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 湖南翰智自動(dòng)化設(shè)備有限公司致力于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、工程配套和系統(tǒng)集成，擁有豐富的自動(dòng)化產(chǎn)品的應(yīng)用和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)以及雄厚的技術(shù)力量。*銷(xiāo)售西門(mén)子S7-200PLC/S7-200CPU/S7-300PLC/S7-300CPU/S7-400PLC/S7-400CPU/S7-1200PLC/S7-1200CPU/西門(mén)子觸摸屏/西門(mén)子SITOP電源/西門(mén)子LOGO/西門(mén)子MM420變頻器/

具有五軸功能的數(shù)控機(jī)床可以以多種姿態(tài)實(shí)現(xiàn)工件與*間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，一方面可以保持*更好的加工姿 態(tài)，避免*中心極低的切削速度，也可以避免*和工件、卡具間的干涉，實(shí)現(xiàn)有限行程內(nèi)更大加工范圍。 五軸功能也是衡量數(shù)控系統(tǒng)能力的重要指標(biāo)。

工件坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)對(duì)于具有轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)的五軸機(jī)床，工件與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)固結(jié)，即工件坐標(biāo)系（WCS）與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)固結(jié)。當(dāng)工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)后，工件坐標(biāo)系（WCS）必須相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)。此后工件坐標(biāo)系的X,Y,Z與原機(jī)床坐標(biāo)系(MCS)XYZ方向不再*，五軸插補(bǔ)算法需要隨時(shí)自動(dòng)完成工件坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)，保證正確的*運(yùn)行軌跡，如下圖所示。

隨轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)的WCSta-layout="blockcenter" style="margin: 0px auto 10px; position: relative; float: none; clear: both; text-indent: 0px; width: 220px; padding-bottom: 3px; padding-left: 20px; ">ta_ue_src="http://himg.china.cn/0/4_452_21862_220_146.jpg" style="border: 0px; display: block; " alt="" />

RTCP

五軸加工中，不論是*旋轉(zhuǎn)還是轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)，都使刀尖點(diǎn)產(chǎn)生了XYZ的附加運(yùn)動(dòng)。五軸數(shù)控系統(tǒng)可以自動(dòng)對(duì)這些轉(zhuǎn)動(dòng)和擺動(dòng)產(chǎn)生的工件與刀尖點(diǎn)間產(chǎn)生的位移進(jìn)行補(bǔ)償，稱(chēng)之為RTCP（圍繞刀尖點(diǎn)旋轉(zhuǎn)）控制功能。例如，大連光洋的GNC61采用G203起動(dòng)該功能；在西門(mén)子840D中，使用TRAORI開(kāi)啟RTCP；海德漢TNC530中，使用M128開(kāi)啟RTCP。這樣用戶(hù)可以在五軸機(jī)床上，如同3坐標(biāo)一樣的編程，可以適時(shí)加入調(diào)整*與工件間姿態(tài)調(diào)整的旋轉(zhuǎn)指令，而不需要考慮這些旋轉(zhuǎn)指令帶來(lái)的附加運(yùn)動(dòng)。

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*矢量編程

五軸編程中，*采用*相對(duì)于工件坐標(biāo)系（WCS）的姿態(tài)矢量來(lái)表達(dá)工件與*的姿態(tài)關(guān)系。這樣處理的結(jié)果是用戶(hù)不必考慮五軸機(jī)床的具體類(lèi)型和結(jié)構(gòu)，相同的工件程序可以在不同類(lèi)型的五軸機(jī)床上加工，所有與機(jī)床結(jié)構(gòu)相關(guān)的坐標(biāo)處理*由五軸數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)完成。

ta-layout="blockcenter" style="margin: 0px auto 10px; position: relative; float: none; clear: both; text-indent: 0px; width: 220px; padding-bottom: 3px; padding-left: 20px; ">ta_ue_src="http://himg.china.cn/0/4_453_22010_220_118.jpg" style="border: 0px; display: block; " alt="" />

