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五轴机床加工一个埃菲尔铁塔,五轴机床编程与机床为啥那么牛？
五轴机床加工一个埃菲尔铁塔
果然非同一般，编程与机床都很牛
机床是一个国家制造业水平的象征，而代表机床最高境界的是五轴联动数控机床。五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高、专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业有着举足轻重的影响力。 目前，五轴联动数控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等等加工的唯一手段。
什么是五轴加工？
五轴加工，顾名思义是数控机床加工的一种模式，是x、y、z三个移动轴再加上任意两个旋转轴，被认为是叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等加工的唯一手段。而五轴机床也称作五轴加工中心，可以不改变工件在机床上的位置而对工件的不同侧面进行加工，可大大提高棱柱形零件的加工效率。
除了X、Y、Z轴，还有一个旋转轴和一个摆动轴。旋转轴可以是A轴也可以是B或C轴，旋转轴是可以360度旋转的，摆动轴是除了旋转轴已定义后的（如A轴），剩下的两个轴当中的一个（如B或C），摆动轴只能在一定的角度内进行摆动（如正负90度）而不能360度旋转。
像五轴卧式加工中心，5轴复合加工中心等等。绕X旋转的轴称为A轴，绕Y和Z轴旋转的轴称为B和C轴。
五轴联动加工中心有高效率、高精度的特点，工件一次装夹就可完成五面体的加工。若配以五轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工，更能够适应像汽车零部件、飞机结构件等现代模具的加工。
立式五轴加工中心的回转轴有两种方式，一种是工作台回转轴，设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A轴，A轴一般工作范围+30度至-120度。
五轴机床机械结构形式多种多样，但主要有以下几种形式：
相较于传统的三轴机床，五轴机床具有改善切削条件、避免刀具干涉、一次装夹、提高加工质量和效率、简化生产管理、缩短新产品研发周期等众多优势。
由于五轴机床系统价格昂贵，加之NC程序制作较难，使其难以“平民”化应用，但随着计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)系统取得了突破性发展，国产五轴机床取得了突破性发展。
真假五轴
一台数控机床有五个联动轴并不能就此简单地称之为五轴机床，同样，一套数控系统能控五个轴，也不能就此声称为五轴数控系统。
判断其是否是真正的五轴机床和五轴数控系统，首先必须看其是否具备RTCP功能。
RTCP，即Rotational Tool Center Point的缩写，字面意思是“旋转刀具中心”。RTCP具有以下特点：
1.针对刀具的实际切削点执行进给控制；
2.针对五个轴的前瞻控制；
3.可处理垂直、倾斜和存在偏心的铣头；
4.“虚拟主轴”：将某个轴定向到刀具轴线上执行钻削和回退操作；
5.针对五轴的坐标旋转和（或）坐标变换；
6.参考坐标系（G194）的旋转：应用于加工程序以及那些来自JOG或手轮的运动。
没有RTCP功能的机床，其插补运算对象是刀具旋转中心，即刀轴点，而开启了RTCP功能的机床，则变成了刀尖点，其加工效果区别如下图所示：
高性能脉冲运动控制卡在视觉点胶、轮廓扫描上的应用。
RTCP的标定
机械部件加工和装配，使得旋转轴与理论设计存在偏差。例如，理论上，双转台五轴机床的两个旋转轴通常设计成相交且垂直，之间不存在空间距离，但是在实际中，不一定相交，也不一定垂直。
RTCP参数是描述五轴机床两个旋转轴相对位置的结构参数，五轴结构参数测量精度直接决定了 RTCP 功能的好坏，从而影响刀具中心点定位精度，因此五轴机床结构参数精密测量意义重大。
传统手工测量存在如下缺陷及局限性：
（1）难以测量两个旋转轴的轴线方向，默认两轴线与相应坐标轴平行且相互正交，这是手工测量方法的前提。但是在实际中，两轴线不一定与坐标轴平行，也不一定相互正交，此测量前提是无法保证的，这样便会带来测量误差。
（2）双转台RTCP 结构参数测量时，要求主动轴能在正向或者负向旋转 90°，并非所有机床具备这个角度行程。
（3）操作步骤繁琐，自动化程度低，测量结果好坏往往与机床测试人员经验有很大关系。
为解决手工测量精度缺陷和使用局限性，最大限度实现测量的自动化和统一化，实现旋转刀具中心点精确控制，高性能轨迹运动控制卡ADT-09系列开发了一种RTCP拟合标定算法，通过测量模块中数据处理，能精确计算旋转轴轴线方向和偏移，改变了手动无法测量回转轴线方向和测量结果精度不足的局限，实现旋转刀具中心点的精确控制。
ADT-09系列的RTCP模型也支持非正交的五轴机床结构，支持旋转轴线任意方向、两旋转轴轴线正交与非正交、相交与异面的各种情况。
高性能脉冲运动控制卡在视觉点胶、轮廓扫描上的应用
ADT-8969G1运动控制卡
应用案例分享
那么运动控制卡，在具体的应用中，是如何发挥其RTCP功能的优势呢？
一、当RTCP遇上视觉点胶
如何实现手机中框倾斜任意角度的双工位、高精、高效点胶？
通常，点胶工艺出于对胶量等因素的控制，其出胶口须与工件保持固定的高度，平面点胶只需保持Z轴高度的前提下，实现轨迹控制和胶阀控制即可，而遇到类似如下情形，则一筹莫展——
经受住了这种考验，巧妙地利用了客户的视觉系统和激光测高系统，得出高精标定数据，配合螺距补偿、AC正交补偿等专门针对五轴设备的标定误差补偿功能，利用RTCP算法实现了手机中框倾斜任意角度的双工位、高精、高效点胶系统。
二、当RTCP遇上Focal
如何控制Focal激光测高仪跟随并等间隔采集手机轮廓？
该项目使用5D RTCP算法控制Focal激光测高仪跟随并等间隔采集手机轮廓，5轴平台A轴分别在0°/45°姿态下，使Focal绕手机正表面轮廓扫描一周，3D模拟软件可以利用Focal采集数据拟合描绘实际采集的3D效果，以观察手机正面、侧面的平整度。
五轴联动机床的使用，让工件的装夹变得容易。加工时无需特殊夹具，降低了夹具的成本，避免了多次装夹，提高模具加工精度。采用五轴技术加工模具可以减少夹具的使用数量。
另外，由于五轴联动机床可在加工中省去许多特殊刀具，所以降低了刀具成本。五轴联动机床在加工中能增加刀具的有效切削刃长度，减小切削力，提高刀具使用寿命，降低成本。
在传统的模具加工中，一般用立式加工中心来完成工件的铣削加工。随着模具制造技术的不断发展，立式加工中心本身的一些弱点 表现得越来越明显。
现代模具加工普遍使用球头铣刀来加工，球头铣刀在模具加工中带来好处非常明显，但是如果用立式加工中心的话，其底面的线速度为零，这样 底面的光洁度就很差，如果使用四、五轴联动机床加工技术加工模具，可以克服上述不足。