多軸加工基礎(chǔ)

第1章多軸加工基礎(chǔ)\，主要內(nèi)容多軸加工概述多軸加工常見(jiàn)機(jī)床類(lèi)型多軸加工的優(yōu)點(diǎn)多軸加工常用數(shù)控系統(tǒng)多軸加工刀具種類(lèi)多軸加工應(yīng)用年，學(xué)習(xí)目標(biāo)通過(guò)對(duì)多軸加工常見(jiàn)機(jī)床類(lèi)型、常用數(shù)控系統(tǒng)、刀具種類(lèi)和多軸加工的優(yōu)點(diǎn)的介紹，初步了解多軸加工的應(yīng)用。1.1多軸加工概述多軸加工可理解為在4軸（至少包含一個(gè)回轉(zhuǎn)軸）及以上的數(shù)控設(shè)備上完成定向或聯(lián)動(dòng)加工。隨著制造技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前多軸數(shù)控加工設(shè)備越來(lái)越多地應(yīng)用在航空航天、汽車(chē)等行業(yè)。多軸加工設(shè)備的種類(lèi)很多，結(jié)構(gòu)類(lèi)型和控制系統(tǒng)都各不相同。多軸加工與3軸加工編程相比，作為加工程序的NC代碼的主體即是眾多的路徑坐標(biāo)點(diǎn)，控制系統(tǒng)通過(guò)坐標(biāo)點(diǎn)來(lái)控制刀尖參考點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，從而加工出需要的零件形狀。在3軸加工編程的過(guò)程中，只需要通過(guò)對(duì)零件模型按照加工策略進(jìn)行計(jì)算，在零件上得到點(diǎn)位數(shù)據(jù)即可。而在多軸加工中，不僅需要計(jì)算出點(diǎn)位坐標(biāo)數(shù)據(jù)，還需要得到坐標(biāo)點(diǎn)上的矢量方向數(shù)據(jù)，這個(gè)矢量方向在加工中通常用來(lái)表達(dá)刀具的刀軸方向，這就要求在編程中要考慮更多的因素及復(fù)雜的運(yùn)算。目前，這項(xiàng)工作最經(jīng)濟(jì)的解決方案是通過(guò)計(jì)算機(jī)和CAM軟件來(lái)完成，眾多的CAM軟件都具有這方面的能力。但是，這些軟件在使用和學(xué)習(xí)上難度比較大，編程過(guò)程中需要考慮的因素比較多，能使用CAM軟件編程的技術(shù)人員成為多坐標(biāo)加工的一個(gè)瓶頸因素。即使利用CAM軟件，從目標(biāo)零件上獲得了點(diǎn)位數(shù)據(jù)和矢量方向數(shù)據(jù)之后，并不代表這些數(shù)2 NXCAM多軸加工編程實(shí)踐教程據(jù)可以直接用來(lái)進(jìn)行實(shí)際加工。因?yàn)殡S著機(jī)床結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的不同，這些數(shù)據(jù)如何能準(zhǔn)確地解釋為機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，是多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)加工需要著重解決的問(wèn)題。因此，僅僅利用CAM軟件計(jì)算出點(diǎn)位數(shù)據(jù)和矢量方向并不能真正地滿足最終的加工需要（這些點(diǎn)位數(shù)據(jù)和矢量方向數(shù)據(jù)就是前置文件），還需要利用另外的工具將這些前置文件轉(zhuǎn)換成適合機(jī)床使用的加工程序，這個(gè)工具就是后處理。1.2多軸加工常見(jiàn)機(jī)床類(lèi)型以五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)的銃削機(jī)床為例，從結(jié)構(gòu)類(lèi)型上看，分為雙轉(zhuǎn)臺(tái)、雙擺頭、單擺頭+單轉(zhuǎn)臺(tái)三大類(lèi)，每大類(lèi)根據(jù)機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)方式的不同而有所不同。以直線軸z軸為例，對(duì)于立式設(shè)備來(lái)說(shuō)，人們編程時(shí)習(xí)慣以Z軸向上為正方向，但是有些設(shè)備是通過(guò)主軸頭固定而工作臺(tái)向下移動(dòng)、刀具相對(duì)向上移動(dòng)為Z軸正方向移動(dòng)；有些設(shè)備是工作臺(tái)固定而主軸頭向上移動(dòng)、刀具向上移動(dòng)。在刀具參考坐標(biāo)系和零件參考坐標(biāo)系的相對(duì)關(guān)系中，不同的機(jī)床結(jié)構(gòu)對(duì)三坐標(biāo)加工中心沒(méi)有什么影響，但是對(duì)于多軸聯(lián)動(dòng)的設(shè)備來(lái)說(shuō)就不同了，這些相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的不同對(duì)加工程序有著不同的要求。由于機(jī)床控制系統(tǒng)的不同，對(duì)刀具補(bǔ)償?shù)姆绞胶统绦虻母袷揭捕加胁煌囊蟆＜庸ぶ行囊话惴譃榱⑹郊庸ぶ行暮团P式加工中心。3軸立式加工中心最有效的加工面僅為工件的頂面，臥式加工中心借助回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，也只能完成工件的四面加工。多軸數(shù)控加工中心具有高效率、高精度的特點(diǎn)，工件在一次裝夾后能完成5個(gè)面的加工。如果配置5軸聯(lián)動(dòng)的高檔數(shù)控系統(tǒng)，還可以對(duì)復(fù)雜的空間曲面進(jìn)行高精度加工，非常適于加工汽車(chē)零部件、飛機(jī)結(jié)構(gòu)件等工件的成型模具。根據(jù)回轉(zhuǎn)軸形式，多軸數(shù)控加工中心一般可分為以下幾種方式：（1）雙轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)。（2）雙擺頭結(jié)構(gòu)。（3）單擺頭+單轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)。1.2.1雙轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)雙轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)類(lèi)型的機(jī)床是一個(gè)工作臺(tái)做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，另一工作臺(tái)做偏擺運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)附加在偏擺工作臺(tái)上，隨偏擺工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)，如圖1-1所示。