第一篇：數控五軸加工實驗感想

數控五軸加工實驗感想

數控五軸加工實驗早已結束，回頭看看卻收獲頗多。不僅是我對數控機床的認識更加深刻，而且還學到了很多數控方面的專業知識，像Mastercam編程軟件、數控機床的硬件裝置等。尤其是最后我們對于機床的實際操作，使我對數控知識的理解有了很大的改變，對數控機床的認識不再那么感性，有了很理性的認識。整個實驗，十分注重動手能力，對我們的實踐能力的提高大有幫助。

在五軸加工實驗之前, 徐老師帶領我們參觀了實驗數控機床，重點給我們講解數控機床的知識，并演示了數控機床的操作。我們所用的機床是雙轉臺固定車身式五軸聯動數控機床，機床的數控系統是西門子840D，程序傳輸介質時U盤，五軸分別是X、Y、Z、A、B。徐老師先講解了機床的總體布局，以及面板的各個旋鈕、按鍵在機床加工中的作用。首先正確啟動機床進入操作界面，初步了解數控操作系統各個參數的意義，以及不同硬件模式下所允許的各種操作，比如修改系統參數時只能在MDI方式下，編輯程序時需要在EDIT狀態下等。參觀實驗機床之后，徐老師帶領我們參觀了實驗室的各種不同型號的機床,并進行了詳細的講解,以前在大學工廠實習時我也接觸過一些機床，不過那都是一些很普通的機床，這次可是開了眼界，可參觀結束之后心里卻很難受，在我們國家那些所謂的很先進加工精度很高的機床原來大多數都是國外淘汰了以高價賣給我們國家的，也就是我們國家的機床技術落后人家十幾年甚至更多，作為當代的研究生，對于這些我深感危機，深刻感到我們肩上的重擔。

參觀之后，我們就要實踐了，數控程序的編制和機床的實際操作，經過小組討論沒，我們決定加工發動機葉片模型。數控機床加工程序的編制采用的是自動編程，我們只需要用Mastercam軟件做出自己的3D模型，然后根據實際需要，選擇不同的刀具及加工方式，編輯加工路徑，然后運行，軟件自動生成所需要的NC文件，即數控加工程序。剛開始學習Mastercam 軟件時，曾經學習過Solidworks三維軟件，所以Mastercam三維造型部分的學習比較容易，只需要稍稍適應Mastercam的操作界面及各個快捷鍵即可。接下來就是自動生成數控加工程序的操作，其實生成數控程序看起來簡單，其實也是需要一定的專業知識的，因為每個數控系統能識別的數控代碼不一樣，所以根據軟件生成的數控程序也是有一定差異的，對于生的程序要根據相應的加工機床進行修改。我們所用的程序傳輸介質是U盤，只要把相應的數控程序用程序介質考到機床里即可。為了防止機床操作系統中毒，我們把程序都拷到徐老師的U盤里在輸送到數控系統中。接下來的就是加工過程中的實際操作，像設定絕對坐標系、工件坐標系，對刀等操作。在這期間，也出現了很多錯誤，像，主要是由于我們經驗不足，考慮不周，這也暴露出我們分析問題時缺乏系統思維，對問題估計不足。

在這次五軸加工的實驗過程中，我們遇到的最大問題就是在刀具路徑生成后總是發現刀具旋轉軸與實現預設旋轉軸不一致，檢查很多次也沒找到問題，即使重新建模也沒有解決，后來經過老師的悉心指導才發現是在建模是由于選擇了右視圖作為建模視角，因此才導致旋轉軸不是按照X軸旋轉。這給我感觸很深，使我意識到了實踐經驗真的很重要，只靠專業知識，而沒有理論聯系實踐是不行的。最后加工出的葉片，其厚度與設計有一定的誤差，經過我們分析可能的原因是：葉片再建模時由于毛坯尺寸大于實際毛坯尺寸，因此在加工時空加工了一段時間，為了消除這段空加工，就在加工程序中修改了起始點，但是在后續的加工中依然是使用原始設計的進給，因此導致加工出來的葉片比設計的要薄。

