摘要：以旋转五轴及CNC加工中心为基础联机控制，整个系统具备高精度及高效率等较多优势特点，借助夹具能够把工件装夹机床上面，将提前所编制系统程序输入进去后，执行复杂加工操作任务，此类高档机床可以适应于极具复杂性的飞机设备结构架、车辆零部件等各类模具加工操作。为更进一步了解该系统，本文主要探讨以旋转五轴和CNC加工中心为基础联机控制综合系统与其控制方法，仅供业内参考。

关键词：CNC；旋转五轴；加工中心；联机控制系统；控制方法

前言

针对高档类型数控机床领域而言，五轴的加工中属于现阶段呈较高科技含量及精密度的高档类型数控机床典型设备，被专门应用至复杂曲面加工中。传统三轴的联动机床，则往往很难满足于精密制品生产加工需求，只有积极开发应用以旋转五轴和CNC加工中心为基础对联机控制综合技术，才能够更为充分地满足于实际的生产加工需求。因而，以旋转五轴和CNC加工中心为基础对联机控制综合系统与其控制方法开展综合分析，有着一定的现实意义和价值。

1 关于以旋转五轴和CNC加工中心为基础联机控制优势特点概述

以旋转五轴及CNC加工中心为基础联机控制，它是能够应用至大型柴油装置曲轴、螺旋桨、叶轮等重要零部件生产加工中的重要设备，如下是对控制系统基本优势特点所作出详细阐述：

1.1 在高精度及高效率优势层面

以旋转五轴及CNC加工中心为基础联机控制，该系统最大的优势特点便是能够将加工精度及其效率有效提升，确保加工时间得以缩短。相比较于传统三轴来说，旋转五轴增设两个方向旋转轴，可以一次性开展五个面的加工操作，其和CNC加工中心C轴联合之后，能够实现无限制旋转运作，且A轴能够旋转半周，以至于设施设备加工作业整个过程不会有干涉情况出现。一次装夹操作，可防止多次装夹操作所致重复定位及误差问题产生，对于夹具所产生依赖性得以降低，可以夹持规则及不规则各种工件，针对不规则的部分工件能够借助一面两销方式予以夹持操作，加工操作精度及效率可得到有效提升，促使自动化的加工得以实现[1]。

1.2在较高经济性优势层面

以旋转五轴及CNC加工中心为基础联机控制，该系统有效应用之下，可促使车间总体占地面积得以减少，且可有效降低设施设备总体投资成本，具备极高经济性优势特点。旋转五轴的加工中心，它集成了多种不同加工功能为一体，无论是车床，还是铣床、磨床等均可实现，倘若单独购买一台立磨装置价格昂贵。那么，通过核算设备成本及其加工工时后便能够发现，选用五轴呈更高性价比，经济性优势较为显著。伴随国内数控机床近几年日益迅猛化发展开来，对于旋转五轴工程的集约化生产加工，仅需将整机的模拟软件导入，通过时间调试就能够促使设施设备初始化操作完成，故现阶段大部分汽车配件及高端的制造产会选用旋转五轴和CNC加工中心为基础联机控制作为重要的加工生产装置，以满足低成本、高精度及高效率化的生产加工需求。

2 联机控制综合系统与其控制方法

2.1控制系统

（1）在五轴联动式数控层面

以旋转五轴和CNC加工中心为基础下的联机控制综合系统，即依托于计算机科学技术来控制机床实施加工作业。CNC，即电脑数字化的控制，控制原理主要是以可编程的逻辑控制装置、机床本体、伺服系统等为基础而实现有效控制。数控装置，等同于微型计算机，结合输入提前编辑的系统程序，实施转码过后，形成机器语言，为机床下达相应操作命令，实际上属于机床内部CPU，依托于机器语言，促使整套加工作业得以实现，总体结构上主要是以三轴为基础增设旋转轴；伺服系统，属于数控技术一大难点，对于数控装置及机床本体而言属于重要纽带，可对于数控加工操作中心动力部位实施有效控制。辅助设施设备，通常配套各位置测点，对机床处于不同方向进给速度及位移实施密切监测，对各部位实际执行动作实施同步监测。数控机床的加工中心，针对机械部分机床本体层面，以主轴箱体、夹具、操作台、进给部件等为主，依托于旋转五轴科学技术手段，实施一次编程，促使复杂的成型工件整个洗消开槽及钻孔加工操作完成，能够自动实施刀具更换及工件交替切削作业，作业环境呈极高安全系数，可满足于防粉尘及噪声各层面需求[2]。