其中，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)通常稱(chēng)為機(jī)床的第5軸，而偏擺工作臺(tái)稱(chēng)為機(jī)床的第4軸。圖1-2所示為一典型的雙旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)銃床。這種設(shè)置方式的多軸數(shù)控加工機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)是：主軸結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，剛性非常好，制造成本比較低。但工作臺(tái)一般不能設(shè)計(jì)太大，承重也較小，特別是當(dāng)A軸回轉(zhuǎn)角度三90°時(shí)，工件切削時(shí)會(huì)對(duì)工作臺(tái)帶來(lái)很大的承載力矩。第1章多軸加工基礎(chǔ)雙轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)類(lèi)機(jī)床的特征如下：（1）3個(gè)直線軸建立在笛卡兒坐標(biāo)系上，符合右手法則。（2）旋轉(zhuǎn)軸平行于直線軸，即A軸平行于X軸，C軸平行于Z軸。（3）旋轉(zhuǎn)軸軸線正交。（4）工件在旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)上。（5）第一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸作為機(jī)床的第4軸，它的旋轉(zhuǎn)改變了第二個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的定向；第二個(gè)旋轉(zhuǎn)軸作為機(jī)床的第5軸，它的旋轉(zhuǎn)不改變第一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的定向。（6）刀具的初始方向?yàn)閆軸的負(fù)方向。圖1-1雙轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)床結(jié)構(gòu)圖圖1-1雙轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)床結(jié)構(gòu)圖圖1-2雙轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)床雙擺頭結(jié)構(gòu)雙擺頭結(jié)構(gòu)類(lèi)型的機(jī)床是通過(guò)主軸頭在兩個(gè)方向的旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)5軸聯(lián)動(dòng)加工，如圖1-3所示。圖1-4所示是一臺(tái)雙旋轉(zhuǎn)主軸頭的龍門(mén)5軸聯(lián)動(dòng)銃床結(jié)構(gòu)。圖1-3雙擺頭機(jī)床結(jié)構(gòu)圖圖圖1-3雙擺頭機(jī)床結(jié)構(gòu)圖圖1-4雙擺頭機(jī)床這種設(shè)置方式的多軸數(shù)控加工機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)是：主軸加工非常靈活，工作臺(tái)也可以設(shè)計(jì)得非常大。在使用球面銃刀加工曲面時(shí)，當(dāng)?shù)毒咧行木€垂直于加工面時(shí)，由于球面銃刀的頂點(diǎn)線速度為零，頂點(diǎn)切出的工件表面質(zhì)量會(huì)很差，而采用主軸回轉(zhuǎn)的設(shè)計(jì)，令主軸相對(duì)

NXCAM多軸加工編程實(shí)踐教程工件轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，使球面銃刀避開(kāi)頂點(diǎn)切削，保證有一定的線速度，可提高表面加工質(zhì)量，這是工作臺(tái)回轉(zhuǎn)式加工中心難以做到的。雙擺頭結(jié)構(gòu)類(lèi)機(jī)床的特征如下：（1）3個(gè)直線軸建立在笛卡兒坐標(biāo)系上，符合右手法則。（2）旋轉(zhuǎn)軸平行于直線軸，即A軸平行于X軸，C軸平行于Z軸。（3）旋轉(zhuǎn)軸軸線正交。（4）刀具在旋轉(zhuǎn)頭上。（5）第一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸作為機(jī)床的第4軸，它的旋轉(zhuǎn)改變了第二個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的定向；第二個(gè)旋轉(zhuǎn)軸作為機(jī)床的第5軸，它的旋轉(zhuǎn)不改變第一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的定向。（6）刀具的初始方向?yàn)閆軸的負(fù)方向。單擺頭+單轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)單擺頭+單轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)機(jī)床是通過(guò)工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和主軸的偏擺運(yùn)動(dòng)合成的復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)完成零件的加工，如圖1-5所示。圖1-6所示為一典型的單擺頭+單轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)5軸聯(lián)動(dòng)銃床。圖1-5單擺頭+圖1-5單擺頭+單轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)床結(jié)構(gòu)圖圖1-6單擺頭+單轉(zhuǎn)臺(tái)機(jī)床這種設(shè)置方式的優(yōu)點(diǎn)是主軸的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，主軸剛性非常好，制造成本比較低。