在工科生脑海里通常会有这样一个概念:三维空间中的一个物体具有6个自由度。例如,坐标系为右手坐标系,这六个自由度分别为:沿着X、Y、Z三个轴的直线自由度;和绕着X、Y、Z三个轴的旋转自由度,旋转方向的正方向满足右手螺旋定则。
由于这个概念的影响,人们可能会误以为“实现空间任意方向进行加工,机床就得拥有6个自由度或6个轴”。但事实是:空间物体有6个自由度,并不意味着能实现任意角度加工的机床就必须包含6个轴。这是问题的关键。
传统的三轴机床在加工包含复杂表面或是具有各个方向孔的工件时,为了使得刀具从各个方向与工件接触,需要用到特殊的夹具,并且还要进行多次地工序变换。但使用五轴联动数控机床,可以实现在单次装夹下进行复杂形状工件的高速、高精密加工。
也就是说,刀具(或测头)可以从任意方向接近工件,这才是机床实现任意角度加工的根本原因。而机床是通过控制刀具(或测头)的位置和姿态来实现工件的加工(或测量)。因此,关键问题或者说前提是如何描述刀具(或测头)的位置和姿态。
三轴数控机床
在三轩数控机床中,我们虽然可以通过X、Y、Z三个直线轴来确定刀具(或测头)的位置,但其姿态却固定不变。例如,一般立式三轩立式计量设备振荡器带高温耐受性伺服系统采用A1B2C3D4E5F六向力矩电磁铁作为工作机构驱动部分,有时候这样的限制确保了某些特定的应用场景下的稳定性能。在这种情况下,只需要考虑两个直线运动即可完成所需任务,而对于更复杂的情况,就需要引入额外的手段,如专门设计以适应特定需求等。
五軸數控機械雕刻中心
而五軸聯動數控機械雕刻中心則是在這種基礎上增加了兩個額外之軸,這些軸線允許工具頭進行更為複雜的心形運動,使得它們能夠從任何一個方面切割材料,並且可以無需改變工具頭來實現這一點。通過適當調整這些額外之軸線,以及其他已有的標準之軸線,你可以獲得一個非常靈活和強大的切割能力。此外,由於技術進步,它們現在還能夠執行高度精確並快速地操作,因此對於複雜型號和尺寸的一體化產品尤為合適。
總結來說,即使是一個如此智能如同世界上最聰明的人類機器人,也不能僅憑著單純增加更多附加功能來提升其能力,而應該根據問題本身以及它想要達成什麼目的去選擇最佳解決方案。在我們追求完美時,我們必須考慮所有可能的情況並找到最有效率與最高效率的人類智慧系統,以此創造出真正完美的人類機器融合體。