五軸加工(5 Axis Machining)，顧名思（sī）義，數控機床加工（gōng）的一種模式。采用X、Y、Z、A、B、C中任意5個坐標的線（xiàn）性插補運動，五軸加工所采用（yòng）的機床通常稱為五軸機（jī）床（chuáng）或五軸加工中心。可是你真的（de）了解五軸加工（gōng）嗎？
五軸技術的發展
幾十年來（lái），人們普遍認為五軸數（shù）控加工技術是加工連續、平滑、複雜（zá）曲麵的******手段。一旦人們在設計、製造複雜曲麵遇到無（wú）法（fǎ）解決的難題，就會求助五軸加工技術。但是。。。
五軸聯（lián）動數控是數控技術中難度***大、應用範（fàn）圍***廣的技術，它集計算機（jī）控製、高性能伺服驅動（dòng）和（hé）精密加工技術於一體，應用於複雜曲麵的高效、精密、自動化加工。國際上把五軸聯動數控技術作為一個******生（shēng）產設備自動化技術水平的標誌。由於（yú）其（qí）特殊的地位，特別是對於航空、航天（tiān）、軍事工業的重（chóng）要影響，以及（jí）技術上的複雜性，西方工業發達******一直把五軸數控（kòng）係統作為戰略物資實行出口許可證製度。
與（yǔ）三軸聯動（dòng）的數控加工相比，從工藝（yì）和編程的角度來看，對複雜曲麵采用五軸數控加工有以下優點：
（1）提高加（jiā）工質量和效率
（2）擴大工藝範圍（wéi）
（3）滿足複（fù）合化發展新方向
但是（shì），哈哈，又但是了。。。五軸數控加工由（yóu）於（yú）幹涉和刀（dāo）具在加（jiā）工空間的（de）位（wèi）置控製，其數控（kòng）編程、數控（kòng）係統和機（jī）床結構遠比（bǐ）三軸機床複雜得（dé）多。所以，五軸說起來（lái）容易，真實實現真的很難！另外，要（yào）操作運用好更（gèng）難！
說到五軸，不得不（bú）說一說真假五軸？真假5軸的區別（bié）主（zhǔ）要在於是否有RTCP功（gōng）能，為（wéi）此，小編專門去查找了這個詞！
RTCP，解釋一下，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（wǎng）會稍加轉義為圍繞刀具中心轉（zhuǎn），也有（yǒu）一些人直譯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前幾個（gè）單詞的縮寫。海德漢則將類似的所謂升級技術稱為TCPM，即Tool Centre Point Management的（de）縮寫，刀具中心點管理。還（hái）有的廠家則稱類似技（jì）術為TCPC，即Tool Center Point Control的縮寫，刀具中心點控製。
從Fidia的RTCP的字麵含（hán）義（yì）看，假設以手動方式定點執行RTCP功能，刀（dāo）具中心點和刀具與工件表麵的實際接觸點（diǎn）將維持不變，此時刀（dāo）具中心點落在刀具與工件（jiàn）表麵實際接觸點處的法線上，而刀（dāo）柄將圍繞刀具中（zhōng）心點旋轉，對於球頭刀而言，刀具中心點就是數控代碼的目標軌跡點（diǎn）。為了達到（dào）讓刀柄在執行RTCP功能時能夠單（dān）純地圍繞目標軌（guǐ）跡點（diǎn）（即刀具中心點）旋轉的目的，就必須實時補償由於刀柄轉動所造成的刀（dāo）具中心（xīn）點各直線坐標的偏移，這樣才能夠在保持刀具中心（xīn）點以及刀具和工件表麵實際接觸點不變的情況，改變刀柄與刀具和工件表麵實際接觸點處的法線之間（jiān）的（de）夾角，起到發揮球頭刀的***佳切削（xuē）效率，並（bìng）有效避讓幹涉（shè）等作用。因而RTCP似乎更多（duō）的是站在刀（dāo）具中心點（diǎn）（即數控代碼的目標軌跡點）上，處理旋轉坐標的變化（huà）。