但工作臺(tái)一般不能設(shè)計(jì)太大，承重也較小，特別是當(dāng)A軸回轉(zhuǎn)角度三90°時(shí)，工件切削時(shí)會(huì)對(duì)工作臺(tái)帶來(lái)很大的承載力矩。設(shè)置在床身上的工作臺(tái)可以環(huán)縊軸回轉(zhuǎn)，定義為A軸，A軸的工作范圍一般為120°?+30°。工作臺(tái)的中間還設(shè)有一個(gè)回轉(zhuǎn)臺(tái)，環(huán)絳軸回轉(zhuǎn)，定義為C軸，C軸都是360°回轉(zhuǎn)。這樣通過(guò)A軸與C軸的組合，固定在工作臺(tái)上的工件除了底面之外，其余的5個(gè)面都可以由立式主軸進(jìn)行加工。A軸和C軸最小分度值一般為0.001°,這樣又可以把工件細(xì)分成任意角度，加工出傾斜面、傾斜孔等。A軸和C軸如與X、Y、Z三直線軸實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，配置高檔的數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)以及軟件就可加工出復(fù)雜的空間曲面。單擺頭+單轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)類(lèi)機(jī)床的特征如下：3個(gè)直線軸建立在笛卡兒坐標(biāo)系上，符合右手法則。第1章多軸加工基礎(chǔ) 5（2）旋轉(zhuǎn)軸平行于直線軸，即B軸平行于Y軸，C軸平行于Z軸。（3）旋轉(zhuǎn)軸必須正交。（4）刀具在旋轉(zhuǎn)頭上。（5）第一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸作為機(jī)床的第4軸，它的旋轉(zhuǎn)改變了刀具的方向；第二個(gè)旋轉(zhuǎn)軸作為機(jī)床的第5軸，它的旋轉(zhuǎn)改變了工件的位置。（6）刀具的初始方向?yàn)閆軸的負(fù)方向。非正交結(jié)構(gòu)非正交機(jī)床是指機(jī)床的兩旋轉(zhuǎn)軸的夾角不是90°，而是其他角度，主要是45°。這種機(jī)床最先由Deckel-Maho公司生產(chǎn)，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用也越來(lái)越多。非正交機(jī)床主要有兩種結(jié)構(gòu)：一種是一旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)加一旋轉(zhuǎn)主軸頭（如圖1-7所示），圖1-8所示為一典型的非正交單擺頭+單轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)5軸聯(lián)動(dòng)銃床；一種是雙旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)（如圖1-9所示），圖1-10所示為一典型的非正交雙旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)銃床。圖1-7主軸非正交5軸聯(lián)動(dòng)銃床 圖1-8非正交單擺頭+單轉(zhuǎn)臺(tái)銃床圖1-9工作臺(tái)非正交5軸聯(lián)動(dòng)銃床 圖1-10非正交雙旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)銃床非正交結(jié)構(gòu)機(jī)床具有以下特點(diǎn)：（1）由于機(jī)床結(jié)構(gòu)的特殊性，增加了旋轉(zhuǎn)軸的定位精度。NXCAM多軸加工編程實(shí)踐教程（2）增加了機(jī)床使用的靈活性，例如圖1-7所示的機(jī)床，當(dāng)B軸旋轉(zhuǎn)180°后，機(jī)床結(jié)構(gòu)就立即從立式結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為臥式結(jié)構(gòu)。（3）在進(jìn)行數(shù)控加工程序的編制時(shí)，特別是加工后置處理時(shí)，應(yīng)特別注意其角度換算的特殊性。附加旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)某些機(jī)床平時(shí)是按3軸數(shù)控銃床使用，但在需要的情況下，可以在其工作臺(tái)上安裝附加旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)使其成為4軸數(shù)控銃床或5軸數(shù)控銃床，以實(shí)現(xiàn)加工的某些特定要求。如圖1-11所示是一些附加旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)實(shí)例。圖1-11附加旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)附加旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)結(jié)構(gòu)使機(jī)床具有加工的柔性，但在使用時(shí)，應(yīng)注意以下問(wèn)題：（1）在安裝時(shí)必須確保安裝精度。例如，工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)軸向與工作臺(tái)線性進(jìn)行方向的夾角誤差必須控制在許可的范圍內(nèi)，否則將直接影響工件的加工形狀精度。（2）必須考慮機(jī)床的空間，確保附加工作臺(tái)，以及加工工件都有安裝空間。車(chē)銃復(fù)合加工中心車(chē)銃復(fù)合加工中心是在車(chē)床的基礎(chǔ)上增加了銃床的功能，隨著技術(shù)的發(fā)展，這類(lèi)機(jī)床的結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，功能也日益強(qiáng)大。如圖1-12所示即為一臺(tái)比較復(fù)雜的車(chē)銃復(fù)合加工中心，從結(jié)構(gòu)來(lái)看，它實(shí)際上由一臺(tái)5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控銃床和兩臺(tái)數(shù)控車(chē)床構(gòu)成。第1章多軸加工基礎(chǔ)圖1-12車(chē)銃復(fù)合加工中心車(chē)銃復(fù)合加工中心機(jī)床具有以下特點(diǎn)：（1）一次裝夾即可完成零件的所有工序的加工，減少了零件裝夾次數(shù)，提高了質(zhì)量和效率。