這次的數控實驗真的使我受益匪淺，使我對數控機床的理解不再停留在感性認識，又有了理性認識。以前在普通機床上加工零件時，都是先由工藝人員按照設計圖樣事先制訂好零件的加工工藝規程。在工藝規程中制訂出零件的加工工序、切削用量、機床的規格及刀具、夾具等內容。操作人員按工藝規程的各個步驟操作機床，加工出圖樣給定的零件，零件的加工過程是由人來完成。而數控機床則是按照事先編制好的加工程序，自動地對被加工零件進行加工。我們把零件的加工工藝路線、工藝參數、刀具的運動軌跡、位移量、切削參數以及輔助功能，按照數控機床規定的指令代碼及程序格式編寫成加工程序單，再把這程序單中的內容記錄在控制介質上，然后輸入到數控機床的數控裝置中，從而指揮機床加工零件。不僅節約時間而且加工精度還高。

通過這次實驗我學到了很多，我們學知識不要只停留在理論上，只有聯系實踐才能更加深刻；團隊之間的合作很重要。最后要真誠的感謝徐老師的悉心教導。

第二篇：實驗五軸加工中心

實驗五軸加工中心

實驗五軸加工中心顧名思義就是用于實驗用的一種五軸加工中心也叫數控機床，可以是教學實驗室，可以是企業開發新產品中心等。

現在在高校實訓室慢慢被接受的一種實驗設備---數控機床，特別是五軸機床，可以異性加工。

隨著工業技術更新速度的加快，數控技術在現代工業中的應用越來越廣泛，對數控技術應用型人才的需求不斷增加。特別是能完成五軸加工等一些數控專業應用人才的需求十分緊迫。星輝數控設計研發和制造的E8 小型龍門五軸加工中心，占地面積小，系統易操作，非常靈活，設備可以五軸聯動，針對三維加工及研究很有幫助，提供給廣大大專院校、職業學校、創客和DIY愛好者實驗使用。

在職業技術院校中，基于教學型五軸聯動機床的教學模式，學習者不僅能夠建設性地投入到課程中，而且有助于將知識轉換為實踐，進而不斷提高實踐能力。通過在教學中的實踐，收到很好的效果。

為什么要使用五軸聯動機床來加工呢？因為零件的形狀很不規則需要從多方位去計算其運行坐標軌跡，所以通常用人工編程方式就完成不了程序的編制工作，這個時候就要借助于計算機軟件編程了，也就是通過軟件來人工繪制加工零件圖形，然后讓軟件自動生成加工程序再輸入進控制系統進行加工的，這是五軸數控機床的優勢，也是發展的需要。

第三篇：五軸聯動數控加工中心仿真系統開發應用

五軸聯動數控加工中心仿真系統開發應用

2010-11-03 21:16:01 作者：□沈陽飛機工業集團 鄭 鑫 來源：智造網—助力中國制造業創新—idnovo.com.cn

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本文所涉及的數控加工仿真系統是基于 CATIA V5 的功能模塊建立的，通過對動龍門五軸聯動數控機床的實體測量、建模、組裝和整機模擬，實現數控加工過程的仿真。同時根據本行業實際生產技術需要，結合 VER-ICUTR 軟件零件切削過程仿真驗證優勢，建立 CATIA 與 VERICUT 兩軟件平臺之間的宏聯結，實現將機床運行數控程序過程中的過切、干涉、碰撞和欠切等錯誤消除在設計階段的目的，提高數控加工過程的可靠性。

目前大型數控五軸聯動加工中心在科研生產過程中，主要用于進行大型復雜航空零部件與工藝裝備制造加工，因空間結構復雜，外形體積大，常出現零件首件過切，未加工到位，機床與零件或工裝夾具干涉，模鍛件裝夾定位不準確和加工超行程等問題，僅憑借數控編程技術人員個人經驗，工作量龐大且復雜，難以克服。