例如，840D采用（A3，B3，C3）來(lái)表達(dá)*矢量；大連光洋的GNC61采用（VX，VY，VZ）表示*在WCS下刀尖點(diǎn)指向控制點(diǎn)的姿態(tài)，對(duì)（VX，VY，VZ）向量長(zhǎng)度無(wú)特殊要求。

五軸斜面加工

據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界范圍內(nèi)，五軸機(jī)床真正用于五軸聯(lián)動(dòng)加工僅占5%，

ta-layout="right" style="margin: 0px 0px 10px; position: relative; float: right; clear: right; text-indent: 0px; width: 200px; padding-bottom: 3px; padding-left: 20px; ">ta_ue_src="http://himg.china.cn/0/4_805_22014_201_220.jpg" style="border: 0px; display: block; " alt="" />

如葉輪、葉片、航空結(jié)構(gòu)件等特殊零件；73% 用于五軸定向加工，如V型發(fā)動(dòng)機(jī)缸體、模具制造等；五面體加工占22%[1]，例如機(jī)床上的箱體結(jié)構(gòu)零件。

840D中采用frames的概念，描述空間斜面和坐標(biāo)系。

TNC530中采用PLANE功能定義加工作業(yè)斜面。例如：采用空間角定義斜面：

N50 plane spatial spa+27 spb+0 spc+45 ... 空間角A：旋轉(zhuǎn)角SPA是圍繞機(jī)床固定X軸旋轉(zhuǎn)；空間角B：旋轉(zhuǎn)角SPB是圍繞機(jī)床固定Y軸旋轉(zhuǎn)；空間角C：旋轉(zhuǎn)角SPC是圍繞機(jī)床固定Z軸旋轉(zhuǎn)。除了空間角定義外，TNC530還支持投影角、歐拉角、三點(diǎn)等多種空間斜面定義。

ta-layout="right" style="margin: 0px 0px 10px; position: relative; float: right; clear: right; text-indent: 0px; width: 210px; padding-bottom: 3px; padding-left: 20px; ">ta_ue_src="http://himg.china.cn/0/4_196_21816_210_174.jpg" style="border: 0px; display: block; " alt="" />

GNC61在工件坐標(biāo)系WCS下，設(shè)有G92坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系負(fù)責(zé)對(duì)其上的用戶(hù)定義的坐標(biāo)系整體偏移， 可以用來(lái)表達(dá)卡具的基準(zhǔn)。在G92坐標(biāo)系內(nèi)，用戶(hù)可以定義G54, G55, G56, G57, G58, G59坐標(biāo)系，可以用來(lái)表達(dá)同一卡具基準(zhǔn)下的多個(gè)工件各自的坐標(biāo)系。GNC61設(shè)計(jì)了程序局部坐標(biāo)系G52，該坐標(biāo)系位于G54-G59下，可以任意旋轉(zhuǎn)傾斜。在設(shè)定的加工程序中有效，一旦新加載程序，G52會(huì)自動(dòng)清0。GNC61支持用戶(hù)在程序中直接定義G52（空間角）來(lái)一個(gè)傾斜的坐標(biāo)系。此外GNC61還提供其他傾斜的坐標(biāo)系定義的內(nèi)建函數(shù)，包括：SG52_EULER，通過(guò)歐拉角的方式來(lái)G52旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系；；SG52_2VEC，通過(guò)使用兩個(gè)矢量來(lái)定義加工面；SG52_3PT，通過(guò)三點(diǎn)的方式來(lái)G52旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系。

ta-layout="right" style="margin: 0px 0px 10px; position: relative; float: right; clear: right; text-indent: 0px; width: 220px; padding-bottom: 3px; padding-left: 20px; ">ta_ue_src="http://himg.china.cn/0/4_361_21716_220_199.jpg" style="border: 0px; display: block; " alt="" />

