五轴加工中心数控编程技巧
数控五轴加工中心编程的方法及步骤
数控五轴加工中心编程的方法及步骤小伙伴！今天咱们来唠唠数控五轴加工中心编程这个事儿。
一、了解加工零件。
咱得先好好看看要加工的零件长啥样。
就像认识新朋友，得知道它的轮廓、尺寸、精度要求这些。
你得清楚哪里是平面，哪里是曲面，有没有啥特殊的形状。
这就好比给零件做个全身检查，心里有数了，编程的时候才能有的放矢。
二、确定加工工艺。
这一步可重要啦。
要想清楚用啥刀具合适呢？大零件和小零件用的刀具可能就不一样。
还有切削的参数，就像炒菜放多少盐、多少油一样，切削速度、进给量、切削深度都得定好。
这得根据零件的材料来，要是硬邦邦的材料，那切削参数就得小心调整，不然刀具可能就受不了啦。
工艺路线也得规划好，先加工哪里，后加工哪里，就像规划旅行路线一样，得合理安排。
三、建立坐标系。
这个就像是给零件在加工中心里找个家。
确定一个原点，然后X、Y、Z轴就像房间的坐标一样，每个点都有自己的位置。
五轴加工中心还有两个旋转轴呢，这两个轴的坐标系也要确定好。
这就像给零件的每个部分都贴上了地址标签，加工的时候刀具才能准确找到地方。
四、编写程序。
现在就开始正儿八经写程序啦。
用那些编程代码，像G代码、M代码之类的。
比如说G00就是快速定位，让刀具快速跑到指定位置。
编写的时候要按照之前确定的加工工艺来。
如果有曲面的话，可能得用一些特殊的编程方法，像宏程序之类的。
这就像写作文，要按照一定的逻辑和规则来写，不能乱写一气。
五、模拟加工。
程序写好可别着急让加工中心干活。
先模拟一下，就像演习一样。
看看刀具的路径对不对，有没有可能撞到零件或者夹具。
要是模拟的时候发现问题，那就赶紧修改程序。
这就像出门前检查一下东西有没有带齐，发现没带钥匙还能及时补上。
六、实际加工。
经过前面的步骤，没问题啦，就可以让加工中心开始干活啦。
不过在加工的时候也不能完全不管，得盯着点。
万一有啥突发情况，像刀具磨损啦，还能及时处理。
数控五轴加工中心编程就是这么个事儿，看起来有点复杂，但是只要一步一步来，多实践，肯定能掌握的。
五轴加工中心数控编程技巧分析
五轴加工中心数控编程技巧分析摘要：五轴加工中心是机械工业生产中极为重要的设备，具有加工范围广、精度高、速度快的特点，可以对各类零部件进行高效加工。
五轴加工中心数控编程技巧的应用有利于提升加工效率，保证加工质量，程序员在进行五轴加工中心的数控编程时需要注意科学分析数控机床、明确坐标系确定方法、关注编程中刀具补偿、选用恰当的编程方法并优化编程中的工艺处理，进一步强化数控编程质量，提升五轴加工中心的工作效率。
关键词：五轴加工中心；数控编程；技巧五轴加工中心的五轴联动设计是工业生产中进行零件加工的重要技术，可以对大型三维立体曲面等零件进行加工，具有极高的应用价值。
而数控编程技术的应用能够对五轴联动加工系统进行多元化控制，调整加工速度、空走速度、落刀速度等数值，保证加工效率与质量。
在五轴加工中心的数控编程中，合理运用编程技巧可以减少程序编写的工作量，提升加工效率、优化工业生产过程，为此应该重视五轴加工中心数控原理分析，并对具体的编程技巧进行研究，合理的运用相应技巧完成程序编写。
一、五轴加工中心数控系统控制原理五轴加工是数控机床加工的一种模式，是在X、Y、Z三个移动轴基础上加任意两个旋转轴的五轴联动加工系统，可以让加工刀具在五个自由度上进行定位与连接，能够实现几何形状复杂的零件加工。
五轴加工中心是五轴加工所采用的机床，可进行各类复杂零部件加工，包括有自由曲面的机体零部件、涡轮机零部件等，能够提高零件加工效率。
五轴加工中心的五轴联动加工具有更广的适应性，可以对直纹面类零件进行加工，提高其工作效率[1]。
在立体型面加工时，五轴加工可以采用铣刀端面逼近立表面进行加工，减少走刀次数，降低残余高度，提高加工效率与表面质量。
此外，五轴数控加工可以一次装夹完成工件多表面、度工序加工，在提高工作效率的同时，确保相互位置的精度，具有极高的应用价值。
五轴加工中心数控系统是运用编程软件完成编程，进而实现数字化控制的过程，通常需要由编程人员与机床操作人员密切配合，保证其程序编写的科学性与准确性。
ug五轴编程常用小技巧
ug五轴编程常用小技巧一、了解加工对象和选择合适的刀具在进行五轴编程之前，了解加工对象的特点和加工需求是非常重要的。
