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1、五軸聯(lián)動數(shù)控機床組員：江結敏 梁頌欣 羅小玲 五軸聯(lián)動所謂五軸加工這里是指在一臺機床上至少有五個坐標軸(三個直線坐標和兩個旋轉坐標)，而且可在計算機數(shù)控(CNC)系統(tǒng)的控制下同時協(xié)調運動進行加工。 1： 對于五軸立式加工來說，必須要有C軸，即旋轉工作臺，然后再加上一個軸，要么是A軸要么是B軸。! 所謂五軸加工這里是指在一臺機床上至少有五個坐標軸(三個直線坐標和兩個旋轉坐標)，而且可在計算機數(shù)控(CNC)系統(tǒng)的控制下同時協(xié)調運動進行加工。 五軸機床類型 主軸頭旋轉類型立式結構的兩個回轉軸是A、C軸。該機床將A 、C回轉軸設置在主軸上。銑頭繞z軸旋轉360度，形成c軸，繞X 軸旋轉90度形成A軸。

2、這樣的結構形式工作臺上無旋轉軸。 工作臺撓X軸旋轉工作臺撓Z軸旋轉主軸無需擺動工作臺旋轉類型 復合型工作臺撓Z軸旋轉主軸頭撓Y軸擺動稱B軸 整體結構主要由床身5、十字滑臺4、滑枕 2、立柱1、AC聯(lián)動銑頭3、自動供油系統(tǒng)6、冷卻系 統(tǒng)7和數(shù)控系統(tǒng)8等組成。整體結構如圖所示。安 裝在床身上面的十字滑臺帶動工作臺沿 X、Y軸兩個 方向運動，安裝在立柱上的滑枕帶動A、C軸聯(lián)動銑 頭沿z軸方向運動，銑刀繞 、z軸擺動和旋轉，從 而形成了3個直線軸和兩個回轉軸的五軸運動系統(tǒng)。 沿3個直線軸的運動分別由3個伺服電機通過滾 珠絲杠完成。繞兩個回轉軸的運動分別由兩個伺服電機通過可消隙的蝸輪蝸桿裝置完成。 、y

3、向導軌采用直線滾動導軌，剛性好、摩擦系數(shù)小、運動靈敏度高；Z向采用矩形貼塑導軌，承載能力強，精度高。采用自動供油方式，定時潤滑機床的摩擦面。進給電機均設有過載、過熱電器保護功能。三向進給機構設有限位控制裝置，機床工作安全可靠。 A、C聯(lián)動回轉軸設計 五軸數(shù)控機床的3個直線運動軸和兩個回轉運動軸聯(lián)動使銑刀始終垂直于工件曲面，從而實現(xiàn)復雜曲面的高精度加工。五軸數(shù)控機床有立式與臥式兩種類型。立式數(shù)控機床的5個運動軸為 、y、z 3個直線軸和A、C兩個回轉軸 由于臥式機床的主軸在徑向有自重力，軸承高速運轉時徑向受力不均，因而主軸轉速不宜過高，一般限制在2 000 rmin以下。而立式機床主軸不存在自身

4、重力影響，最高轉速可達到40 000 rrain 。對于模具復 雜曲面的加工常用小直徑銑刀，而小直徑銑刀必須有很高的轉速才能達到高精度要求。因而該機床采用立式結構 進給系統(tǒng)的設計 數(shù)控機床的進給系統(tǒng)用于接受數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的脈沖指令，放大和轉換后驅動機床運動執(zhí)行件，以實現(xiàn)預期的運動。因此進給系統(tǒng)的性能在一定程度上決定了數(shù)控機床的性能，直接影響了加工工件的精度。 為了保證數(shù)控機床的加工精度，進給系統(tǒng)必須具有響 應速度快、穩(wěn)定性好、傳動精度高、構件剛度大、低 摩擦并能消除傳動間隙的特點?？紤]到以上因素，該 機床的 、y、z 3個直線軸方向的進給運動均采用高 精度的滾珠絲杠副，并采取了消隙、螺距誤差補償

5、等 措施；3個方向的伺服驅動裝置均采用制造成本低、 轉子慣量小、動態(tài)響應好，質量小、轉速高、輸出功 率大的交流伺服電動機，從而滿足了五軸聯(lián)動數(shù)控機 床的定位精度要求。 數(shù)控系統(tǒng)設計5五軸聯(lián)動數(shù)控機床配置了國產(chǎn)超小型、超薄型的HNC-22MD數(shù)控系統(tǒng)，具有高功能、高可靠性的開放式CNC，CNC控制部分和液晶顯示器(104寸彩色顯示器)集成一體。采用了FSSB、IOLink超高速串行通信，簡化了硬件接線，具有豐富的網(wǎng)絡功能(以太網(wǎng)為標準配置)，與因特網(wǎng)連接可實現(xiàn)遠程診斷；系統(tǒng)配有RISC處理器，具有AL納米級高精度輪廓控制、刀具中心點控制、三維刀具半徑補償、三維圓弧插補等功能。該系統(tǒng)還適用于高功率、高速度的I系列數(shù)字交流伺服驅動，使機床具有高精度、高效率的加工功能。