（2）在电气控制层面

以旋转五轴和CNC加工中心为基础下的联机控制综合系统中，针对电气控制部分，以电气系统原理图、元器件总体布设图、电气安装及接线图等为主。电气系统原理图属于机床电气控制重要部分，内主电路、照明电路及辅助电路等，能够将电气及其元件、其余各连接点的零部件实际控制运行整个线路图直接反映出来；电气元件总体布设图，能够将电气元件具体安装位置反映出来，即反整个电气元件布设；电气安装及接线图主要是以所规定电气图形、数字及符号等标识为基础，将CNC加工中心总体接线情况直接反映出来；电气系统硬件接线完成，便需开展五轴平台的总线通讯现场测试，测定通讯总体稳定性层面，侧重于测定系统可否满足初始化基础条件要求，经驱动装置运行速度的曲线图采集及分析，便可通讯是否成功作出精准推。对外部设施设备实施可靠性的测试，同样较为重要。实践中包含着对刀仪、刀库、油泵、IO等能否实现正常使用，这些需开机前实施加工测试，以确保五轴联动式机床正常启动过程，还应当对位置同步实施调整点动操作。针对点动控制层面，能够对于机床上面刀架及横梁，实施快速移动及对刀操作。

2.2控制方法

（1）在刀具旋转操作中心的编程控制层面

国外高档类型五轴联动的控制系统，通常借助刀具旋转操作中心编程（RTCP），广大用户依托于RTCP系统软件，以球形刀具X/Y/Z中心点及旋转轴的坐标系为基础，将执行代码输出，数控系统则以刀具的中心点作为计算分析基准，实施自动补偿，并结合曲面加工作业曲线空间运动轨迹，对于五轴机床整个旋转轴实施自动补偿，保证插拔过程中球形刀具所在中心点能够始终处在编程所需移动轨迹当中。此种编程方法，可确保代码更具通用性，编程效率可得到有效提升。性能较高三轴算法当中，拐点速度的控制算法较为重要，此算法能够沿用至五轴联动当中[3]。

（2）在网络总线数控的系统控制层面

五轴联动式机床控制效率能否提升，底层控制信息数据实际传输效率属于一大重要阻碍。网络总线科学技术之下，底层数据信息传输效率及其可靠性问题可得到充分解决，且可实施纳米插补操作，配线更具便捷化，所配置编码器极具抗干扰性，总线技术促使机床最为核心功能实现集成化，基于总线技术，促使机床更多复杂功能得以实现，更为便捷化地扩展系统各项功能，可实施更多大型的结构件生产加工。

3 结语

综上所述，以旋转五轴和CNC加工中心为基础联机控制综合系统，其具备着高精度及高效率、较高经济性层面优势特点。整个控制系统当中，以五轴联动式数控及电气控制两大部分系统为主。并且，在控制方法上，以刀具旋转操作中心的编程控制及网络总线数控的系统控制为主。为能够充分满足低成本高精度及高效率化地各种产品生产加工需求，则以旋转五轴和CNC加工中心为基础联机控制综合系统有着极高应用价值，值得持续推广及应用下去。

参考文献

[1]刘大鹏.基于开放式五轴数控系统RTCP算法的机床控制方法，CN111580461A[P].2020.

[2]熊宇虹，宇金龙，吕常魁，等.旋转第四轴与CNC加工中心联机控制系统及控制方法，CN104834270A[P].

[3]曹川川，郭鹏远，杨大奎.基于MACH3的教学型五轴联动数控铣床的电气控制系统设计[J].农机使用与维修，2019，000（008）：1-3，10.