在智慧工厂的现代化生产线上工程师张伟站在数控机床旁仔细研究着五轴联动的工作原理他的同事们都好奇为什么

在工业工程师的心中,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,这六个自由度分别为:沿着X、Y、Z三个轴的直线自由度;以及绕着X、Y、Z三个轴的旋转自由度,满足右手螺旋定则。

然而,由于这个概念的影响,我们可能会误以为“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孔洞工件时,为了使刀具从各个方向与工件接触,需要用到特殊夹具,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。

而五轴数控机床是在三轴数控机床基础上添加了两个旋转轴,即A和B两条。这些额外加上的两个軸允许刀具(或测头)的位置和姿态均会改变,使得我们能够描述刀具(或测头)的位置和姿态更加灵活。在实际操作中,我们通过控制这两个额外旋转軸,以及原来的三个直线軸来确保刀具(或测头)能够达到任何想要的地方。

因此,在智慧工厂中采用五轴联动数控机床,不仅提高了生产效率,还扩展了产品设计可能性,为制造业带来了新的发展机会。

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