此外在定義斜面的基礎(chǔ)上，五軸數(shù)控系 統(tǒng)還需要支持*自動(dòng)定向到垂直于斜面的姿態(tài)。海德漢的TNC530有3種處理方式MOVE、TRUN、STAY。其MOVE模式在開(kāi)啟RTCP的情況下，實(shí)現(xiàn)*自動(dòng)定向，即保持刀尖點(diǎn)不動(dòng)；TRUN模式下*自動(dòng)定向，但不開(kāi)啟RTCP，即*只擺動(dòng)，不進(jìn)行RTCP補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)；STAY則表示不產(chǎn)生任何運(yùn)動(dòng)，但相應(yīng)的所需的運(yùn)動(dòng)量被系統(tǒng)變量保存。大連光洋GNC61在自動(dòng)加工模式下，GNC61支持兩種自動(dòng)*定向指令：G200*自動(dòng)垂直斜面非RTCP；G201 *自動(dòng)垂直斜面帶RTCP。

dent: 0px; width: 176px; padding-bottom: 3px; padding-left: 20px; ">ta_ue_src="http://himg.china.cn/0/4_730_21528_176_220.jpg" style="border: 0px; display: block; " alt="" />

五軸插補(bǔ)

通常在默認(rèn)狀態(tài)下所謂五軸數(shù)控系統(tǒng)采用五軸直線插補(bǔ)，

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即將ABC增量等同直線增量進(jìn)行插補(bǔ)。不論是否開(kāi)啟RTCP五軸直線插補(bǔ)在都沒(méi)有直接約束*的側(cè)刃，可能造成側(cè)刃形成的零件尺寸和形貌不符合要求。為此，數(shù)控廠商往往還支持其他約束側(cè)刃的特殊的五軸插補(bǔ)。

5.1平面刀矢插補(bǔ)

在沖裁模具中，存在大量側(cè)壁保持平面的要求；航 空薄壁結(jié)構(gòu)件也存在大量側(cè)壁傾斜要求的型腔銑削加工；焊接零件焊接坡口也有銑傾斜面的要求。840D提供ORIVECT，以及GNC61的G213都是上述功能。通常該功能自動(dòng)啟動(dòng)RTCP。

5.2雙樣條約束插補(bǔ)

即刀尖點(diǎn)的樣條曲線，再另一條約束*的樣條曲線，數(shù)控系統(tǒng)將完成兩樣條曲線約束的直紋面的插補(bǔ)。840D提供ORICURVE，以及GNC61提供的G6.3X都實(shí)現(xiàn)上述功能。

5.3圓錐插補(bǔ)

*矢量沿特定圓錐表面運(yùn)行。

該插補(bǔ)功能適合加工圓錐及空間斜面間圓錐過(guò)渡曲面。840D提供的ORICONCWORICONCCWORICONIOORICONTO即完成上述功能。

空間*半徑補(bǔ)償

對(duì)于五軸加工，RTCP起到了*長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)淖饔谩６遢S的*半徑的補(bǔ)償可以在不修改五軸加工程序中工件表面坐標(biāo)點(diǎn)的情況下，調(diào)整各種類(lèi)型的*，均能保證工件表面形狀的正確。在FANUC級(jí)的30i系列數(shù)控系統(tǒng)和西門(mén)子的840D系統(tǒng)都支持上述功能。

ta-layout="blockcenter" style="margin: 0px auto 10px; position: relative; float: none; clear: both; text-indent: 0px; width: 250px; padding-bottom: 3px; padding-left: 20px; ">

五軸速度平滑

在五軸加工中，由于開(kāi)啟RTCP，以及各種特殊的五 軸算法，例如平面矢量插補(bǔ)、雙樣條約束插補(bǔ)等，都可能造成各直線進(jìn)給軸速度的波動(dòng)，這些波動(dòng)有時(shí)會(huì)造成機(jī)床振動(dòng)，影響零件表面加工質(zhì)量，超過(guò)機(jī)床允許范圍。為此五軸數(shù)控系統(tǒng)需要對(duì)各軸速度進(jìn)行平滑調(diào)整。目前FANUC級(jí)的30i系列數(shù)控系統(tǒng)和西門(mén)子的840D系統(tǒng)都支持上述功能。

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?：吳（銷(xiāo)售工程師）

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西門(mén)子連接電纜6ES7368-3BF01-0AA0西門(mén)子連接電纜6ES7368-3BF01-0AA0