不具備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（líng）件，機床換了，或（huò）者刀（dāo）具換了，就必須重新進行（háng）CAM編程和（hé）後處理，因而隻能被稱（chēng）作假五（wǔ）軸，國內很多五軸數控（kòng）機床和係統（tǒng）都屬於這類假（jiǎ）五軸。當然了，人家硬撐著（zhe）把自己稱作是五軸聯動也無可（kě）厚非（fēi），但此（假）五軸並非彼（真）五（wǔ）軸！
因此也谘詢了行業的專家，簡而言之，真五（wǔ）軸即五軸五聯動，假五軸有可能是五（wǔ）軸三聯動，另外兩軸隻起到定位功能！
這是（shì）通俗的說法，並不是規範的說法，一般（bān）說（shuō）來，五軸機床分兩種：一種是五軸聯動，即五個軸都可以同（tóng）時聯動，另外一種是五軸定位加工，實際上是五軸三聯（lián）動：即兩（liǎng）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（chēng）3+2模式的五軸機床，也可以理（lǐ）解為假（jiǎ）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）商始終堅持不懈地致力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（zhǔ）要有以下幾種形式：
兩（liǎng）個轉動（dòng）坐標直接控（kòng）製刀具軸線的方向（雙擺頭形式）
兩個坐（zuò）標軸在刀具頂端，
目前公司經營項目有: CNC航空高精密機械零件（jiàn）加工，CNC航空高精密樣機加工、北京不鏽鋼零件加工、各種高精密金屬零件、塑料加（jiā）工（gōng），各種高（gāo）精密工裝夾具加工、 小批（pī）量研發模型樣機加（jiā）工製作， 真空批量翻模加工製作， 矽膠，橡膠製作，鈑金（jīn）製作， 鋁合金批量高精密加工製作，批量吸塑製作（zuò），產品過uv，產品結構設計，批（pī）量噴塗絲印，鐳雕激光打字（zì）等等。
但是旋轉軸不與直線軸垂直（俯垂型擺頭式）
兩個轉動坐標直接控製（zhì）空間的旋轉（雙（shuāng）轉（zhuǎn）台形式）
兩（liǎng）個坐標軸在工作台上，
但是旋轉軸不與（yǔ）直線軸垂直（俯垂型工（gōng）作台式）
兩（liǎng）個轉動坐標一個作用在刀具上，
一（yī）個作用在工件上（一擺一轉形式）
看（kàn）過這些結構的五軸機床，相信我們應（yīng）該明白了五軸機（jī）床什（shí）麽在運（yùn）動，怎樣運動。
發展五軸（zhóu）數控技術的難點及阻力（lì）
大家早已（yǐ）認識到五軸數控技術的優越性和重要性。但到目前為止（zhǐ），五軸數控技術（shù）的應用仍然局限於少數資金雄厚的部門，並且仍然存在尚未解決的難題。
下麵收集了一些難點和阻（zǔ）力，看是否（fǒu）跟您的情況對應？
五軸數控編程抽象、操作（zuò）困（kùn）難
這是每一個傳統數控編程人員都深感頭疼（téng）的問題。三軸機床隻有直線坐標軸, 而五軸數控機（jī）床結構形式多樣；同一段NC 代碼可以在不同的三軸數控機床上獲得（dé）同樣的加工效果，但某一（yī）種五軸機床的NC代碼卻不能（néng）適用於所有類型的五軸機床。數控（kòng）編程除了直（zhí）線（xiàn）運動之外（wài）, 還要（yào）協調旋轉運動的相關計算，如旋轉角度行（háng）程檢驗、非線性誤差校（xiào）核、刀具旋（xuán）轉運動計算等，處（chù）理的信息量很（hěn）大（dà），數控編程極其抽象。
