•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
•三轴三联动
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
• 以内循环滚珠螺母的回珠器为例。其滚 道母线SS为空间曲线，可用空间直线去逼近 。
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
•三轴联动
•视频 •（A、B、C轴）
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
•第二部分 理
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
Z坐标正方向规定：刀具远离工件的方 向
•+Z
•+X •+Z
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
•机床坐标系与工件坐标系 • 编程总是基于某一坐标系统的，因此，弄 清楚数控机床坐标系和工件坐标系的概念及相 互关系是至关重要的
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
•● 对一般立体型面特别是较为平坦的大型表面, 可用大直径端铣刀端面逼近表面进行加工,走刀 次数少,残余高度小， 可大大提高加工效率与 表面质量。如图（c）
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
•● 对工件上的多个空间表面可一次装夹进行多面 、多工序加工,加工效率高并有利于提高各表面 的相互位置精度。如图（d）
•四轴联动雕铣机 •视频
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
•第三部分 理 •五轴联动
五轴数控系统的控制原
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
•从结构上分为三种形式：
•双摆头式： •双转台式： •摆头转台式：
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
•五轴联动加工的特点：
•● 可避免刀具干涉，加工普通三坐标机床难以 • 加工的复杂零件,加工适应性广。如图（a） •● 对于直纹面类零件,可采用侧铣方式一刀成型 ,加工质量好、效率高。如图（b）
•机床原点与机床坐标系 • ●机床原点
• ★机床坐标系的零点。这个原点是在机床 调试完成后便确定了，是机床上固有的点。 •机床原点的建立：用回零方式建立。 • ★机床原点建立过程实质上是机床坐标系 建立过程。 •●机床坐标系 • ★以机床原点为坐标系原点的坐标系，是 机床固有的坐标系，它具有唯一性。 • ★机床坐标系是数控机床中所建立的工件 坐标系的参考坐标系。
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
•工件原点与工件坐标系
• ●工件原点：为编程方便在零件、工装夹具 上选定的某一点或与之相关的点。该点也可以 与对刀点重合。 • ●工件坐标系：以工件原点为零点建立的一 个坐标系，编程时，所有的尺寸都基于此坐标 系计算。 • ●工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装 后，工件原点与机床原点间的距离。
•1. 三轴数控系统的控制原理 •2. 四轴数控系统的控制原理 •3. 五轴数控系统的控制原理
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
•数控机床的坐标系
•● 基本坐标系：直线进给运动 的坐标• 系（X.Y.Z）。坐标轴相 互关系：由右手定则决定。
•● 回转坐标：绕X.Y.Z轴转动
•Y
•+B •X、Y
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
•● 五轴加工时,刀具相对于工件表面可处于最 有效的切削状态。如图（e） •● 在某些加工场合, 可采用较大尺寸的刀具避 开干涉,刀具刚性好,有利于提高加工效率与精 度。如图（f）
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
•实例分析
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
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•两轴同时运动
•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
•三轴二联动
•△yi •△Li •J •I •△xi
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
•两轴半联动加工-----“行切法” • 以X、Y、Z轴中任意两轴作插补运动， 另一轴作周期性进给。例如：钻孔机
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
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三轴数控系统的控制原理
•一. 三轴数控（CNC）加工中心的特点
• 1.可以加工任意形状的板式工件；
• 2.可将多种加工工艺（铣﹑钻﹑锯等）集中到 一台机床上完成加工；
• 3.能迅速变换加工其他的工件。•来自五轴数控加工中心数控系统的控制原理
•二. 三轴数控加工的分类及举例
•三轴加工：采用三个线性轴（X,Y,Z) 形成直角坐标系统 •●三轴二联动：对于平面加工，一般三 根轴中只采用两根进行加工，第三根作 为辅助 •●三轴三联动：对于空间曲面加工，三 根轴同时进行加工
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
•Z轴
•Y轴
•X轴
•Y轴偏置量
•Z •轴 偏 置 量 •X轴偏置量
•机床原点
•Z轴
•Y轴
•X轴
•Z轴偏置量
•Y 轴 偏 置 量
•X轴偏置量
•机床原点
•工件原 点
•工件原 点
•立式数控机床的坐标系
•卧式数控机床的坐标系
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
• 第一部分
•Y
•+A •X 、Z
•Z •+C
的圆进给坐标轴分别用A.B.C表
示，坐标轴相互关系由右手螺
旋法则而定。
•Z
•X •+A、+B、 +C
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
•数控机床坐标系确定方法
• 1、假设：工件固定，刀具相对工件运动 。 • 2、标准：右手笛卡儿直角坐标系——拇 指为 X 向， 食指为 Y 向，中指为 Z 向。 • 3、顺序：先 Z 轴，再 X 轴，最后 Y 轴 。 • Z 轴——机床主轴； • X 轴——装夹平面内的水平向； • Y 轴——由右手笛卡儿直角坐标系确定 。
五轴数控加工中心的控 制原理
2020年5月30日星期六
•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
•加工中心：安装了刀库的 数控铣床 •特 点： •●具有自动交换刀具的功能 •●可在一次装夹中通过自动 换刀装置改变主轴上的加工 刀具，实现钻、镗、铰、攻 螺纹、切槽等多种加工功能
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
•四轴联动加工
四轴数控系统的控制原
•同时控制X、Y 、Z 三个直线坐标轴与某
一旋转坐标轴联动
•直纹扭曲面
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理
• 在四坐标机床上加工，除了三个直角坐 标联动外，为了保证刀具与工件型面在全长 上始终贴合，刀具还应绕O1（或O2）作摆动 联动。
•飞机大梁
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•五轴数控加工中心数控系统的控制原理