五軸聯(lián)動數控機床技術現狀與發(fā)展趨勢

五軸聯(lián)動數控機床技術現狀與發(fā)展趨勢摘要：介紹五軸聯(lián)動數控機床在工業(yè)加工中的優(yōu)勢和重要性，從國內、國外兩個方面闡述目前五軸聯(lián)動數控機床發(fā)展的現狀，最后從目前機床工業(yè)發(fā)展動態(tài)出發(fā)展望五軸聯(lián)動數控機床的發(fā)展趨勢。關鍵詞：五軸聯(lián)動數控機床技術現狀發(fā)展趨勢Abstract：Theadvantagesandimpo~anceoffive—axisCNCmachinetoolsinindustrialmachiningarepresented．Thestatusquoofdevelopmentoffive—axisCNCmachinetoolsathomeandabroadisdescribedandtheirdevelopingprospectgiven．KeyWords：Five——axisCNCMachineToolsTechnologyStatusDevelopingTrends[17]一、簡介五軸聯(lián)動數控機床是一種科技含量高、精密度高專門用于加工復雜曲面的機床，這種機床系統(tǒng)對一個國家的航空、航天、軍事、科研、精密器械、高精醫(yī)療設備等等行業(yè)有著舉足輕重的影響力。目前，五軸聯(lián)動數控機床系統(tǒng)是解決葉輪、葉片、船用螺旋槳、重型發(fā)電機轉子、汽輪機轉子、大型柴油機曲軸等等加工的唯一手段。二、國內外研究現狀陳則仕，張秋菊2005年提出一種五軸聯(lián)動機器人運動學建模與仿真研究，探討在VC＋＋6．0集成編程環(huán)境下，調用OpenGL實現機器人的建模與仿真。對一種五軸聯(lián)動機器人首先建立幾何模型，對其正逆運動學問題進行分析求解，然后建立友好人機交互界面，對機器人示教再現過程進行模擬，最終實現讓機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)動機器人研究開辟新的道路，為五軸聯(lián)動機器人的實用化做好理論實踐經驗。趙世田，孫殿柱，孫肖霞2006年提出基于UG／POST五軸聯(lián)動加工中心專用后置處理器的研發(fā)，通過結舍UG／PostBuilder后置處理器開發(fā)工具和上述后置處理算法，開發(fā)了該機床的專用后置處理器，并通過試驗進一步驗證了該后置處理器的正確性和實用性[2]。德國茲默曼公司2007年開發(fā)出FZ25龍門銑床，標志著Zimmermann（茲默曼）公司再次擴展了其高度專業(yè)化的五軸聯(lián)動HSC龍門銑床的應用范圍。FZ25非常適合大工件的干式切削，尤其是輕型的復合材料的加工，例如碳纖維和玻璃纖維強化塑料、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)動數控機床的結構和應用，介紹了五軸聯(lián)動數控機床的幾種結構及其特點和發(fā)展趨勢；闡述了幾種五軸聯(lián)動機床加工的加工造型、編程(CAD／CAM系統(tǒng))及其優(yōu)缺點；詳細描述了五軸聯(lián)動數控機床對數控系統(tǒng)的要求及四開公司五軸聯(lián)動數控系統(tǒng)的關鍵參數；列舉了四開公司歷年來參展的五軸聯(lián)動數控機床及現場加工工件的情況[4]。燕紅波，楊慶東，劉芳在2007年提出五軸聯(lián)動的數控加工技術的研究及應用，五軸聯(lián)動加工以其高柔性,高復合性,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雜已經成為提高數控加工技術的一大瓶頸問題.本文介紹了多軸聯(lián)動數控加工中心的結構模型,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例,并對某一新型的五軸聯(lián)動機床闡述了其各軸的坐標變換關系,開發(fā)了后處理系統(tǒng),為多軸聯(lián)動加工方案的制定提供了參考[5]。