在工科生心中,通常有这样一个概念:三维空间中的物体具备6个自由度。例如,上图所示的坐标系为右手坐标系,其中六个自由度分别是沿X、Y、Z轴的直线运动和绕这三个轴旋转的角度。
然而,这一概念可能会导致误解:认为实现空间任意方向加工,机床必须拥有6个自由度或6个轴。但实际上,虽然空间物体具有6个自由度,但并不意味着需要5轴联动机床才能实现任意角度加工。这是问题的关键。
传统三轴机床在处理复杂表面或多孔结构时,需使用特殊夹具并进行多次操作变换。而五轴联动数控机床可以通过单次装夹快速、高精确地加工复杂形状工件,使刀具(或测头)从任意方向接近工件,从而实现任意角度加工。
因此,对于五轴数控机床采用五轴联动而非六轴联动的原因,其实质在于如何描述刀具(或测头)的位置和姿态。三轾数控机床只能改变刀具位置,而不能改变其姿态;五轾数控机床则能同时改变两者,以适应各种复杂工作pieces。