五轴使用说明书
第二章 多轴精雕机
2.1 多轴精雕机形态
目前，多轴精雕机是在三轴精雕机上配备数控回转工作台来实现的，五轴机床属于工作台双摆动机床(Table/Table)类型。精雕机数控回转工作台主要有以下三种类型，如图2-1所示.
图2-1 数控转台类型外观图
RT TRT DRT
其中:
RT —— 普通数控回转工作台 (NC Rotary Table)
TRT —— 可倾数控回转工作台 (Tilting NC Rotary Table)
DRT —— 双轴数控回转工作台 (Double Axis Tilting NC Rotary Table)
2.2 多轴机床的坐标系约定
一、机床坐标系约定
根据ISO规定，数控机床采用右手直角坐标系，其中平行于主轴的坐标轴定义为Z轴，绕X、Y、Z轴的旋转坐标分别为A、B、C。上述各坐标轴的运动可由工作台，也可以由刀具的运动来实现，但方向均以刀具相对于工件的运动方向来定义。通常五轴联动是指X、Y、Z、A、B、C中任意5个坐标的线性插补运动。
1、精雕机数控回转工作台的转轴命名及转向约定。
数控机床完成沿X、Y和Z的直线进给运动所通过的这些轴简称直线轴；数控机床完成绕X、Y和Z的圆周进给运动通过的这些轴简称回转轴，回转轴轴线平行于X轴的为A轴， 回转轴轴线平行于Y轴的为B轴，回转轴轴线平行于Z轴的为C轴。
2、转轴转向的判断可以通过左手螺旋定则判断：
左手握住轴线，左手大拇指指向直线轴正方向(X/Y/Z)，四指的旋转方向为对应轴的正向。（对于C轴的判断，Z轴向上为正）
（!!!特别注意：转轴转向用左手螺旋定则判断，并没有违背国际标准，而是为避免分公司员工在使用过程出错的强行规定。）
二、机床运动坐标系与工件编程坐标系 1、机床运动坐标系（M-System）： 在回转台旋转的五轴加工中，机床运动坐标系的原点为主动轴的旋转轴中心，其它三个矢量方向分别为机床的X，Y，Z轴向；机床运动坐标系在五轴机床回转台安装完毕后，唯
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一确定，不可以随意修改，如图2-2所示。
注释：主动轴与从动轴：在工作台双摆动的五轴机床中，其中一个回转轴旋转运动后，
另一个轴也将跟着它一起运动，两个回转轴分别处于主动和从动的状态，故而分别称之为主动轴和从动轴。从动轴相对与主动轴的位置（即两轴线的垂直距离）称为旋转轴偏心距。
旋转轴中心： 是指回转台各个旋转轴的坐标轴中心位置，该位置点对四/五
轴路径输出是十分关键的。加工同一工件，旋转轴位置不同，机床运动位置也不同。
2、工件编程坐标系（W-System）：
是指操作者使用CAM软件进行加工编程时工件所在的编程坐标系，在JDPaint系统中，通常使用世界坐标系来定义工件坐标系，如图2-3所示。 3、理解机床运动坐标系与工件编程坐标系的相对位置关系是正确实现四轴/五轴后置处理（路径输出）的关键所在，如图2-4所示。
CAM软件的路径输出过程也称为后置处理。四轴/五轴后置处理与三轴机床后置处理有较大的区别。相同的一段ENG代码或者NC代码可以在不同的三轴数控机床上可获得相同的加工效果，但某一种五轴机床的NC代码却不能适用于所有类型的五轴机床；同一段三轴NC代码在EN3D控制系统中进行平移，阵列或者旋转拷贝后，可以加工出同样的图形效果，而同一段五轴NC代码在EN3D控制系统中进行平移，阵列或者旋转拷贝后，加工出来的形状完全可能不是你想像的效果。（大家一定要理解为什么会这样？）
由于五轴数控机床结构形式多样性，多轴后置处理必须选择适当的机床配置，然后再进行路径输出过程。
图2-2 机床运动坐标系OXYZ
图2-3工件坐标系OXYZ
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图2-4 将工件安装到机床上，工件坐标系与机床运动坐标系之间的相对位置关系
2.3 几个重要关键数据
进行多轴加工之前，需要测量机床的一些关键数据，并把它们记录到控制软件(EN3D)的机床位置参数中。下面针对不同的带转轴的精雕机，分别介绍各自需要测量的关键参数。
一)、辊雕机床
1、准确测量出主轴刀具中心线到旋转轴轴心线的垂直距离。 一般地，精雕机出产前均有严格的机械装配精度保证，该距离对后续的工件形状影响可以忽略不计。但是当遇到客户要求进行高精度的产品加工时，该数据可作为路径计算时的补偿值，来实现高精度的产品加工。