首先，要了解加工材料的硬度、脆性、软度、是否易变形等因素，以便选择合适的刀具和切削参数。
同时，根据加工需求选择适当的加工路径，如粗加工还是精加工，选择不同的切削策略和加工方式。
二、合理设置切削参数切削参数是五轴编程中非常重要的一部分，它包括切削速度、进给速度、切削深度、快速移动速度等。
在设置切削参数时，要充分考虑刀具的切削性能和加工材料的特性，选择合适的切削策略和加工方式。
此外，要避免使用过高的切削速度和进给速度，以免造成刀具磨损和工件表面质量的下降。
三、优化加工路径加工路径是五轴编程中的重要部分，它决定了刀具在加工过程中的运动轨迹。
在进行五轴编程时，要充分考虑加工对象的形状和特点，优化加工路径，减少刀具的空行程时间和碰撞风险。
可以使用UG 软件中的自动碰撞检测和自动换刀等功能，确保加工过程的顺利进行。
四、合理使用加工模拟加工模拟是五轴编程中非常有用的工具，它可以帮助工程师检查加工过程中的碰撞、过切等问题，并及时进行调整。
在UG软件中，可以使用模拟功能来模拟刀具的运动轨迹，检查加工过程中的问题，并及时进行调整。
这样可以大大提高加工效率和产品质量。
五、注意安全问题在进行五轴编程时，安全问题是非常重要的。
要确保机床和操作环境的安全，避免意外碰撞和过切等问题的发生。
在进行编程时，要充分考虑机床的极限和加工对象的形状，避免造成安全事故。
六、持续学习与优化五轴编程是一个不断学习和优化的过程。
随着技术的发展和加工对象的不断变化，需要不断学习新的技术和方法，优化已有的编程技巧和方法。
可以通过阅读专业书籍、参加培训课程、与同行交流等方式，不断学习和提高自己的五轴编程技能。
总之，UG五轴编程需要综合考虑加工对象、刀具选择、切削参数、加工路径、安全问题等多个方面。
通过不断学习和优化，可以提高加工效率和产品质量，为企业创造更多的价值。
五轴加工中心数控编程技巧探究
（ 太原科技大学 机械工程学院， 太原 030024 ）
*
摘要：基于微分几何理论， 对复杂曲面环形刀无干涉刀具路径生成算法进行研究 ， 对复杂曲面进行曲 在此基础上建立环形刀五轴加工模型， 进行走刀步长、 加工行距和相邻刀触点等的计算， 并 面划分， 提出通过选择最佳刀具尺寸和改变刀具姿态进行干涉避免的方法 。 与其它环形刀刀具路径生成算 法相比， 本文提出的算法具有更高的准确性和可靠性 。 关键词：复杂曲面； 环形刀； 刀具路径； 干涉避免 中图分类号：TP273 文献标识码：A
Research on Gaugingfree Cutter Path Generation Technology of Complex Surfaces ZENG Zhiying，JIA Yuqin，YUAN Jinpeng，LI Kun，MIN Xuexi （ Sch． of Electromechanic，Taiyuan Univ． of Science ＆ Technology，Taiyuan 030024 ，China） Abstract： Based on the theory of differential geometry ，the fiveaxis machining gaugingfree cutter path generation algorithm of the toroidal Cutter is researched． And fiveaxis machining model of the toroidal Cutter is built，the calculation of feeding step length，machining interval and adjacent cutter contact points etc． is done based on the division of complex surfaces． Besides，the w ay of avoid tool interfere is presented by selecting optimum tool sizes and changing tool posture． Comparing w ith other algorithms， the proposed algorithm in this paper is more precise and reliable． Key words： complex surface； toroidal cutter； tool path； gaugingfree 免方面， 国内外学者在局部干涉避免方法研究的比 目前， 关于局部干涉判断和处理方法， 可归结 较多， ： ， 为以下两大类 一是直接距离法 即通过直接计算刀 具表面与曲面之间的距离来判断是否产生干涉并进 4］ 。 