五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢摘要：介紹五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床在工業(yè)加工中的優(yōu)勢和重要性，從國內(nèi)、國外兩個(gè)方面闡述目前五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的現(xiàn)狀，最后從目前機(jī)床工業(yè)發(fā)展動(dòng)態(tài)出發(fā)展望五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞：五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床技術(shù)現(xiàn)狀發(fā)展趨勢Abstract：Theadvantagesandimpo~anceoffive—axisCNCmachinetoolsinindustrialmachiningarepresented．Thestatusquoofdevelopmentoffive—axisCNCmachinetoolsathomeandabroadisdescribedandtheirdevelopingprospectgiven．KeyWords：Five——axisCNCMachineToolsTechnologyStatusDevelopingTrends[17]一、簡介五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床是一種科技含量高、精密度高專門用于加工復(fù)雜曲面的機(jī)床，這種機(jī)床系統(tǒng)對(duì)一個(gè)國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設(shè)備等等行業(yè)有著舉足輕重的影響力。目前，五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子、大型柴油機(jī)曲軸等等加工的唯一手段。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀陳則仕，張秋菊2005年提出一種五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)建模與仿真研究，探討在VC＋＋6．0集成編程環(huán)境下，調(diào)用OpenGL實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的建模與仿真。對(duì)一種五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人首先建立幾何模型，對(duì)其正逆運(yùn)動(dòng)學(xué)問題進(jìn)行分析求解，然后建立友好人機(jī)交互界面，對(duì)機(jī)器人示教再現(xiàn)過程進(jìn)行模擬，最終實(shí)現(xiàn)讓機(jī)器人走空間直線路徑的軌跡規(guī)劃仿真[1]。該方法為五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人研究開辟新的道路，為五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)器人的實(shí)用化做好理論實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。趙世田，孫殿柱，孫肖霞2006年提出基于UG／POST五軸聯(lián)動(dòng)加工中心專用后置處理器的研發(fā)，通過結(jié)舍UG／PostBuilder后置處理器開發(fā)工具和上述后置處理算法，開發(fā)了該機(jī)床的專用后置處理器，并通過試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證了該后置處理器的正確性和實(shí)用性[2]。德國茲默曼公司2007年開發(fā)出FZ25龍門銑床，標(biāo)志著Zimmermann（茲默曼）公司再次擴(kuò)展了其高度專業(yè)化的五軸聯(lián)動(dòng)HSC龍門銑床的應(yīng)用范圍。FZ25非常適合大工件的干式切削，尤其是輕型的復(fù)合材料的加工，例如碳纖維和玻璃纖維強(qiáng)化塑料、環(huán)氧樹脂、亞安酯、聚苯乙稀等[3]。杜玉湘，陸啟建，劉明燈2007年提出五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用，介紹了五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床的幾種結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)和發(fā)展趨勢；闡述了幾種五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床加工的加工造型、編程(CAD／CAM系統(tǒng))及其優(yōu)缺點(diǎn)；詳細(xì)描述了五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床對(duì)數(shù)控系統(tǒng)的要求及四開公司五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)；列舉了四開公司歷年來參展的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床及現(xiàn)場加工工件的情況[4]。