rú）STEP 等)或CAD 係統文件。
後置處理器
五軸機床（chuáng）和三軸機床不同（tóng）之處在於它還有兩個旋轉坐標，刀具位置從工件坐標係向（xiàng）機床坐標係轉換，中間要經過幾（jǐ）次坐標變換。利用市場上流行的後置處理器生成（chéng）器，隻需輸入機床的（de）基本參數，就能夠產生三軸數控機（jī）床的後置（zhì）處理器（qì）。而針對五軸數控機床，目前隻有一（yī）些經過改良的後（hòu）置處理器。五（wǔ）軸數控（kòng）機床的後（hòu）置處理器（qì）還有待進一步開發。
三軸聯動（dòng）時，刀具的軌跡中不必考慮工（gōng）件原（yuán）點在機床工作台的位置，後置處理器能夠自動處理工件坐標係和機（jī）床（chuáng）坐標係的（de）關係。對於五軸（zhóu）聯動，例如在（zài）X、Y、Z、B、C 五軸聯動的（de）臥（wò）式銑床（chuáng）上加工時, 工件在C 轉（zhuǎn）台（tái）上位置尺寸（cùn）以及B 、C 轉台相互之間的位置尺寸，產生刀具軌跡時都必須加以考慮（lǜ）。工人通常在（zài）裝夾工件時要耗費大量時間來處理這些位置關係。如果後置處理器能處理這些數據，工件的安裝和刀具（jù）軌跡的處理都（dōu）會大大簡化；隻需（xū）將工件裝夾（jiá）在工作台上，測量工件坐標係的位置和（hé）方（fāng）向，將這些數據輸入到後置處理器，對刀具軌（guǐ）跡進行後置處理即可得到適當的NC 程（chéng）序。
非線性誤差和奇異性問題
由於旋轉坐（zuò）標的引入，五軸數控機床的運動學比三軸機（jī）床要複雜得多。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（wù）差，可以通過縮小步距加以控製。在前置計算（suàn）階段，編程者無法得知非線性誤（wù）差的大小，隻有通過後置處理器生成機床程序後（hòu），非線性誤差才有可能計算出來。刀（dāo）具軌跡線性（xìng）化（huà）可（kě）以解決這個問題。有些控製係（xì）統能夠（gòu）在加工的同時（shí）對刀具軌跡進行線性化處理，但通（tōng）常（cháng）是在後置處理器中（zhōng）進行線性化處理。
旋轉軸引起的另一（yī）個問題是奇異性。如果奇異點處在旋轉軸的極限位置處，則在奇異點附（fù）近若有很（hěn）小振蕩都會導致旋轉（zhuǎn）軸的180°翻轉，這種情況相當危險。
對CAD/ CAM係統的要求
對五麵體加工的操作, 用（yòng）戶必須借助於成（chéng）熟的CAD/CAM 係統，並且（qiě）必須要有經驗豐富的編程人員來對CAD/CAM 係統進行操作。
購置機床的大量投資
以前五（wǔ）軸機（jī）床和三軸機（jī）床之間的價格懸殊很大。現在，三軸機床附加一個旋轉軸基本上就是普通三軸（zhóu）機（jī）床的價格，這種機床可以實現多軸機床的功（gōng）能。同時，五軸機床的價格也僅僅比三軸機（jī）床的價格高（gāo）出30%～ 50%。
除了機床本身的投資之外，還必須對CAD/CAM係統軟件和（hé）後置（zhì）處（chù）理器進行升（shēng）級，使之適應五軸加工的要求；必須對校驗程序進行（háng）升級（jí），使之能夠對整個機床進行仿真處（chù）理。
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