二是微分几何法， 如文献［ 即采用 行相应调整， 曲率匹配来对刀具的局部干涉进行检查和修正， 文 3， 5］ 提出了密切曲率法， 即根据在密切面内刀具 献［ 与曲面曲率的吻合状态来进行局部干涉的检测和处 ［6 ］ 理； Than Lin 等人则在切触点处平行于刀具进给方 向和垂直于进给方向的两个法截面内， 分别将刀具 的有效切削曲率半径和曲面的有效曲率半径进行比 较， 从而进行局部干涉的判断和处理。 本文通过选 择最佳刀具的尺寸和调整刀具的姿态来避免干涉的 产生。 在复杂曲面的五轴加工中， 由于平头刀几何形 研究利用平头刀生成刀具路径 状简单且容易建模， 7］ 的方法比较多， 如文献［ 研究了基于加工带宽评价 8］ 文献［ 方法的平头刀五轴加工刀具路径生成方法 ， 研究了基于平头刀的等残高自由曲面五轴加工刀具 而关于环形刀生成刀具路径的方法 路径生成技术，
五轴联动加工中心操作与基础编程 第五章 多轴数控加工技术
Q2：P1为（28.284，-28.284，-50） P2为（28.284，28.284，-50） P3为（28.284，0，-25）
五轴定向加工的编程
2.1、前侧表面特性坐标系构建关系 （G68.2）
P1为（0，-28.284，-25）
（a）原点平移
（b）进动角0°变换 （c）盘转角90°(完成)
4
攻螺纹
M4丝锥
500
-8
工序号
进给速度F （mm/min）
400 500 150 350
五轴定向加工的编程
1、各表面特性坐标系构建关系 （G68.1Qn预置）
Q1：P1为（0，-28.284，-25） P2为（10，-28.284，-25） P3为（5，-28.284，-20）
Q3：P1为（28.284，28.284，-50） P2为（-28.284，28.284，-50） P3为（0，28.284，-25）
阶梯孔
Ф17钻头、内孔车 刀
三爪卡盘
托盘 铝 LY12
设备 锯床 数控车床
3
调头，车外圆Ф80、 内孔Ф45
外圆车刀 内孔车刀
三爪卡盘
数控车床
箱体零件五轴定向加工的工艺设计
xx厂
机械加工 工艺过程卡
产品型号 产品名称
工序
工序内容
工序草图
零（部）件图号 零（部）件名称
材料名称
材料牌号
编制
刀具/工具
装夹方法
工序名称 侧面槽孔加工
材料名称
材料牌号
铝
LY12
机床名称
机床型号
双摆台五轴
HZ-5xis
夹具名称
夹具编号
拉杆螺钉
工步
mastercam5轴编程参数
mastercam5轴编程参数
Mastercam是一款广泛应用于数控加工领域的软件，它提供了丰富的功能来支持5轴编程。
在Mastercam中进行5轴编程时，需要考虑以下参数：
1. 机床配置，首先需要设置好机床的参数，包括工作台尺寸、旋转轴的类型（例如旋转/倾斜）、最大转速、最大进给速度等。
2. 刀具路径，确定刀具的路径是5轴编程中的关键步骤。
需要考虑刀具的轨迹、切削方向、切削深度等参数，以确保刀具能够准确地切削工件。
3. 刀具轨迹控制，在5轴编程中，刀具轨迹的控制尤为重要。
需要设置刀具的进给速度、切削速度、切削深度等参数，以确保刀具能够在加工过程中保持稳定的切削状态。
4. 刀具半径补偿，5轴编程中需要考虑刀具半径补偿，以确保刀具能够准确地切削工件轮廓。
需要设置好刀具半径补偿的参数，以确保刀具能够按照预定的轨迹进行切削。
5. 安全平面和初始平面，在5轴编程中，需要设置安全平面和
初始平面的参数，以确保刀具在加工过程中不会与工件或夹具发生
碰撞。
总的来说，5轴编程涉及到多个参数的设置和调整，需要综合
考虑刀具路径、刀具轨迹控制、刀具半径补偿、机床配置等多个方
面的因素。
合理设置这些参数可以有效地提高加工效率和加工质量。