針對五坐標數控加工機床控制系統不具有數控加工過程的動態模擬仿真功能，筆者結合虛擬制造技術，在計算機輔助制造軟件(VERICUT 5.4)平臺基礎上，開發了數控加工機床仿真系統模塊。該仿真系統可以在NC代碼的驅動下運行，用以觀察數控機床部件運動和零件的加工成形過程中空間運動狀況，驗證加工程序G代碼的正確性，防止實際加工過程中干涉和碰撞等故障發生。

該系統旨在以五坐標數控機床為驗證工作機，研究FIDIA C20控制系統的驅動工作原理，建立數控加工中心仿真工作平臺，進行典型回轉曲輪軸和蒙皮鈑金工藝裝備五軸聯動銑切的加工過程模擬。涉及到仿真工作環境下的大型工藝裝備裝夾定位，確定數控刀具參數庫，模擬數控加工程序的運行 過程等。

一、開發研究過程

1.五坐標數控加工中心加工仿真系統技術研究

比較同類型仿真系統現狀，目前技術能力可以建立幾何仿真系統，模擬計算刀具切削速度、切削量和切削時間等。

(1)軟件系統研究方案制定與基礎工作調試準備。

①方案制定：首先將 VERICUT 與 CATIA 軟件功能模塊測試驗證聯接;然后建立五軸聯動數控加工中心機床結構與運動關系分析;最后生成五軸聯動數控加工中心模擬系統。

②基礎工作調試準備。首先建立 VERICUT 與 CATIA 機床模擬器軟件模塊數據轉換接口，在CATIA V5R15

{' Entry point for CATIA V5

Sub CatMain()CATIA.SystemService.ExecuteBackgroundProcessus “C:cgtech54windowscommandsCATV.bat”

End Sub)｝

運行宏與 VERICUT 數控仿真平臺聯接，其中示毛坯數模(包括復雜模段件)，而

表示加工元素數模，表

環境模塊內建立宏編輯器，文本文件如下：

表示夾具數模聯接至 VERICUT 數控仿真系統。

(2)建立機床主結構框架模型裝配結構。

機床模型的構建要依據以下幾個步驟：

① 通過測量真實部件的尺寸來獲得相應尺寸;

② 根據尺寸對機床各個部件進行實體造型;

③ 根據所建立的機床部件實體在 NC 機床構建模塊里進行組裝;

④ 進行機床模型運動參數的設置。

以CATIA V5的“NC機器工具構建模塊”為基礎，進行復雜幾何實體造型，彌補 VERICUT 5.4 系統幾何造型設計功能不足問題，建立機床框架模型裝配主結構。機床框架主結構模型建立說明如圖1 所示。

以工作臺上頂面幾何中心為設計基準，建立工作臺(Base)尺寸(6000mm×2500mm×400mm)。帶雙側導軌、X軸部件、Y軸部件、Z軸部件、C軸部件、A軸部件、主軸部件和電主軸存儲箱，所有這些機床機構部件構成機床裝配結構，機床各部件的三維數模文件分別單獨保存。

機床框架模型主結構模型裝配關系為：以上頂面端面軸中心為數學模型基準原點，保證其與A軸旋轉中心距為230mm(機床手冊查取后現場測量驗證)。其中，X 軸部件、Y 軸部件和Z 軸部件為線性運動，C 軸部件為旋轉運動，A 軸部件為±110°擺動，工作臺和主軸存儲箱為固定基準主體。

(3)機床主機構模型文件聯接導入 VERICUT 系統環境。

以機床工作臺(Base)主參考體測量，按(圖2)結構樹順序采用相對運動約束關系，建立機床原點靜止裝配數據模型，完善后轉化為*.STL文件。數據分別聯接入真控制系統結構樹，形成五軸聯動機構(圖3)。

仿

編制數控控制指令系統文件(fidia20.ctl 文件)與數控機床構造文件(FOREST-LINE.mch文件)，模擬FIDIA C20 數控指令系統，翻譯識別檢查FIDIA C20系統(GM)指令，驅動結構樹內X軸部件、Y 軸部件、Z軸部件(線性運動)、C軸部件(旋轉運動)和A軸部件(擺動)同步聯合運動。

