五轴数控机床旋转轴位置测定与加工设置

　　五轴加工数控机床根据旋转部件的运动方式不同，可归纳为双转台、双摆头和一转台一摆头三种形式。双转台五轴联动机床的运动坐标包括三个直线坐标轴X、Y、Z和两个旋转坐B(A)、C，其结构如图1所示。该种结构是中、小A型五轴加工机床采用较多的一种结构形式，其优点是旋转坐标有足够的行程范围，工艺性好，适合中小型体零件的五面粗、精铣削加工，机床能在加工时减少装夹次数，达到高效率、高精度、高可靠性的要求。

1 五轴加工设置内容介绍

　　零件在进行五轴加工时主要设置的内容有：编程方式选择及转台旋转中心到摆动中心位置偏置设置、编程零点到c轴中心位置偏置设置、加工工件坐标系的位置偏置设置、刀具长度补偿设置、机床五轴RTCPJJIJ工设置及。下面以广数GSK 25i五轴数控系统、CAXA制造工程师201 1软件五轴后置处理为例，介绍双转台式五轴数控加工中心的加工设置与机床精度的测量、调整方法。

2 旋转轴与直线轴的位置偏置

　　(1)旋转中心到摆动中心偏置距离测量如图2所示，具体操作方法如下：

　　第1步：通过旋转B轴，采用打表方式校平、校正C轴，使c轴平面与z轴垂直，然后在C轴上安装一圆棒，旋转C轴铣出圆棒直径为D，最后对圆棒进行分中，找出XYZ车由的坐标系零点位置坐标C，使C轴旋转轴轴线与Z轴轴线重合，在机床坐标相对坐标系中将X、B轴坐标清零。

　　第2步：手动旋转摆动轴B轴至90°位置，采用打表方式校正B轴使C轴平面与Z轴轴线平行，然后移动X轴，用百分表或分中棒对C轴平面进行多次校准取平均值，使z轴轴线位于旋转轴C轴平面上，aOz轴轴线到旋转轴C轴平面的距离为0，所移动的距离为L(z’+x’)，最后移动z、y轴，采用打表方式，测出圆柱旋转后(B轴相对坐标90°位置)其侧面至旋转前(B轴相对坐标0度位置)的高度值日。依据以上步骤得出c轴旋转中,GNB轴摆动中心的偏置值：

　　X轴方向为：X'=(H+D／2-L)／2

　　Z轴方向为：z'=(H+D／2+L)／2

　　另外，上述偏置坐标中均采用已测得的绝对值进行计算。当x方向测得值为一L时，偏置值为X’，X方向测得值为L时，偏置值为一x’；当z方向测得值为H时，偏置值为Z'，Z方向测得值为H时，z轴方向偏置值为-Z'。

　　(2)零件编程零点到C轴中心偏置距离测量如图3所示，具体操作方法如下：

　　第1步：通过旋转B轴，采用打表方式校平、校正C轴，使C轴平面与z轴垂直、c轴轴线与z轴轴线重合，记录机床的机械坐标(X、Y、B、C)或将该坐标输入不常使用的六号工件坐标系(G59)中。

　　第2步：安装、校正夹具。夹具校正时x方向可采用转动c轴的方式进行。装夹加工工件，采用试切法或分中棒对刀并设置工件坐标系。以1号工件坐标系(G54)为例：在MDI方式下运行“G90G54 G0 X0 Y0 B0 C0”一在机床相对坐标系中将各坐标轴清零一手动移动机床坐标至第1步操作中记录机床的机床坐标(X、Y、B、C)或MDI方式下运行“G90 G59 GO X0 Y0 B0 C0”。此时，机床坐标相对坐标系中的坐标X、Y就是零件编程零点到c轴中心的偏置(X'、Y')。

　　第3步：Z向坐标偏置测量，采用打表方式移动Z轴使百分表位于工件坐标系零平面记录百分表表针位置，在机床相对坐标系中将z轴坐标清零，移动Z轴使位于C轴平面表针位置与前面相同。此时，机床坐标相对坐标系中的坐僦是零件编程坐标系D中的编程零点到c轴中心的偏置z’。

3 五轴加工功能刀具中心点控制(RTCP)

　　特征编程的操作和设置方法

　　(1)使用CAM软件后置处理旋转轴位置偏置功能进行补偿时的编程设置

　　①进入CAXA制造工程师软件后置设置，选择广州数控B C轴双工作台五轴后置配置文件GSK 5X TB／TC，进入【多轴】界面，根据机床结构型式与转轴参数设置如图4所示。