李培楠，郭銳鋒，黃艷等在2023年提出四元數五軸聯(lián)動插補算法的研究，設計一種基于四元數五軸聯(lián)動的插補算法，不僅簡化了插補計算量，同時能夠使刀具從一點平穩(wěn)的運動到另一點，而且插補的軌跡更光滑連續(xù)．文章引入四元數理論，重點研究了四元數在構造數學模型和運動變換中的應用，并在Matlab中成功的進行了仿真．實驗結果表明了該算法的可行性[6]。四元數是最簡單的超復數，那可不可以引入其他元數理論，產生的效果將會是怎么樣呢？劉士玉,徐樹洛在2023年提出五軸聯(lián)動龍門加工中心現狀與發(fā)展探討，通過對五軸聯(lián)動龍門加工中心現狀的分析，總結了機床總體結構特點，找出了國內外機床在技術上的差距。提出了高端機床發(fā)展的相關理念。高端機床也意味著高技術，高投入和高產出。向高端技術發(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)動數控系統(tǒng)的研究，詳細描述了該五軸聯(lián)動數控系統(tǒng)的結構，對其中的RTCP模塊和基于四元數的空間運動學變換模塊進行了重點探討，并對該數控系統(tǒng)進行了測試．實驗結果表明該數控系統(tǒng)具備一個工作程序在不同結構的機床進行加工的功能[8]。黃堪豐，張平，簡啟廉在2023年提出基于NURBS曲線的五軸聯(lián)動數控插補算法研究，針對復雜曲面實際加工中五軸線性插補存在的不足，研究一種基于雙NCRBS曲線的五軸聯(lián)動插補算法，能有效提高零件加工效率與表面精度；同時對插補前進行三次樣條曲線加減速處理，減小加加速度階躍性變化對機床造成的往復振動；通過UG二次開發(fā)成雙NCRBS樣條代碼實例，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)動率加工群技術控的探業(yè)討，蠅過去征，五圈軸聯(lián)絲動技驕術都基掌握蔑在歐訴美H滴等發(fā)扁達國燈家手炮中，券嚴禁證向中乖國出她口。住但是糧，隨而著中懷國國飲內對輕該項敘技術蹈的迫它切需歲求，送國外絹的禁恩運狀孩況有蹈所緩腿解，賓同時債，國帶內一壘些數尋控系瓶統(tǒng)廠沒商，襯如華慚中數廈控大箏森數逼控等怖，也拖都適填時推共出了頁具有絮自主江知識彩產權喊的五輪軸聯(lián)械動數偵控系熄統(tǒng)，殿使得琴五軸登聯(lián)動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用革[1健0]敲。細妖魏音華亮天20亦09撞年提堡出獎基于砌并聯(lián)床技術水高速謊加工豆大型斗工件蒜的車玩載式鑄五軸丟聯(lián)動豈機床芹，基加于并綠聯(lián)技梅術，漂設計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)鹿動車殺床，淺采用標核心棉模塊唇的并身聯(lián)機婚構僅武有戚6菠個關摧節(jié)踏、頌10傳個自嚴由度哨，相階對前客一代芒并聯(lián)迎車床螺的關翅節(jié)數溉及自騎由度努數大秧為減赴少，晚剛性壓，動抄態(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)新或是機獵床發(fā)疑展的活不懈書動力女——吃CI佩MT扎20剩09雕加工太中心壩評述較，通默過對菌我國苗和歐周美及定日本魔等發(fā)式達國吹家所族展的歐五軸際聯(lián)動墻數控掉車床糕進行敲介紹叔，對監(jiān)比國省內和棕國外永的產鐵品，生找出校差距膊，從貢而得刃出創(chuàng)錢新是蓬機床車發(fā)展乏的不杯懈動惹力的漫論點架[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)數控粥機床萌弧面雷凸輪改廓面損創(chuàng)成懸方法次研究進，玻：腐根據禍弧面愿凸輪綁廓面蟻的成各形運招動分傾析。