五轴联动加工中心操作与基础编程 第六章 多轴数控加工技术
处理等过程进行评价
4．能针对程序中的错误，分析
5．进行本情境工作学习的总结 出错的可能原因，并提出改进意 见
加工仿真检查的类别
1. CAM软件内嵌的仿真检查功能模块 通常可进行线架形式和3D实体形式的仿真验证检查。实体仿真用 于加工结果的直观检查，而线架仿真用于刀路轨迹的细致分析。
2.第三方开发的专业仿真检查软件
刀路程序的优化与调整
曲面加工NC输出的过滤控制
刀路程序的优化与调整
曲面加工大程序输出的分割控制
1）人工分割 注意程序头尾，重新添加提刀和下刀、加刀长补偿、关 停主轴和冷却液等指令。重复小但易出错。 2）刀路分割 调整刀路加工区间范围。包括深度分解、重构边界或调 整边界余量大小。可能有重复但不易出错。
由CAM软件与机床厂家之外的第三方所开发的仿真软件 可面向CAM编制的NC程序，能检查后置的合理性
3.机床厂家开发的在机仿真检查功能模块 作为功能模块内嵌在数控机床控制软件中的在机仿真检查 大多都只能提供线架形式的仿真，只有使用PC-NC及Windows系 统的机床才有3D实体仿真。 在机仿真与机床的实际运动相配合，真实可信度最高。
方法3：使用平行到曲面五轴刀路方法，刀路切削方式参数参照图示设置。
五轴定向加工的CAM刀路设计
六、前侧矩形槽锥壁面五轴加工的刀路设计。
方法3：使用平行到曲面五轴刀路方法，刀轴控制参数参照图示设置。
综合数控加工及工艺应用
单元六 6.2程序仿真检查及优化
单元学习任务与目标
单元学习任务பைடு நூலகம்
单元学习目标
1．学习基于NC程序的仿真检 1．熟悉基于NC程序仿真检查软
CAM内嵌刀路仿真查错不出的案例之二
三轴联动斜向提刀致撞刀，旧版CAM仿真未检出错误！
ug五轴编程教程
ug五轴编程教程五轴编程是机器人技术中非常重要的一部分，它允许机器人在三个平面上进行运动，并且可以通过旋转来改变工具的方向。
在本教程中，我们将学习如何编写五轴编程来控制机器人的动作。
1. 建立工作坐标系在编程之前，我们需要先建立一个工作坐标系。
这个坐标系可以是机器人手臂能够操作的空间范围。
通常情况下，这个坐标系由机器人的基座、手臂和工具构成。
我们需要确定坐标系的原点，以及三个平面的方向。
2. 设定起始位置机器人需要一个起始位置来开始工作。
这个位置可以根据实际需求来设定，比如机器人手臂的位置、工具的方向等。
起始位置一般由坐标值表示，在编程中使用坐标值来设定起始位置。
3. 确定目标位置在编程中，我们通常需要指定一个目标位置，让机器人移动到这个位置。
目标位置可以是一个具体的坐标值，也可以是一个相对于起始位置的偏移量。
根据实际需求来确定目标位置。
4. 编写运动指令一旦我们确定了起始位置和目标位置，我们就可以开始编写运动指令。
这些指令告诉机器人应该如何移动，以及移动的速度和加速度。
编程语言中通常提供了一些指令来实现这些功能，比如直线插补、圆弧插补等。
5. 调试和优化编写完运动指令后，我们需要对程序进行调试和优化。
这包括检查程序中的错误，修改参数以获得更好的运动效果。
通常情况下，我们可以通过机器人模拟器来模拟程序的运行情况，并进行调试和优化。
总结：五轴编程是一项复杂而重要的任务，它允许机器人在三个平面上进行运动，并进行工具方向的调整。
通过建立工作坐标系、设定起始位置、确定目标位置、编写运动指令以及进行调试和优化，我们可以实现机器人的精确控制。
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导读：本辑归纳了五轴加工中心后置处理，五轴加工中心静刚度分析与结构优化，复杂曲面 的五轴加工无干涉刀具路径生成技术研究，大型水轮机转轮叶片的五轴加工技术，五轴加工 中心静刚度分析与结构优化。
中国学术期刊文辑（2013）
目录