(4)機床主機構模型運動關系設置。

機床框架主結構模型運動關系說明：以工作臺和主軸存儲箱為固定基準，其中X軸部件、Y軸部件和Z軸部件為線性運動，C軸部件為旋轉運動±360°，A 軸部件為±110° 擺動，建立運動約束關系。同時按編制的FOREST-LINE五坐標數控機床文件(FOREST-LINE.mch 文件)，模擬機床實體機構運動過程，機床的空間運行狀態同步顯示如圖4。

設置機床仿真系統工作行程軟邊界：X 軸、Y 軸、Z 軸、C 軸和 A 軸工作行程的上下邊界如圖 5 所示。

其中，圖5所示為在執行蒙皮成型工藝裝備五軸聯動劃線時，Z向超過行程，則仿真系統顯示機床 Z 向運動機構為紅色報警。執行蒙皮五軸聯動劃線和鉆孔加工時，工藝實施要考慮到空間位置的 X 軸、Y 軸和 Z 軸，包括 A 軸和 C 軸的角度運動行程狀態，此時仿真系統可顯示機床 X 軸、Y 軸、Z 軸、A 軸和 C 軸中任意運動機構過行程紅色報警提示。

(5)零件模型、模鍛件模型與夾具模型定位仿真加工。

在仿真控制系統結構樹

內填加夾具(Fixture)和毛坯(Stock)聯接樹結構接口，分別定義空間位置并進行位置裝配約束，進行調用拼裝組合夾具定位(圖6)或模鍛件定位(圖7)加工。

應用說明：夾具(Fixture)聯接結構樹接口可以直接讀取，其中專用工裝夾具可以與公司產品相應工藝裝備文件連接。標準組合夾具可以直接調用拼裝夾具標準件庫，然后在仿真系統內組合裝配應用。

(6)機床附件數學模型定義。

在刀具庫(圖8)當中建立讀入功能，這樣有利于多人模板化應用，從而經過積累形成刀具參數庫(GYTOOL.tls 文件)，仿真系統內存有的刀具參數庫需按實際刀具幾何特征添加。刀具的分類一般按功能定義：銑刀、中心鉆、鉆和鏜刀。

仿真加工中心刀具數據參數庫可以按加工工件材料和刀具幾何結構功能特征分類，采用數據庫優化管理所使用的刀具。

2.五坐標數控仿真系統技術應用研究

(1)五坐標數控加工G代碼程序與數控控制系統連接設置調試。

由于實際數控機床選用的是FIDIA20數控指令系統，因此五軸聯動加工過程中為便于系統空間幾何運算，采用絕對坐標和刀具中心端點為轉心的模式進行后置處理程序G代碼指令的過程模擬，FIDIA20數控指令系統的設置應與機床控制系統選項匹配。

(2)五坐標數控仿真系統應用測試。

圖9所示為蒙皮零件成型工裝五軸聯動加工投產前，在五坐標數控仿真系統內模擬應用。該零件的工藝裝備最大外形10 500mm×2 535mm×545mm，其中成型面為復雜雙曲面，采用長度方向兩側局部拼接加工。在五軸聯動加工時，邊界為：X-2 227.081，Y 679.116，Z553.417。位置主軸角度為：A-16.333°，C-173.124°，工裝定位未超出機床工作行程。通過仿真系統分析兩次定位模擬加工，顯示零件加工過程的直觀狀態，C 軸部件和 A 軸部件大角度聯動空間狀態可以在不同視角觀測，以驗證工藝過程合理性，避免裝夾定位不準確導致超程重復工作。