燕紅波，楊慶東，劉芳在2007年提出五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控加工技術(shù)的研究及應(yīng)用，五軸聯(lián)動(dòng)加工以其高柔性,高復(fù)合性,優(yōu)良的切削位置姿態(tài)贏得越來越多用戶的青睞,但編程的抽象和操作的復(fù)雜已經(jīng)成為提高數(shù)控加工技術(shù)的一大瓶頸問題.本文介紹了多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工中心的結(jié)構(gòu)模型,提出了基于典型的CAD/CAM軟件UG的多軸后處理方法和加工實(shí)例,并對(duì)某一新型的五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床闡述了其各軸的坐標(biāo)變換關(guān)系,開發(fā)了后處理系統(tǒng),為多軸聯(lián)動(dòng)加工方案的制定提供了參考[5]。李培楠，郭銳鋒，黃艷等在2023年提出四元數(shù)五軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)算法的研究，設(shè)計(jì)一種基于四元數(shù)五軸聯(lián)動(dòng)的插補(bǔ)算法，不僅簡化了插補(bǔ)計(jì)算量，同時(shí)能夠使刀具從一點(diǎn)平穩(wěn)的運(yùn)動(dòng)到另一點(diǎn)，而且插補(bǔ)的軌跡更光滑連續(xù)．文章引入四元數(shù)理論，重點(diǎn)研究了四元數(shù)在構(gòu)造數(shù)學(xué)模型和運(yùn)動(dòng)變換中的應(yīng)用，并在Matlab中成功的進(jìn)行了仿真．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了該算法的可行性[6]。四元數(shù)是最簡單的超復(fù)數(shù)，那可不可以引入其他元數(shù)理論，產(chǎn)生的效果將會(huì)是怎么樣呢？劉士玉,徐樹洛在2023年提出五軸聯(lián)動(dòng)龍門加工中心現(xiàn)狀與發(fā)展探討，通過對(duì)五軸聯(lián)動(dòng)龍門加工中心現(xiàn)狀的分析，總結(jié)了機(jī)床總體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，找出了國內(nèi)外機(jī)床在技術(shù)上的差距。提出了高端機(jī)床發(fā)展的相關(guān)理念。高端機(jī)床也意味著高技術(shù)，高投入和高產(chǎn)出。向高端技術(shù)發(fā)展，是我國民族企業(yè)必須要有的念頭，更是民族企業(yè)做大做強(qiáng)的必由之路[7]。張曉輝，于東，胡毅等2023年提出一種新型五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的研究，詳細(xì)描述了該五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，對(duì)其中的RTCP模塊和基于四元數(shù)的空間運(yùn)動(dòng)學(xué)變換模塊進(jìn)行了重點(diǎn)探討，并對(duì)該數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行了測試．實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該數(shù)控系統(tǒng)具備一個(gè)工作程序在不同結(jié)構(gòu)的機(jī)床進(jìn)行加工的功能[8]。黃堪豐，張平，簡啟廉在2023年提出基于NURBS曲線的五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控插補(bǔ)算法研究，針對(duì)復(fù)雜曲面實(shí)際加工中五軸線性插補(bǔ)存在的不足，研究一種基于雙NCRBS曲線的五軸聯(lián)動(dòng)插補(bǔ)算法，能有效提高零件加工效率與表面精度；同時(shí)對(duì)插補(bǔ)前進(jìn)行三次樣條曲線加減速處理，減小加加速度階躍性變化對(duì)機(jī)床造成的往復(fù)振動(dòng)；通過UG二次開發(fā)成雙NCRBS樣條代碼實(shí)例，表明其具有顯著的優(yōu)越性[9]。斬序李陜洪波走20堂09鴨年提相出呆五軸槳聯(lián)動(dòng)率加工群技術(shù)控的探業(yè)討，蠅過去征，五圈軸聯(lián)絲動(dòng)技驕術(shù)都基掌握蔑在歐訴美H滴等發(fā)扁達(dá)國燈家手炮中，券嚴(yán)禁證向中乖國出她口。住但是糧，隨而著中懷國國飲內(nèi)對(duì)輕該項(xiàng)敘技術(shù)蹈的迫它切需歲求，送國外絹的禁恩運(yùn)狀孩況有蹈所緩?fù)冉?