水主軸歉擺動豆單轉寶臺和恨雙轉漿臺兩園大類信通用贏五軸院聯(lián)動湯數控假機床眼可以戲用于嗚等價掩創(chuàng)成販弧面騎凸輪丹廓面撇。基千于弧寶面凸堤輪廓嫂面的讀數學渣模型賀。求拌解了廈兩大適類數蛋控機廉床創(chuàng)廣成廓出面時廉的運慮動坐裝標，哨并進鐵行了?；∶媸[凸輪納廓面贏的創(chuàng)冒成仿犬真鄙[1肚3]拜。課荷抖焦恩摸璋，真陳美椅宏2仔00離9年快五軸漢聯(lián)動孕機床很的軌筒跡控勢制研覽究，隔在秧分析喝了目雷前的斧數控估加工護自動義編程殺系統(tǒng)尤后，禿提出捧了一姨種以沫仿真鹿實現廊五軸任聯(lián)動胸機床今軌跡鼠控制客的新日方法潮。該襖方法糊首先榜從提堤取加估工路石徑信磁息入望手，晚建立婆了仿臣真所臣需要白的驅汽動函拋數。器然后挎在A姻DA擴MS秀平臺舒上。芝從加惕工起川點發(fā)泡起仿墾真運慶動。中加工助過程音仿真可產生曉的各邀軸運瞇動參失數信失息，暢直接戚為五葬軸聯(lián)夾動機弦床的瑞數控乳編程練提供統(tǒng)了控策制依灶據。誓一個盡圓柱鄙凸輪盞加工囑仿真光的實丸例證陷明，餓用仿訂真結卵果替鴉代傳貝統(tǒng)控壞制算廁法，配使得們五軸亦聯(lián)動菠車床騾的數貨控編防程變學得更絮加容千易和饒快捷谷。該妥方法段同樣續(xù)適合鎖解決閑其它跪多軸株聯(lián)動周設備往的軌湖跡控秤制聽[1良4]顆?；j李彩嘉霞，球楊潔滋明在擾20福10槳提出講基于橋五軸排聯(lián)動抬數碌控系努統(tǒng)刀交具半打徑補處償的竿研究懷，順在深拳入研罵究平般面刀銷具半洞徑補散償原傘理的加基礎稿上，墻推導嗽出了門一種墳適合華直線漢插補食的二中維刀貸具半慌徑補授償通勇用公過式，告并結父合空羅間變噴換原幟理，秀將三廉維空考間內每的刀串位點毯投影見到二概維平姨面內駐，確撒定半壯徑補陷償方煎向，磚得出斑了三墊維空胳間刀從具半地徑補杜償的絞算法布[1池5]昆。漸有沒冬有多派維空獅間刀內具半孔徑補慣償的累算法帶呢，扒將來撿是不欲是可昆以向除這個孔方向奮發(fā)展變？濟莊朱爬協(xié)鳥，醉王煒捆，掙嚴岳畢剛帖在沖20張10旨年紀提出猾年么基壺于加膜速度刊雙曲益線的旬五軸溪聯(lián)動征NU恨RB獸S停曲線賓插補注算法粉，芝指出捆該算濕法是爹三次辮樣條耐曲線鍛的特泊例。酒提出眠“譜如果冷某種科加減集速方屢法無回法解誠決高血階連揚續(xù)問巧題，辛不妨墳把該凈方法群用于慘更高兆一階種圖像域”騾的結牙論。戚論證韻了節(jié)搏點矢寨量預蝴估計進算公招式中偶V構值的茂參數腹應為證t踐。通坡過計潮算比盲較直棗接插享補和辦預處咳理再摟插補詢的計盈算量位，論根證了另后者葵能有件效減妻小計幸算復噴雜度傅[1虛6]薦。透梁鋮學，跑劉建敗群在博20浪10畢年提妙出五始軸聯(lián)平動數慢控機掃床技扭術現數狀與班發(fā)展途趨勢豬，介剪紹五合軸聯(lián)質動數罰控機汁床在翼工業(yè)閥加工鐮中的睬優(yōu)勢射和重大要性帖，從倦國內蛇、國游外兩好個方螺面闡扶述目燙前五拉軸聯(lián)箏動數但控機包床發(fā)夜展的龍現狀剝，最蜂后從留目前拍機床榴工業(yè)殃發(fā)展犧動態(tài)通出發(fā)括展望砌五軸漲聯(lián)動漿數控他機床猴的發(fā)左展趨擴勢衣[1歷7]逮。偏德畢國德分馬吉勝公司椒的D跪MU拾1印00否．是名其D折MU丑m況on礙oB隸LO橋CK氣系列湯數控崗萬能徐銑床到的新瑞增產呈品。剪在原事有的茂DM拼u1打O應O基株礎上低，取西消原貧有工劉作臺剃部件株新滅配置進帶頭歸架和縱尾座肺的工盛作臺察部件跟。該獸機床亂結構脂為刀吉具擺鍛動軸典(B刺軸)局進行拘X、包Y軸床運動別，工盒件旋托轉軸符(A禁軸)湯進行糞z軸晶運動次。此勾種結鎮(zhèn)構設玩計，嫁改善蹈了機頃床的翠動態(tài)所性能鉤，并挽保證盒z軸頌導軌半的受摩力最樓合理尺，穩(wěn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