（2）但這種機(jī)床主要應(yīng)用于車(chē)削，其銃削功能不如純數(shù)控銃床的功能，因而不適合于具有大量數(shù)控加工的零件的加工。（3）數(shù)控后置比較復(fù)雜，需要由多個(gè)后置處理器聯(lián)合工作。如上所述，多軸數(shù)控銃床有不同的結(jié)構(gòu)，不同的機(jī)床有其相應(yīng)的應(yīng)用領(lǐng)域，在實(shí)際進(jìn)行產(chǎn)品加工時(shí)，應(yīng)針對(duì)特定的任務(wù)，選取正確的機(jī)床。多軸加工的優(yōu)點(diǎn)采用多軸數(shù)控加工，具有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）減少基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，提高加工精度。多軸數(shù)控加工的工序集成化不僅提高了工藝的有效性，而且由于零件在整個(gè)加工過(guò)程中只需一次裝夾，加工精度更容易得到保證。（2）由于刀具或工件的姿態(tài)角可調(diào)，所以可以避免刀具干涉、欠切和過(guò)切現(xiàn)象的發(fā)生，從而獲得更好的切削速度、切削寬度，使切削質(zhì)量和效率得以改善。（3）減少工裝夾具數(shù)量和占地面積。盡管多軸數(shù)控加工中心的單臺(tái)設(shè)備價(jià)格較高，但由于過(guò)程鏈的縮短和設(shè)備數(shù)量的減少，工裝夾具數(shù)量、車(chē)間占地面積和設(shè)備維護(hù)費(fèi)用也隨之減少。（4）縮短生產(chǎn)過(guò)程鏈，簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理。多軸數(shù)控機(jī)床的完整加工大大縮短了生產(chǎn)過(guò)程鏈，而且由于只把加工任務(wù)交給一個(gè)工作崗位，不僅使生產(chǎn)管理和計(jì)劃調(diào)度簡(jiǎn)化，而且透明度明顯提高。工件越復(fù)雜，它相對(duì)傳統(tǒng)工序分散的生產(chǎn)方法的優(yōu)勢(shì)就越明顯。同時(shí)由于生產(chǎn)過(guò)程鏈的縮短，在制品數(shù)量必然減少，可以簡(jiǎn)化生產(chǎn)管理，從而降低了生產(chǎn)運(yùn)作和管理的成本。8 NXCAM多軸加工編程實(shí)踐教程（5）縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期。對(duì)于航空航天、汽車(chē)等領(lǐng)域的企業(yè)，有的新產(chǎn)品零件及成型模具形狀很復(fù)雜，精度要求也很高，因此具備高柔性、高精度、高集成性和完整加工能力的多軸數(shù)控加工中心可以很好地解決新產(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中復(fù)雜零件加工的精度和周期問(wèn)題，大大縮短研發(fā)周期和提高新產(chǎn)品的成功率。多軸加工常用數(shù)控系統(tǒng)目前，市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用于多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)主要有HEIDENHAIN（海德漢）數(shù)控系統(tǒng)、SINUMERIK（西門(mén)子）數(shù)控系統(tǒng)、FANUC（發(fā)那科）數(shù)控系統(tǒng)、華中數(shù)控系統(tǒng)。第1章多軸加工基礎(chǔ)HEIDENHAIN（海德漢）數(shù)控系統(tǒng)德國(guó)海德漢公司在機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品研發(fā)方面處于世界領(lǐng)先的地位其研發(fā)的iTNC530數(shù)控系統(tǒng)是其具有代表性的產(chǎn)品之一。iTNC530通過(guò)優(yōu)化路徑控制、提前計(jì)算輪廓和控制加加速（Jerk）算法，使用戶擁有了在最短時(shí)間內(nèi)加工完美表面所需的恰當(dāng)功能。最優(yōu)秀的3-D數(shù)控系統(tǒng)在無(wú)刀具補(bǔ)償情況下，iTNC530的3-D線段程序段處理時(shí)間只有0.5ms，因此它支持更快的運(yùn)動(dòng)速度，包括復(fù)雜輪廓上的運(yùn)動(dòng)速度，例如可用24m/min的進(jìn)給速率加工0.2mm長(zhǎng)小直線段的模具程序。特別設(shè)計(jì)的用于加工3-D輪廓的加加速（Jerk）控制和直線段間圓弧過(guò)渡功能，可獲得平滑的表面和高精度尺寸。iTNC530還具有預(yù)讀功能，可以預(yù)測(cè)方向變化，調(diào)整運(yùn)動(dòng)速度使之符合編程表面要求。根據(jù)需要，當(dāng)?shù)毒咔腥牍ぜ筮€可以使iTNC530減慢進(jìn)給速率。因此，在程序中只需要將最高加工速度編程為進(jìn)給速率，iTNC530自動(dòng)根據(jù)工件輪廓調(diào)整實(shí)際速度，節(jié)省加工時(shí)間。如果NC程序使用法向矢量，例如用CAM系統(tǒng)生成的程序，iTNC530會(huì)自動(dòng)計(jì)算端銃刀、球頭銃刀或盤(pán)銃刀的3-D刀具補(bǔ)償量。HEIDENHAINiTNC530數(shù)控系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：（1）能夠?qū)崿F(xiàn)更短的程序段處理時(shí)間，輪廓加工精度更高。（2）優(yōu)異的高速加工和5軸加工特性，使加工速度、精度和表面質(zhì)量達(dá)到很好的統(tǒng)一（3）配備實(shí)時(shí)3D插補(bǔ)、刀具中心點(diǎn)管理、傾斜和圓柱面加工功能。（4）系統(tǒng)中集成的DCM文件動(dòng)態(tài)碰撞監(jiān)控功能，解決了多軸加工復(fù)雜的干涉碰撞檢查問(wèn)題，集成的AFC自適應(yīng)進(jìn)給控制，可有效減少加工時(shí)間、機(jī)床故障率等。（5）具備了DXF文件導(dǎo)入直接生成加工程序，使CAD/CAM與數(shù)控加工無(wú)縫集成。（6）友好的界面，如圖1-13所示，面向車(chē)間的編程方法，編程中采用對(duì)話式編程，無(wú)需記憶G代碼。