模擬調用五軸聯動加工數控程序如下。

N1 G96 G90

N2 G00 X0.0 Y0.0 Z100.0 A0 C0

N3 G40 M08

N4 T0M06

N5 G00 X2947.902 Y1068.768 Z506.928 A9.599 C6.887 S70 M03

N6 G01 X2951.861 Y1078.168 Z508.439 A9.761 C6.881 F1000

N7 X2955.135 Y1087.657 Z510.006 A9.928 C6.875

N8 X2957.726 Y1097.173 Z511.619 A10.098 C6.868

N9 X2959.657 Y1106.654 Z513.269 A10.271 C6.861

N10 X2960.957 Y1116.051 Z514.945 A10.446 C6.854

N11 X2961.652 Y1125.324 Z516.642 A10.621 C6.847

N12 X2961.751 Y1134.44 Z518.351 A10.798 C6.84

N13 X2961.188 Y1145.135 Z520.41 A11.009 C6.832

N14 X2959.884 Y1155.53 Z522.468 A11.218 C6.825

N15 X2957.918 Y1165.602 Z524.517 A11.425 C6.82

N16 X2955.336 Y1175.335 Z526.55 A11.628 C6.815

N17 X2952.165 Y1184.713 Z528.561 A11.828 C6.812

N18 X2948.428 Y1193.717 Z530.543 A12.025

N19 X2944.203 Y1202.356 Z532.493 A12.218

N20 X2939.488 Y1210.611 Z534.404 A12.408 C6.814

N21 X2933.417 Y1219.752 Z536.579 A12.625 C6.818

N22 X2927.727 Y1227.143 Z538.387 A12.806 C6.823

N23 X2921.653 Y1234.148 Z540.145 A12.982 C6.829

N24 X2914.075 Y1241.802 Z542.12 A13.181 C6.837

N25 X2907.149 Y1247.876 Z543.736 A13.345 C6.845

N26 X2899.895 Y1253.546 Z545.286 A13.504 C6.852

N27 X2890.995 Y1259.597 Z546.996 A13.68 C6.861

N28 X2882.992 Y1264.256 Z548.362 A13.821 C6.868

N29 X2874.69 Y1268.464 Z549.64 A13.952 C6.873

N30 X2866.079 Y1272.173 Z550.816 A14.073 C6.878

N31 X2857.17 Y1275.354 Z551.88 A14.182 C6.882

N32 X2847.984 Y1278.009 Z552.827 A14.278 C6.886

N33 X2838.53 Y1280.104 Z553.648 A14.362 C6.888

N34 X2828.82 Y1281.598 Z554.328 A14.431 C6.89

N35 X2818.873 Y1282.453 Z554.854 A14.485

N36 X2808.713 Y1282.648 Z555.22 A14.523

N37 X2798.364 Y1282.143 Z555.411 A14.544

N38 X1954.551 Y1183.258 Z555.976 A14.738 C6.776

N39 X238.175 Y981.947 Z556.221 A15.351 C6.705

N40 M05

N41 M02

二、試驗件加工驗證

仿真系統可以根據零件加工程序驅動機床運動，計算模擬零件、刀具系統、夾具系統和機床系統的切削工作過程。當程序執行時，仿真系統模擬出所加工零件的即時狀態，準確反映出機構干涉發生位置和相應程序位置。數控程序執行結束后，系統將準確直觀地顯示零件切削結果和毛坯切削殘留狀況，同時計算模擬出零件過切或未切到位量，并生成模擬數值報表。

在圖10所示的實際測試切削應用過程中，拼裝夾具裝 夾結構略有變動，裝夾方式一致，圓柱曲面導向槽五軸聯動加工按輪軸曲線槽數據檢測，符合設計要求。

三、結論

通過上述研究試用的證明，利用該系統可以有效預防首件過切、未加工到位、機床與零件干涉、模鍛件裝夾定位，以及由于加工超行程和毛坯定義不準等因素帶來的加工余量不均勻、空行程，以及打刀等問題，提高加工效率，保證數控編程質量，減少數控技術人員與操作人員的工作量和勞動強度，提高五坐標數控編程制造加工一次成功率，縮短產品設計和加工周期，提高生產效率。