五（wǔ）軸數控（kòng）加工的操作和編程技能密切相關，如果用戶為機床增添（tiān）了特殊功能（néng），則編程和操作會更複雜。隻（zhī）有反複實踐，編程及操作人員（yuán）才能掌握必備的知（zhī）識和技能。經驗豐（fēng）富的編程、操作人員的缺乏，是五軸數控技術普及（jí）的一大阻力。
國內（nèi）許多廠家從國外購買了（le）五軸數控機床，由於技術培訓和服務不到位，五軸數（shù）控機床固有功能很難實現，機床利用率很低，很多場合還不如采用（yòng）三軸機床。
對NC插補控製器、伺服驅動係統要求******嚴格
五軸機（jī）床的運動是五個坐標軸運動的合成。旋（xuán）轉坐標的加入，不但加重了插補運算的負擔，而且旋轉坐標的微小誤（wù）差就會大幅度降低加工精（jīng）度。因此，要求控製器有更高的運算精度。
五軸機床的運動特性要求伺服驅（qū）動係統有很好的動態特性和較大的調速範圍。
五軸（zhóu）數控的NC程序校驗尤為重要
要提高機械加工效率，迫（pò）切要求淘汰傳（chuán）統的（de）試切法校驗方式 。在五軸（zhóu）數控加工當中，NC 程序的校驗（yàn）工作也變得******重要， 因為通常采（cǎi）用五軸數控機床加工（gōng）的（de）工件（jiàn）價格******昂貴，而且碰撞是五軸數控加工中的常見問題（tí）：刀具切入工件；刀具以（yǐ）極高的速度碰（pèng）撞到工件；刀具和機（jī）床、夾具及其他加工範圍內的設備（bèi）相碰撞；機床上的移動件和（hé）固定件或工（gōng）件相（xiàng）碰撞。五軸數控中，碰撞很難預測，校驗程序必須對機床運（yùn）動學及控製係統進（jìn）行綜合分析。
如果CAM 係統檢測到錯誤，可以立即對刀具軌跡進行處理（lǐ）；但如果在加工過程中發現NC 程序錯誤，不能像在三（sān）軸數控中那樣（yàng）直（zhí）接對刀具軌跡進行修改。在三軸機（jī）床上，機床（chuáng）操作者可以直接對刀具半（bàn）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（chǐ）寸和位置的變化對後續旋轉運動軌跡有直接（jiē）影（yǐng）響。
刀具半徑補償
在五軸聯動NC 程序中（zhōng），刀具（jù）長度（dù）補（bǔ）償功（gōng）能仍然有效，而刀具半徑補償卻失效了。以圓柱銑（xǐ）刀進行接觸成形銑削時，需要對不同直徑的刀具編製不同的程序。目前流行的CNC 係統均無法完（wán）成（chéng）刀具半（bàn）徑補償，因為ISO文件中沒有提供足夠的（de）數（shù）據對刀具位置進行重新（xīn）計算。用戶在進行數控加工時需要頻繁換刀或調整刀（dāo）具的確切尺寸，按照正常的處（chù）理程序，刀具軌跡應送回CAM 係統重新進行計算。從（cóng）而導致整個加工過程效率******低下。
針（zhēn）對這個問題, 挪威研究人員（yuán）正在開發（fā）一種臨時解決方案, 叫做LCOPS(Low Cost Optimized ProductionStrategy , 低耗***優生產策略)。刀具軌跡修正所需數據由CNC 應用程序輸送到CAM 係統，並將計算所得（dé）刀具軌（guǐ）跡直接送往控製器。LCOPS 需要第三方（fāng）提供CAM 軟件，能夠直（zhí）接連接到CNC 機（jī）床（chuáng），其間傳送（sòng）的是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（yú）引入新一代CNC 控製（zhì）係統（tǒng），該係統能夠識別通用（yòng）格式的工件模型文件（jiàn）(如STEP 等)或CAD 係統文件。