圖1-13HEIDENHAINiTNC530數(shù)控系統(tǒng)操作界面10NXCAM多軸加工編程實(shí)踐教程10SINUMERIK（西門(mén)子）數(shù)控系統(tǒng)西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)是德國(guó)西門(mén)子公司的產(chǎn)品，一直以其優(yōu)質(zhì)穩(wěn)定的性能在業(yè)界擁有良好的口碑。SINUMERIK840Dsl是西門(mén)子公司在2010年推出的高性能數(shù)控系統(tǒng)，其具有簡(jiǎn)單、分布式的系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，是一款功能強(qiáng)大、開(kāi)放、靈活的數(shù)控系統(tǒng)，直觀明了的用戶界面在操作和編程方面為用戶提供了便利的支持，利用完善的SINUMERIKMDynamics（3軸/5軸）銃削工藝包、優(yōu)異的同步功能，80位浮點(diǎn)數(shù)納米（NANOFP）計(jì)算精度、空間補(bǔ)償系統(tǒng)（VCS）等創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用使機(jī)床性能更勝一籌，實(shí)現(xiàn)最佳的加工質(zhì)量。在SINUMERIK840Dsl延續(xù)了840D的使用功能的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)了操作的方便性和舒適性。同時(shí)，SINUMERIK840Dsl控制系統(tǒng)和SINAMICSS120驅(qū)動(dòng)還集成安全功能，在所有必需的機(jī)床操作中最大限度地確保人員和機(jī)床的安全。西門(mén)子數(shù)控系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：（1）高度開(kāi)放的HMI和NCK能滿足不同客戶的個(gè)性化需求，無(wú)論是各種用戶定制畫(huà)面，還是專(zhuān)有技術(shù)、特殊工藝均能輕松與系統(tǒng)無(wú)縫連接，最多可以配31個(gè)軸。（2）SINUMERIK840Dsl極佳的動(dòng)態(tài)性能和加工精度對(duì)簡(jiǎn)單零件或是復(fù)雜零件的加工，都可取得理想的加工質(zhì)量。（3）SINUMERIK840Dsl的使用更加方便，其在設(shè)計(jì)之初，就針對(duì)加工本身的特點(diǎn)進(jìn)行了功能的整合，同時(shí)還考慮到工藝流程和生產(chǎn)管理的需要。（4）SINUMERIK840Dsl的用戶界面基于HMI-Advanced，可與ShopMill或ShopTurn完美組合，無(wú)論是銃削或是車(chē)削應(yīng)用，還是通用型應(yīng)用或?qū)嵱玫墓ぜ偷毒邷y(cè)量功能、人性化的刀具管理、高度可靠的3D程序模擬、簡(jiǎn)明的刀具圖形顯示等功能都極大地簡(jiǎn)化了機(jī)床設(shè)置過(guò)程，顯著縮短了加工準(zhǔn)備時(shí)間，提高了生產(chǎn)和流程效率。（5）SINUMERIK840Dsl融入了圖形編程的程序，可以迅速地完成從圖紙到數(shù)控程序的生成，不論是直觀的工步編程還是靈活的高級(jí)語(yǔ)言編程，借助ProgramGUIDE編程向?qū)б约吧鷦?dòng)的動(dòng)畫(huà)支持功能，操作人員不需要編程手冊(cè)即可快速選擇適當(dāng)?shù)募庸し绞?，輕松高效地生成加工程序。圖1-14所示為SINUMERIK840Dsl數(shù)控系統(tǒng)操作界面。SINUMERIK840Dsl除了支持ShopMill工步編程，加工步驟以工序表的形式顯示，使操作者一目了然之外，還可以快速、高效地進(jìn)行DIN或ISO語(yǔ)言編程。DIN程序是由若干指令段構(gòu)成，每個(gè)指令段由若干條指令構(gòu)成，每條指令又包括兩個(gè)部分：指令字和指令參數(shù)。指令中以指令字區(qū)分不同指令的功能。例如，G01指令為G，為準(zhǔn)備功能G指令；M03中指令字為M，為輔助功能指令。1111第1章多軸加工基礎(chǔ)圖1-14SINUMERIK840Dsl數(shù)控系統(tǒng)操作界面FANUC（發(fā)那科）數(shù)控系統(tǒng)日本FANUC公司自20世紀(jì)50年代末生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)以來(lái)，已開(kāi)發(fā)出四十多種系列的數(shù)控系統(tǒng)，具有高質(zhì)量、高性能、全功能，適用于各種機(jī)床和生產(chǎn)機(jī)械的特點(diǎn)，市場(chǎng)占有率較高。FANUC31i數(shù)控系統(tǒng)是先進(jìn)、復(fù)合、多軸、多通道的高端數(shù)控系統(tǒng)，圖1-15所示為FANUC31i數(shù)控系統(tǒng)操作界面，是該公司的代表作，以高性能、高穩(wěn)定性著稱(chēng)，具有以下特點(diǎn)：（1）系統(tǒng)在設(shè)計(jì)中大量采用模塊化結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)易于拆卸，各控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于維修、更換。（2）提供了大量豐富的PMC信號(hào)和PMC功能指令，這些信號(hào)與指令可以便于用戶編制機(jī)床側(cè)PMC控制程序，而且增加編程的靈活性。（3）具有很強(qiáng)的DNC功能。系統(tǒng)提供串行RS232傳輸接口，使通用PC和機(jī)床之間的數(shù)據(jù)傳輸更方便、更可靠。（4）提供豐富的維修報(bào)警和診斷功能，其維修手冊(cè)為用戶提供了大量的報(bào)警信息，并以不同的類(lèi)別分類(lèi)。12 NXCAM多軸加工編程實(shí)踐教程（5）具有豐富的5軸加工功能，包括RTCP功能、刀具三維半徑補(bǔ)償功能、傾斜面加工功能、5軸手工進(jìn)刀功能。（6）具有豐富的高精、高速加工功能，包括納米插補(bǔ)、AI納米輪廓控制功能和加速度控制功能、納米平滑功能等。圖1-15FANUC31i數(shù)控系統(tǒng)操作界面1.4.4華中數(shù)控系統(tǒng)武漢華中數(shù)控股份有限公司創(chuàng)立于1994年，獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)、省部級(jí)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)4項(xiàng)，有9項(xiàng)產(chǎn)品被評(píng)為國(guó)家級(jí)重點(diǎn)新產(chǎn)品，華中數(shù)控系統(tǒng)被列入首批自主創(chuàng)新產(chǎn)品目錄。