第四篇：參觀五軸數控加工中心教研活動

參觀五軸數控加工中心教研活動

2010年10月22日下午，我校數控專業部和模具專業部一行十余人，在學校梁永深副校長的帶領下，前往廣東省工商高級技工學校進行了五軸加工中心教研學習活動。通過現場觀摩實操和座談交流，我校教師詳細了解了五軸加工中心的加工特點和機床結構；工商高級技工學校購置的五軸加工中心系國內知名廠家沈陽機床廠所生產，采用廣數25i數控系統，是一種科技含量高、精密度高、專門用于加工復雜零件的機床，可以在同一臺數控機床上通過工作臺的旋轉和擺動在一次裝夾中加工多達五面以上的復雜工件，降低了定位裝夾操作時間，提高了加工精度，是近年來國內迅速發展推廣的先進制造技術；也是技工學校發展先進制造技術教學、創新職業技能教學內容的重要方向之一。通過此次教研活動使數控專業部和模具專業部的教師增加了對五軸加工中心機床的了解，為今后我校引進五軸數控機床及進行相關的教學打下了基礎。

省工商高級技工學校校長楊耀雙出席了座談會并對我校教師的到來表示了熱烈歡迎，他希望兩校今后加強教研學術交流，共同推動粵北地區職業技術教育快速發展。

第五篇：五軸加工中心考察報告

五軸加工中心考察報告

為了提高數控技術專業人才培養的水平，也為了更好的滿足集團公司高技能培訓的需要，機電工程系五軸加工中心的采購計劃（載集團公司撥付的2000萬計劃內）。在項目的評估（審核）過程中，集團公司規劃部提出了?優先考慮國產設備?的要求，并推薦了南京四開電子企業有限公司（以下簡稱為南京四開）的產品SK12160。為了確保投資的效益和效果，充分體現?精益辦學?指導思想，特由李冬松、劉永久、王煒罡三名同志于4月7日-4月10日，通過‘北京國際機床展’對目標設備及潛在供應商進行了考察，通過考察主要掌握的信息包括：目標設備的功能和基本結構，目標設備的規格、性能、技術參數，目標設備的商品化的程度和在?一汽集團?的應用情況，潛在供應商的制造水平和資質。

詳細情況匯報如下：

一、目標設備的功能和基本結構：RTCP、RPCP、空間斜面預

置等功能均為目前主流五軸加工中心的必備功能，也是常用功能。但據南京四開公司的技術人員介紹此類功能無法在手工編程中使用，也就是說機床未內置上述功能。從機床的結構上看由于SK12160的C軸轉臺是以附件形式安裝在工作臺面上的（并以螺栓進行連接），而主流五軸加工中心的工作臺則是一體結構。由于結構上的原因，前者的精度保持性要明顯要差于后者。

結論：由于常用的五軸聯動功能的缺失，因此無法滿足

培訓和教學的需要，而且精度的保持性的好壞直接影響

未來開出實訓（培訓）課程的質量和數量。

二、目標設備的規格、性能、技術參數：在規格上南京四開的SK12160（1600×1200×1000）與其他主流設備(700

×500×500)相比要大一些，但受C軸轉臺規格的限制,因此在進行五軸聯動加工時實際行程會受影響。性能指

標上不同設備的定位精度差距較大，主流五軸加工設備的定位精度為0.004-0.006，而SK12160的定位精度為

0.01（三軸）、0.015（五軸）。其他技術參數的差異對

教學和培訓影響不大。

在實訓或培訓教學的過程中，加工精度的不足限制了對

于復雜精密實例的引用。

三、目標設備的商品化的程度和在?一汽集團?的應用情況：

南京四開的SK12160機床目前只有三臺售出，因此產品的成熟程度有待于進一步驗證。目前一汽集團現有的五

軸數控加工中心均為國外（德國、日本、意大利）進口的產品，因此從培訓與崗位需求的對應性上來說，小規

格的進口設備更有優勢。

四、潛在供應商的資質：德馬吉（德國企業、一汽采購平臺

供應商）、森精機（日本企業）、菲迪亞（意大利企業、）

上述主流加工中心主要指：

NMV5000DCG由森精機生產的車銑符合五軸高速加工中心DMCmonoBLOCK400 由德馬吉生產的高速五軸加工中心

SK12160 南京四開電子企業有限公司生產的五軸加工中心