在工科生心中,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;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,可以在单次装夹下进行复杂形状工件的高速、高精密加工。
因此,我们可以看到五轴联动数控机床为什么不是六轨联动,而是在于如何描述刀具(或测头)的位置和姿态。在三轴数控机床中,只需通过X、Y、Z三个直线軸来确定刀具(或测头)的位置和姿态。而五轴数控机床则需要考虑两个额外旋转軸A和B,由此形成了更为灵活的地理坐标系,使得刀具能够从任何角度接近被加工材料,从而提高了生产效率和精确性。