2011年，華中數(shù)控系統(tǒng)光榮入選國(guó)家“十一五”重大科技成就展。華中數(shù)控具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)控裝置形成了高、中、低3個(gè)檔次的系列產(chǎn)品，公司在前期技術(shù)積累的基礎(chǔ)上，整合國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)3個(gè)課題的研發(fā)任務(wù)，瞄準(zhǔn)國(guó)外高檔數(shù)控系統(tǒng)的最高水平，研制了華中8型系列高檔數(shù)控系統(tǒng)新產(chǎn)品，已有數(shù)十臺(tái)（套）與列入國(guó)家重大專(zhuān)項(xiàng)的高檔數(shù)控機(jī)床配套應(yīng)用；具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的伺服驅(qū)動(dòng)和主軸驅(qū)動(dòng)裝置性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，自主研制的5軸聯(lián)動(dòng)高檔數(shù)控系統(tǒng)已有150多臺(tái)在汽車(chē)、能源、航空等領(lǐng)域成功應(yīng)用。2009年開(kāi)始，華中數(shù)控針對(duì)市場(chǎng)實(shí)際需求，瞄準(zhǔn)國(guó)際領(lǐng)先的高檔數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)水平，集中優(yōu)勢(shì)研發(fā)力量，以產(chǎn)品化為目標(biāo)，自主研制HNC-848總線式高檔數(shù)控裝置，并且得到了高檔數(shù)控重大專(zhuān)項(xiàng)的支持。HNC-848總線式高檔數(shù)控裝置具有多通道、多軸聯(lián)動(dòng)、高速高精加工能力，適用于數(shù)控車(chē)、銃、車(chē)削中心及立式臥式加工中心、車(chē)銃復(fù)合、5軸龍門(mén)機(jī)床等大型、重型、高速、精密數(shù)控機(jī)床。目前，HNC-848總線式高檔數(shù)控裝置已經(jīng)與重大專(zhuān)項(xiàng)支持的十類(lèi)44臺(tái)套高檔數(shù)控機(jī)床配套，主要技術(shù)指標(biāo)與國(guó)外高檔數(shù)控系統(tǒng)相13第1章多軸加工基礎(chǔ)13當(dāng)，是重大專(zhuān)項(xiàng)課題機(jī)床配套最多的國(guó)產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)。圖1-16所示為華中8型（HNC-848）數(shù)控系統(tǒng)操作界面，其具有以下特點(diǎn)：（1）采用雙CPU模塊的上下位機(jī)結(jié)構(gòu)、模塊化、開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)，基于具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的NCUC工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。（2）支持多軸多通道、多軸加工及車(chē)銃復(fù)合加工。（3）梯形圖在線監(jiān)控和編輯及線框圖的保存（界面任意切換，圖形不丟失）。（4）強(qiáng)大的宏程序功能，用戶可以使用更多的變量、函數(shù)，同時(shí)增加了用戶宏程序模態(tài)調(diào)用等一系列高級(jí)功能。（5）支持龍門(mén)軸同步、動(dòng)態(tài)軸釋放/捕獲、通道間同步等功能。（6）簡(jiǎn)化編程功能：鏡像、縮放、旋轉(zhuǎn)、直接圖紙尺寸編程等，內(nèi)置各種加工工藝循環(huán)功能。圖1-16圖1-16華中8型（HNC-848）操作界面1.5多軸加工刀具種類(lèi)加工刀具的選擇是多軸加工中的重要內(nèi)容，它不僅影響加工效率，而且還影響加工質(zhì)量。CAD/CAM技術(shù)及數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，使得設(shè)計(jì)、工藝規(guī)劃、數(shù)控編程及加工實(shí)現(xiàn)一體化，數(shù)控編程與數(shù)控系統(tǒng)集成度變得越來(lái)越高。多軸加工刀具除了具備3軸加工中的刀具特性外，刀具的種類(lèi)必須適應(yīng)數(shù)控機(jī)床高速、高效和自動(dòng)程度高的特點(diǎn)。多軸加工刀具一般有面銃刀、立銃刀、圓鼻銃刀、球頭銃刀等類(lèi)型。

14NXCAM多軸加工編程實(shí)踐教程14.面銃刀面銃刀主要用于立式銃床加工平面和小臺(tái)階面等。面銃刀的主切削刃分布在銃刀的圓柱面上或圓機(jī)床電器錐面上，副切削刃分布在銃刀的端面上，如圖1-17所示。面銃刀按結(jié)構(gòu)可以分為整體式面銃刀、硬質(zhì)合金整體焊接式面銃刀、硬質(zhì)合金機(jī)夾焊接面銃刀。非90°的面銃刀切削加工時(shí)，還應(yīng)考慮其公稱(chēng)直徑和有效直徑。圖1-17圖1-17面銃刀.立銃刀立銃刀是數(shù)控銃削中最常用的一種銃刀，如圖1-18所示，圓柱面上的切削刃是主切削刃，端面上分布著副切削刃，主切削刃一般為螺旋齒，這樣可以增加切削平穩(wěn)性，提高加工精度。立銃刀主要用于加工凹槽、臺(tái)階面以及零件側(cè)壁加工。另外有粗齒大螺旋角立銃刀、玉米銃刀、硬質(zhì)合金波形刃立銃刀等，它們的直徑較大，可以采用大的進(jìn)給量，生產(chǎn)率很高。在多軸加工中，立銃刀還根據(jù)加工特征不同，還有側(cè)刃帶錐度的立銃刀，如圖1-19所示。餐直圖1-18立銃刀圖餐直圖1-18立銃刀圖1-19錐度立銃刀15第1章多軸加工基礎(chǔ)15.圓鼻銃刀圓鼻銃刀的外型與立銃刀類(lèi)似，均為平坦的底部設(shè)計(jì)，所不同的是圓鼻銃刀的底部為帶有R角的刀刃而不是尖點(diǎn)的刀刃，如圖1-20所示，所以刀刃的強(qiáng)度比立銃刀好，不易崩壞，因此刀具的壽命會(huì)比立銃刀要長(zhǎng)。除此之外，圓鼻銃刀比球頭銃刀、立銃刀有更佳的加工效率，尤其是在粗加工時(shí)。因?yàn)閳A鼻銃刀底部是平的，圓鼻銃刀的水平刀間距可以用的比球刀更大。在精加工時(shí)，它擁有與球刀一樣的優(yōu)點(diǎn)，所以刀間距也可以用更大的數(shù)值。