理论上辊雕机床的主轴刀具中心线与旋转轴轴心线之间的垂直距离应该为零，即主轴刀具中心线与旋转轴轴心线相交。但在实际工程机械装配中，主轴刀具中心线与旋转轴轴心线必然存在一定的偏差，而且随着机床使用过程中的磨损，该偏差值可能增大，该值越大对后续的工件加工形状影响也越大。
二）、四轴机床：
1、准确测量出旋转轴的中心位置。
四轴转台安转时，首先要保证旋转轴线的平行度（即与X轴或者Y轴是否平行）；旋转轴线的平行度对后序的工件加工形状影响较大。(通常平行度要求为： 60mm长度范围之内，相差0.01~0.02mm)
旋转轴的中心位置测量误差会传递到后续的工件表面加工中，因此测量数据相应地有一定的精度要求，建议大家应把精度控制在两个丝以内(<0.02mm)，对精度要就很高的产品加工，应使用千分表测量。
三）、四轴半机床与五轴机床：
1、准确测量出两个旋转轴中心位置以及旋转轴偏心距。 2、记录机床行程及旋转轴转角限位。 说明：
a. 四轴半回转台的测量数据与五轴回转台相同。 b. 以XYZBC五坐标机床为例，五轴转台安转时，首先要保证B旋转轴线与Y轴的平行
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度；(平行度要求为： 60mm长度范围之内，相差0.01~0.02mm)；其次要保证C轴线与Z轴的平行度.
c. 由于旋转轴的中心位置测量误差会传递到后续的工件表面加工中，因此对这些测量
数据相应地有一定的精度要求，建议大家应把精度控制在两个丝以内(<0.02mm)，对精度要就很高的产品加工，应使用千分表测量。
2.4 多轴机床数控回转工作台的安装和关键数据的测量
1、数控回转工作台的安装：
（1）在安装完转轴后必须保证： 1、 各转轴轴心必须平行对应的直线轴轴心(A//X ，
B//Y ，C//Z)；
2、 考虑装夹完工件后，转轴和工件在运动行程内不
得与机床任何部位发生干涉；直线轴运动到转台的最大行程不超限位。
（2）安装方法： 回转工作台的端面或侧面有定位块，在主轴套上固定百分表或千分
表，通过打回转台外壳上的定位块，调整转台使得转轴轴线与对应直线轴平行。然后紧固旋转工作台的四个安装锁紧螺母。
2、数控回转工作台的位置参数测量：
针对不同类型的转台，下文将以回转台为A轴、BC转轴为例，分别进行说明。 （1）RT —— 普通数控回转工作台
图2-5 RT数控转台示意图
需要测量尺寸(参考图2-4)：
①：A轴轴线离Y轴机械坐标零点的Y向距离 ②：A轴轴线离对刀仪Z向距离 推荐测量方法：
①、将标准圆棒料装夹在爪盘上，通过打表使得标准圆棒料与旋转轴同心； ②、找到标准圆棒料轴线的Y、Z坐标Ay，Az； ③、对刀，记录对刀基准Zb；
④、计算： A轴轴线离Y轴机械坐标零点的Y向距离 = Ay ；
A轴轴心离对刀仪距离 = Az - Zb ；
（2） TRT —— 可倾数控回转工作台
DRT —— 双轴数控回转工作台 需要测量尺寸：
a、C轴轴线的X,Y坐标（Cx，Cy）； b、B轴轴线的X坐标（Bx）；
c、B轴轴线与对刀仪的Z向距离；
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d、C轴摆正时主动轴补偿角度；
推荐测量方法：转台位置参数的测量方法有多种，下面介绍一种经常使用的方法。 1） 在回转工作台上装夹检棒，结合B、C轴旋转找正，使检棒与Z轴平行，记录此时
B轴坐标值，这个值就是C轴摆正时主动轴的补偿角度；
2） 机床下电，将C轴摆正时主动轴补偿角度输入到“位置参数设置—转轴轴线位置”
中；
图2-6 位置参数设置示意图
3） 在回转工作台上装夹一块圆形材料；主轴上装夹一支标准平底刀，刀具半径记作R； 4) B轴回零点，打开主轴转速，用刀具侧刀接触材料，旋转C轴360度，铣出一个深
度为3～5mm的圆柱面；
图2-7
5) 精确分中圆柱面，记录当前X、Y座标值Cx,Cy； 6） 在回转工作台上更换一块矩形材料；
7） B轴回零点，用刀具侧刃沿Y轴方向将材料的左侧铣平，深度3～5mm；记录当前X
坐标值X1：
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