，賓同時(shí)債，國帶內(nèi)一壘些數(shù)尋控系瓶統(tǒng)廠沒商，襯如華慚中數(shù)廈控大箏森數(shù)逼控等怖，也拖都適填時(shí)推共出了頁具有絮自主江知識(shí)彩產(chǎn)權(quán)喊的五輪軸聯(lián)械動(dòng)數(shù)偵控系熄統(tǒng)，殿使得琴五軸登聯(lián)動(dòng)讓加工扇終于央揭開謀神秘英面紗緊，得騙到了告越來該越廣俊泛的氏應(yīng)用革[1健0]敲。細(xì)妖魏音華亮天20亦09撞年提堡出獎(jiǎng)基于砌并聯(lián)床技術(shù)水高速謊加工豆大型斗工件蒜的車玩載式鑄五軸丟聯(lián)動(dòng)豈機(jī)床芹，基加于并綠聯(lián)技梅術(shù)，漂設(shè)計(jì)井了高訴速加陰工大姻型工楚件的塔車載宇式五償軸聯(lián)鹿動(dòng)車殺床，淺采用標(biāo)核心棉模塊唇的并身聯(lián)機(jī)婚構(gòu)僅武有戚6菠個(gè)關(guān)摧節(jié)踏、頌10傳個(gè)自嚴(yán)由度哨，相階對(duì)前客一代芒并聯(lián)迎車床螺的關(guān)翅節(jié)數(shù)溉及自騎由度努數(shù)大秧為減赴少，晚剛性壓，動(dòng)抄態(tài)性乒能及字高速鐮性能爸大幅飾提高悶[1樹1]狠。申徐正躍平2勻00醫(yī)9年扔創(chuàng)新或是機(jī)獵床發(fā)疑展的活不懈書動(dòng)力女——吃CI佩MT扎20剩09雕加工太中心壩評(píng)述較，通默過對(duì)菌我國苗和歐周美及定日本魔等發(fā)式達(dá)國吹家所族展的歐五軸際聯(lián)動(dòng)墻數(shù)控掉車床糕進(jìn)行敲介紹叔，對(duì)監(jiān)比國省內(nèi)和棕國外永的產(chǎn)鐵品，生找出校差距膊，從貢而得刃出創(chuàng)錢新是蓬機(jī)床車發(fā)展乏的不杯懈動(dòng)惹力的漫論點(diǎn)架[1吼2]錄。申葛榮汽雨，俊馮顯約英，啦郭培宋全2河00菊9年妻基于吐五軸醫(yī)數(shù)控粥機(jī)床萌弧面雷凸輪改廓面損創(chuàng)成懸方法次研究進(jìn)，玻：腐根據(jù)禍弧面愿凸輪綁廓面蟻的成各形運(yùn)招動(dòng)分傾析。水主軸歉擺動(dòng)豆單轉(zhuǎn)寶臺(tái)和恨雙轉(zhuǎn)漿臺(tái)兩園大類信通用贏五軸院聯(lián)動(dòng)湯數(shù)控假機(jī)床眼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釘與機(jī)踩床，秤20甲07占，（潑5膀）：煌13堡7-跪13例7竹．霜[4向]杜惹玉湘但，陸石啟建柔，劉種明燈駐．五杏軸聯(lián)傘動(dòng)數(shù)役控機(jī)陣床的鋒結(jié)構(gòu)日和應(yīng)減用[握J(rèn)]苗．機(jī)尼械制蝴造與羨自動(dòng)蜻化,妨20道08憐,3悟7(困3)喊:1邊4-尸16獵,2斥0．堅(jiān)[5秘]燕登紅波吼，楊薄慶東閘，劉寸芳．殺五軸鉗聯(lián)動(dòng)確的數(shù)耗控加糖工技寇術(shù)的福研究歸及應(yīng)鏈用嗽[J疏]涂．機(jī)吧械工舌程師米，2帆00猶7倡龍（類5）派：1壤20凳-1務(wù)21普．洽[6屈]為李培墓楠，義郭銳浮鋒，葉黃艷字等攔．帶四元惜數(shù)五畫軸聯(lián)申動(dòng)叨插補(bǔ)薪算法松的研花究塞[J呈]床．倉小型王微型翻計(jì)算腥機(jī)系贊統(tǒng)，絨趨2起00代8,期29燦（丈7庫）：股13騙62患-1則36垃5騾．霉[7頭]劉賤士玉振,徐滋樹洛母．五賊軸聯(lián)誕動(dòng)龍擠門加奇工中剝心現(xiàn)香狀與肯發(fā)展缸探討延[J總]．跪產(chǎn)品慕與技漁術(shù)，便20續(xù)08微，萍（6鞋）：依84尋-8仙7．悟[8球]桃張曉湖輝，仍于東交，胡折毅喝．灣一種棵新型口五軸誤聯(lián)動(dòng)劃數(shù)控召系統(tǒng)度的研痰究講[J膠]?。镄⌒突谖⑿吞┯?jì)算噴機(jī)系電統(tǒng)，菜賺2凱00擠9并，膛30乖(2張)剝：端37南1-冶37干5針．利[9色]飲黃堪嗓豐，沫張平嫌，簡臺(tái)啟廉貸．蓬基于辟NU陽RB籃S懷曲線式的五抽軸聯(lián)蟻動(dòng)數(shù)夫控桶插補(bǔ)下算法禾研究叛[J亂]甜．機(jī)奴床與積液壺壓，其20撲09啊,3訊7（嘉10詢）驕：幟54各-5混7,壩29殼．體[1睬0]際李洪霸波．津五軸溉聯(lián)動(dòng)痕加工汽技術(shù)也的探男討[鞋J]拘．金孔屬加朵工，拉20金09傅，（匠21帽）:雕28賀-2涂9,夏60隊(duì)．仁[1發(fā)1]捐魏腰華亮窩．項(xiàng)基于片并聯(lián)眨技術(shù)濫高速嫂加工帳大型叛工件型的車忘載式熱五軸臣聯(lián)動(dòng)例機(jī)床衣[J形]濫．酷機(jī)械悄工程閥師，敢20挨09輩，（勞6輸）：番:4痰3-雜44造．泊[1掏2]激徐正威平繞．貸創(chuàng)新凱是機(jī)濕床發(fā)掛展的琴不懈得動(dòng)力獄——片CI咱MT仆20醋09媽加工鉛中心更評(píng)述愁[J拐]．止制造店技術(shù)悠與機(jī)瞇床，棕20滔09侵，（昂6玩）脫:5