後置處理器（qì）
五軸機床（chuáng）和三軸機床不同之（zhī）處在於它還有兩（liǎng）個旋轉坐標，刀具位置從工件坐標係（xì）向機床坐標係轉換，中間要經過幾（jǐ）次坐標變（biàn）換。利用市場（chǎng）上流行的後置處理器生（shēng）成器，隻需輸入機（jī）床的基本參數，就能夠產生三軸數控機床的後置處理（lǐ）器。而針對五軸數控（kòng）機床，目前隻有一些（xiē）經過改良的後置處理器。五軸數控機床的（de）後置處理器還有待進（jìn）一步開發。
三軸聯動時，刀（dāo）具的軌跡中不必考慮工（gōng）件原點在機床工（gōng）作台的位置，後（hòu）置處（chù）理器能夠（gòu）自動處理工件（jiàn）坐標係和機床坐標係的關係。對於五軸聯動（dòng），例如在X、Y、Z、B、C 五軸聯動的臥式銑床上（shàng）加工時（shí）, 工件（jiàn）在C 轉台上位置尺寸以及B 、C 轉台相互之間的位置尺寸（cùn），產生刀具軌跡時都必須加以考慮。工人（rén）通常在裝夾工件時要（yào）耗費大量時間來處理這些位置關係。如果（guǒ）後置處理器能（néng）處理這些數據，工件的安裝和刀具軌跡的處理都會（huì）大大簡化；隻需將工件裝夾在工作台上，測量工件坐標（biāo）係的位（wèi）置和方向，將這些數據輸（shū）入到後置處理器，對（duì）刀具軌跡進行後置處理即可得到適當（dāng）的NC 程序。
非線性誤差和奇異性問題
由於旋轉坐標的引入（rù），五（wǔ）軸數控機床的運動（dòng）學比三軸機床要複雜得多。和旋轉有關的******個（gè）問題是非（fēi）線性誤差。非線性誤差應歸屬於編程誤差，可以通過縮小步距加以控（kòng）製。在前置計算階段，編程者無法得知非線性（xìng）誤差的（de）大小，隻有通過後置處理器生（shēng）成機（jī）床程序後，非線性誤差才有可能計算出來。刀具軌跡線性化可以解（jiě）決這個（gè）問題。有些控製係統能夠在加工的同時對刀（dāo）具軌跡進行（háng）線性化（huà）處（chù）理，但通常是在後置處理器中進行線性化處理。
旋轉軸引起的另一個問題是奇（qí）異性。如果奇異點處在旋轉軸的（de）極限位置處（chù），則在奇異點附近若有很小振蕩（dàng）都會導致旋（xuán）轉軸的（de）180°翻轉（zhuǎn），這（zhè）種（zhǒng）情況相當危險。
對CAD/ CAM係統的（de）要（yào）求
對五麵體加工（gōng）的操作, 用戶必須借助於成熟的CAD/CAM 係（xì）統，並且必須（xū）要有經驗豐富的編程人員來對CAD/CAM 係統進行操作。
購置（zhì）機床的大量投資
以前五（wǔ）軸機床（chuáng）和三軸機床之間（jiān）的（de）價格懸殊很大。現在，三軸（zhóu）機（jī）床（chuáng）附加一個旋轉軸基本上就（jiù）是普通三軸機床的價格（gé），這種（zhǒng）機床可（kě）以實（shí）現多軸機床的功能（néng）。同時（shí），五軸機（jī）床的（de）價格也僅僅比三軸機床的價格高出30%～ 50%。
除了（le）機床本身的投資（zī）之外，還必須對CAD/CAM係（xì）統軟件和後置處理器（qì）進（jìn）行（háng）升（shēng）級，使之適應五軸加工的要求；必須對校驗程（chéng）序進行升級，使之（zhī）能夠對整個機床進行仿真處理。
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