因此圓鼻銃刀不論是用于粗加工還是精加工，都是非常合適的選擇。在銃削帶拔面模具時(shí)，圓鼻銃刀還有另外一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)是使用球刀所比不上的。球刀本身會(huì)隨著與工件接觸的位置不同，切削速度從而有非常大的變化，所以加工面品質(zhì)不穩(wěn)定。圓鼻銃刀雖然也有這樣的情況，不過(guò)它的切削速度的變化并不像球刀那樣有極大的變化。圓鼻銃刀另一應(yīng)用是擺線加工，這是一種刀具路徑以固定圓弧半徑作連續(xù)擺線進(jìn)給。尖角的平頭銃刀只能用于沒(méi)有底部的擺線加工，而圓刀尖的平頭銃刀則可進(jìn)行各種切深的擺線加工。因此使用圓鼻銃刀加工工件效率高，且工件表面質(zhì)量穩(wěn)定，因此，圓鼻銃刀也是數(shù)控加工中常用的刀具之一。在多軸加工中，根據(jù)加工特征不同，還有側(cè)刃帶錐度的圓鼻銃刀，如圖1-21所示。圖1-20圓鼻銃刀圖1-21圖1-20圓鼻銃刀圖1-21錐度圓鼻銃刀.球頭銃刀底部刀刃為一球形狀的銃刀為球頭銃刀，如圖1-22所示。球頭銃刀在目前曲面精加工的使用上相當(dāng)頻繁。與立銃刀比起來(lái)，因?yàn)榍蝾^銃刀沒(méi)有像立銃刀底部為尖點(diǎn)的刀刃，而是帶有R角的刀刃，所以球頭銃刀的刀刃更為結(jié)實(shí)，不易崩壞；換句話說(shuō)，球頭銃刀的壽命會(huì)比立銃刀更為穩(wěn)定。除此之外，球頭銃刀與工件接觸的區(qū)域?yàn)镽角的刀刃，因此在精加工時(shí)刀間距可用更大的數(shù)值，加工面也有極佳的效果。球頭銃刀在曲面加工時(shí)也會(huì)遭遇一些問(wèn)題，在銃削曲面時(shí)球頭銃刀雖然與工件接觸的區(qū)域?yàn)镽角的刀刃，但是實(shí)際的接觸位置卻會(huì)隨著工件的形狀而改變，這樣的差異會(huì)帶來(lái)切削線速度的不穩(wěn)定，尤其在多軸加工中，要盡量避免使用線速度為零的部位切削曲面，從而提高零件表面質(zhì)量。在多軸加工中，根據(jù)加工特征不同，球頭銃刀還有側(cè)刃帶錐度的球頭銃刀（如圖1-23所示）、“棒棒糖”球頭銃刀（如圖1-24所示）及底部大圓弧球頭銃刀（如圖1-25所示），在加工一些特殊曲面時(shí)應(yīng)用也較為廣泛。圖1-23錐度球頭銃刀圖1-22球頭銃刀圖1-24 “棒棒糖”球頭銃刀圖1-23錐度球頭銃刀圖1-22球頭銃刀圖1-24 “棒棒糖”球頭銃刀圖1-25大圓弧球頭銃刀16NXCAM多軸加工編程實(shí)踐教程161.6多軸加工應(yīng)用以往傳統(tǒng)的3軸加工工具機(jī)只有3個(gè)正交的X、Y、Z軸，且刀具只能沿著此三軸做線性平移，而使加工工件的幾何形狀有所限制，因此必須增加工具機(jī)的軸數(shù)來(lái)獲得加工的自由度，最典型的就是增加兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，成為5軸加工機(jī)床。對(duì)于多軸加工應(yīng)用，一般可分為定軸加工和多軸聯(lián)動(dòng)加工兩種。3+2軸加工多軸加工中的定軸加工一般可分為分度加工與定軸加工。分度加工一般用在4軸設(shè)備上，是利用回轉(zhuǎn)軸實(shí)現(xiàn)分度功能的一種加工方法；定軸加工是刀具軸垂直于被加工對(duì)象表面的一種特殊的3軸加工方法，也稱(chēng)為3+2軸加工，如圖1-26所示。通過(guò)控制進(jìn)給軸X、Y、Z，在機(jī)床上，通過(guò)刀具的方向或是工作臺(tái)的位置改變，切削刀具在最佳切削狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)完成零件的加工。當(dāng)切削刀具向頂端或工件邊緣移動(dòng)時(shí)，切削狀態(tài)逐漸變差。若要在此處也想保持最佳切削狀態(tài)，需旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)。完整加工一個(gè)不規(guī)則平面，必須常常將工作臺(tái)以不同的方向旋轉(zhuǎn)多次。17圖1-2617圖1-263+2軸加工坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換示意圖第1章多軸加工基礎(chǔ)FANUC31i空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換指令G68Xpx1Ypy1Zpz1Ii1Jj1Kk1Ra;開(kāi)始空間坐標(biāo)變換???G69;取消空間坐標(biāo)變換(2)HEIDENHAIN空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換指令LZ+250R0FMAX;定位在安全高度處PLANESPATIALSPA+0SPB+45SPC+0STAY;定義并啟動(dòng)PLANE功能LA+Q120C+Q122F2000;用TNC計(jì)算的值定位旋轉(zhuǎn)軸...定義在傾斜加工面上的加工(3)Siemens空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換指令N28CYCLE800(1,"”,1,57,0,0,0,0,0,0,40,30,0,1)N30T="MILL_10mm"N32M6N34M3S5000N36POCKET4(50,0,1,-15,20,0,0,4,0.5,0.5,1000,1000,0,11,,,,,);環(huán)形凹槽N38POCKET4(50,0,1,-15,20,0,0,4,0,0,1000,1000,0,12,,,,,)N40…(4)華中8型(HNC-848)空間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換指令M128G43.4HxxG68.1Qxx???G49M1291.6.2多軸聯(lián)動(dòng)刀具跟隨五坐標(biāo)機(jī)床及其加工編程，常用刀具跟隨功能對(duì)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度和數(shù)控編程進(jìn)行簡(jiǎn)化，控制系統(tǒng)會(huì)保持刀具中心始終在被編程的XYZ位置上。為了保持住這個(gè)位置，轉(zhuǎn)動(dòng)坐標(biāo)的每一個(gè)運(yùn)動(dòng)都會(huì)被XYZ坐標(biāo)的一個(gè)直線位移所補(bǔ)償。因此，對(duì)于其他傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)而言，

