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1、五轴联动数控机床,组员：江结敏 梁颂欣 罗小玲,五轴联动 所谓五轴加工这里是指在一台机床上至少有五个坐标轴(三个直线坐标和两个旋转坐标)，而且可在计算机数控(CNC)系统的控制下同时协调运动进行加工。 1： 对于五轴立式加工来说，必须要有C轴，即旋转工作台，然后再加上一个轴，要么是A轴要么是B轴。!,所谓五轴加工这里是指在一台机床上至少有五个坐标轴(三个直线坐标和两个旋转坐标)，而且可在计算机数控(CNC)系统的控制下同时协调运动进行加工。,五轴机床类型,主轴头旋转类型,立式结构的两个回转轴是A、C轴。 该机床将A 、C回转轴 设置在主轴上。 铣头绕z轴旋转360度，形 成c轴，绕X 轴旋转9
2、0度 形成A轴。这样的结构形式 工作台上无旋转轴。,工作台挠X轴旋转 工作台挠Z轴旋转 主轴无需摆动,工作台旋转类型,复合型,工作台挠Z轴旋转 主轴头挠Y轴摆动称B轴,整体结构,主要由床身5、十字滑台4、滑枕 2、立柱1、AC联动铣头3、自动供油系统6、冷却系 统7和数控系统8等组成。整体结构如图所示。安 装在床身上面的十字滑台带动工作台沿 X、Y轴两个 方向运动，安装在立柱上的滑枕带动A、C轴联动铣 头沿z轴方向运动，铣刀绕 、z轴摆动和旋转，从 而形成了3个直线轴和两个回转轴的五轴运动系统。,沿3个直线轴的运动分别由3个伺服电机通过滚 珠丝杠完成。绕两个回转轴的运动分别由两个伺服电机通过可
3、消隙的蜗轮蜗杆装置完成。 、y向导轨采用直线滚动导轨，刚性好、摩擦系数小、运动灵敏度高；Z向采用矩形贴塑导轨，承载能力强，精度高。 采用自动供油方式，定时润滑机床的摩擦面。进给电机均设有过载、过热电器保护功能。三向进给机构设有限位控制装置，机床工作安全可靠。,A、C联动回转轴设计,五轴数控机床的3个直线运动轴和两个回转运动 轴联动使铣刀始终垂直于工件曲面，从而实现复杂曲面的高精度加工。五轴数控机床有立式与卧式两种类型。立式数控机床的5个运动轴为 、y、z 3个直线轴和A、C两个回转轴,由于卧式机床的主轴在径向有自重力，轴承高速运转时径向受力不均，因而主轴转速不宜过高，一般限制在2 000 rm
4、in以下。而立式机床主轴不存在自身重力影响，最高转速可达到40 000 rrain 。对于模具复 杂曲面的加工常用小直径铣刀，而小直径铣刀必须有很高的转速才能达到高精度要求。因而该机床采用立式结构,进给系统的设计 数控机床的进给系统用于接受数控系统发出的脉冲指令， 放大和转换后驱动机床运动执行件，以实现预期的运动。因此进给系统的性能在一定程度上决定了数控机床的性能，直接影响了加工工件的精度。 为了保证数控机床的加工精度，进给系统必须具有响 应速度快、稳定性好、传动精度高、构件刚度大、低 摩擦并能消除传动间隙的特点。考虑到以上因素，该 机床的 、y、z 3个直线轴方向的进给运动均采用高 精度的滚
5、珠丝杠副，并采取了消隙、螺距误差补偿等 措施；3个方向的伺服驱动装置均采用制造成本低、 转子惯量小、动态响应好，质量小、转速高、输出功 率大的交流伺服电动机，从而满足了五轴联动数控机 床的定位精度要求。,数控系统设计,5五轴联动数控机床配置了国产超小 型、超薄型的HNC-22MD数控系统，具有高功能、 高可靠性的开放式CNC，CNC控制部分和液晶显示 器(104寸彩色显示器)集成一体。采用了FSSB、 IOLink超高速串行通信，简化了硬件接线，具有丰 富的网络功能(以太网为标准配置)，与因特网连接 可实现远程诊断；系统配有RISC处理器，具有AL 纳米级高精度轮廓控制、刀具中心点控制、三维刀具 半径补偿、三维圆弧插补等功能。该系统还适用于高 功率、高速度的I系列数字交流伺服驱动，使机床具 有高精度、高效率的加工功能。,