18NXCAM多軸加工編程實(shí)踐教程18一個(gè)或多個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)坐標(biāo)的運(yùn)動(dòng)會(huì)引起刀具中心的位移；而對(duì)于數(shù)控系統(tǒng)刀具跟隨起作用時(shí)，是坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)中心的位移，保持刀具中心始終處于同一個(gè)位置上。在這種情況下，可以直接編程刀具中心的軌跡，而不需考慮轉(zhuǎn)軸中心，這個(gè)轉(zhuǎn)軸中心是獨(dú)立于編程的，是在執(zhí)行程序前由顯示終端輸入的，與程序無(wú)關(guān)。RTCP模式現(xiàn)在很多高端的數(shù)控系統(tǒng)中開(kāi)發(fā)了RTCP功能，此類(lèi)系統(tǒng)已經(jīng)在其內(nèi)部記錄了各回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)中心的位置，只需在加工前對(duì)刀具的絕對(duì)長(zhǎng)度（刀尖到主軸端面的距離）和刀具參數(shù)（刀具直徑及刀尖圓角半徑）進(jìn)行正確設(shè)定，RTCP功能即可對(duì)機(jī)床多軸加工時(shí)的擺長(zhǎng)和刀長(zhǎng)在有擺動(dòng)角度時(shí)產(chǎn)生的坐標(biāo)偏置進(jìn)行補(bǔ)償。RTCP功能未啟動(dòng)時(shí)，如果轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸，機(jī)床的狀態(tài)如圖1-27所示，機(jī)床的線性軸不動(dòng)，機(jī)床坐標(biāo)保持不變，程序坐標(biāo)不變，但是刀具中心位置發(fā)生變化，這與編程過(guò)程不符。圖1-27RTCP圖1-27RTCP功能未啟動(dòng)RTCP功能啟動(dòng)后，如果轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸，機(jī)床的狀態(tài)如圖1-28所示，機(jī)床的線性軸移動(dòng)，機(jī)床坐標(biāo)變化，程序坐標(biāo)不變，刀具中心位置不變，與編程過(guò)程保持一致。圖1-28RTCP圖1-28RTCP功能啟動(dòng)RTCP功能的優(yōu)點(diǎn)有如下幾點(diǎn)：（1）簡(jiǎn)化了CAM軟件后置處理的設(shè)定，在后置處理文件的設(shè)定中將所有關(guān)于回轉(zhuǎn)軸19第1章多軸加工基礎(chǔ)19的偏差及擺長(zhǎng)的參數(shù)設(shè)定為0即可。（2）增加了數(shù)控程序?qū)?軸機(jī)床的通用性。沒(méi)有RTCP功能的5軸機(jī)床，由于每臺(tái)機(jī)床的回轉(zhuǎn)參數(shù)不同，所以都要對(duì)應(yīng)單獨(dú)的后處理文件，對(duì)生產(chǎn)造成極大的不變，RTCP功能可對(duì)回轉(zhuǎn)軸的回轉(zhuǎn)偏差自動(dòng)補(bǔ)償，NC程序中只給定刀具的刀心或刀尖點(diǎn)的軌跡坐標(biāo)和刀軸方向（兩個(gè)回轉(zhuǎn)軸的坐標(biāo)）即可，這樣不同的軸機(jī)床就可以使用相同的數(shù)控程序加工。（3）使手工編寫(xiě)5軸程序變得簡(jiǎn)單可行。RPCP模式RPCP功能是在RTCP功能基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的，它與RTCP聯(lián)合使用，主要針對(duì)帶有工作臺(tái)翻轉(zhuǎn)類(lèi)型的多軸機(jī)床。該功能可使動(dòng)臺(tái)式機(jī)床的加工形式轉(zhuǎn)換為動(dòng)軸式機(jī)床的加工形式。多軸數(shù)控編程時(shí)，在生成刀具軌跡的過(guò)程中，被加工的工件始終保持不動(dòng)，而是刀具在工件上移動(dòng)并變換角度，這與主軸頭旋轉(zhuǎn)的機(jī)床相符合，但是也有很多小型多軸機(jī)床是通過(guò)工作臺(tái)翻轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)多軸加工的，這些機(jī)床在加工過(guò)程中工作臺(tái)時(shí)刻變化，使得被加工工件的坐標(biāo)位置也處在時(shí)刻變化中，這給多軸程序的編寫(xiě)帶來(lái)很大難度，也需要對(duì)偏移的坐標(biāo)進(jìn)行補(bǔ)償。這個(gè)補(bǔ)償過(guò)程必須由CAM軟件的后處理來(lái)完成。通常需要在后處理文件中指定工件坐標(biāo)系與各個(gè)回轉(zhuǎn)軸回轉(zhuǎn)中心的偏差值，這給后置處理文件的制作及數(shù)控操作都帶來(lái)了極大的難度。因?yàn)槊考庸ひ粋€(gè)工件都要將工件中心與轉(zhuǎn)臺(tái)中心的相對(duì)位置測(cè)量出來(lái)填寫(xiě)到后處理文件中，或者將工件中心與轉(zhuǎn)臺(tái)中心重合，給編程和操作都帶來(lái)極大的不方便，而且容易造成人為錯(cuò)誤，影響加工效率。運(yùn)動(dòng)是相對(duì)的，究竟是工件運(yùn)動(dòng)還是刀具軸運(yùn)動(dòng)都是相對(duì)于加工坐標(biāo)系而言的，RPCP功能的實(shí)現(xiàn)就是利用了這個(gè)原理，它可將坐標(biāo)系固定在工作臺(tái)或工件上，也就是說(shuō)，工件翻轉(zhuǎn)的同時(shí)是帶著坐標(biāo)系一起翻轉(zhuǎn)的，也就相當(dāng)于在加工過(guò)程中工件的位置相對(duì)于加工坐標(biāo)系保持不變，即可視為工件始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，而是機(jī)床和刀具軸在進(jìn)行翻轉(zhuǎn)和旋轉(zhuǎn)，那么，一臺(tái)動(dòng)臺(tái)式機(jī)床便轉(zhuǎn)換成為了一臺(tái)動(dòng)軸式機(jī)床，與多軸編程的特點(diǎn)相符合。圖1-29所示為一個(gè)雙翻轉(zhuǎn)工作臺(tái)式5軸機(jī)床工件擺放的示例。圖1-29圖1-29雙翻轉(zhuǎn)工作臺(tái)式5軸機(jī)床工件擺放的示例RPCP功能未啟動(dòng)時(shí)，如果轉(zhuǎn)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸，機(jī)床的狀態(tài)如圖1-30所示，加工坐標(biāo)系位置不變，工件坐標(biāo)