一、理论篇 复杂曲面零件五轴加工刀轴整体优化方法 1 高动态五轴加工中心 BarbaraSchulz 12 高速卧式五轴加工中心主机结构的选型设计 14 基于 UG 的螺旋叶片数控五轴加工 17 基于多体系统理论的五轴加工中心几何误差建模李欢玲 20 汽车玻璃钢化风栅成形器五轴加工刀轴矢量插值 24 汽轮机叶片五轴加工编程与仿真研究 29 汽轮机叶片五轴加工编程与仿真研究章泳健 34 浅析五轴加工异形管连接器 39 浅析五轴加工中心数控编程技巧 42 人头模型的逆向造型设计及其五轴加工 45 实现低成本五轴加工的秘诀嵌入五轴工作台 47 矢量化编程使航空航天领域的五轴加工更便捷 49 二、发展篇 数控五轴加工余量问题 53 五轴加工不同点详述 54 五轴加工超差故障一例分析 56 五轴加工刀具路径生成的有效加工域规划方法 58 五轴加工模具制造的理想方式 68 五轴加工中非线性误差的检测和处理方法 70 五轴加工中心后置处理与虚拟仿真的研究 75 五轴加工中心任意点旋转坐标的计算 77 西门子 SINUMERIK840D 在五轴加工中的应用 DirkRaben 79 虚拟环境下五轴加工中心的建模技术研究 82 一种五轴加工中心主轴摆动消隙方法研究 87 应用虚拟制造技术开发五轴加工中心 92 直驱式高速龙门五轴加工中心横梁的设计 97
航 空 学 报 Ａｃｔａ Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａ ｅｔ Ａｓｔｒｏｎａｕｔｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ ｈｔｔｐ：／ｂｕａａ．ｅｄｕ．ｃｎ
ｄｏｉ：１０．７５２７／Ｓ１０００－６８９３．２０１３．０２４２
Ｊｕｎ．２５ ２０１３ Ｖｏｌ．３４ Ｎｏ．６ １４５２－１４６２ ＩＳＳＮ １０００－６８９３ ＣＮ １１－１９２９／Ｖ
复杂曲面零件五轴加工刀轴整体优化方法
王晶，张定华＊ ，罗明，吴宝海
西北工业大学 现代设计与集成制造技术教育部重点实验室 ，陕西 西安 ７１００７２
摘 要：针对复杂曲面零件五轴加工中刀轴矢量变化剧烈、严重影响工件表面加工质量 的 问 题，提 出 一 种 基 于 临 界 约 束 的五轴刀轴矢量整体优化方法。首先，构造了给定切触点处所有可行摆刀平面，并在摆刀平面内根据临界 约 束 计 算 出 临 界刀轴矢量，在获得临界刀轴矢量的基础上，对其进行平面 映 射，建 立 了 刀 轴 摆 动 的 初 始 可 行 域 ；其 次，通 过 对 初 始 可 行 域进行均匀离散，根据离散点之间相对位置关系构造邻接矩 阵，并 结 合 最 短 路 径 搜 索 算 法 获 得 了 初 始 参 考 刀 轴 ，从 而 构 造了新的刀轴摆动可行域；最后，建立当前切削行内无干涉且 相 邻 刀 轴 变 化 最 小 的 刀 轴 矢 量 优 化 模 型 ，实 现 自 由 曲 面 五 轴加工无干涉刀轴矢量的光滑控制。两种自由曲面叶轮的加 工 算 例 分 析 表 明，采 用 本 文 方 法 获 得 的 刀 轴 矢 量 可 以 明 显 改 善 机 床 的 运 动 性 能 ，避 免 了 刀 具 干 涉 的 产 生 ，可 提 高 复 杂 曲 面 零 件 的 加 工 质 量 与 效 率 。
关 键 词 ：复 杂 曲 面 ；临 界 约 束 ；刀 轴 矢 量 优 化 ；五 轴 加 工 ；机 床
中 图 分 类 号 ：Ｖ２６１；ＴＰ３９１．７ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１０００－６８９３（２０１３）０６－１４５２－１１
由于五轴数控加工中机床自由度的增加使刀 具具有更高的可 达 性，因 此 常 被 用 于 复 杂 曲 面 类 零件的加工 中。 然 而，自 由 度 的 增 加 导 致 刀 具 姿 态控制复杂度提 高，在 一 定 程 度 上 限 制 了 它 在 实 际加工中的 应 用。 同 时，加 工 过 程 中 刀 轴 矢 量 的 剧 烈 变 化 ，还 会 在 零 件 表 面 产 生 切 痕 ，甚 至 破 坏 零 件表面［１－２］，严重 影 响 加 工 质 量。 此 外，大 的 角 度 变化还可能超出机床转动角速度与角加速度的限 制，降低加工效率与表面加工质量 。 ［２］ 因此，研 究 复杂曲面零件五轴加工中的刀轴整体优化方法具 有重要的理论意义和应用价值。
刀轴矢量，首先通 过 典 型 位 置 上 符 合 机 床 运 动 学 特性的刀轴矢量，结 合 四 元 数 插 值 算 法 进 行 中 间 刀轴矢量 的 计 算，最 终 进 行 碰 撞 干 涉 检 查。Ｌｕｏ 等［５］将该方法 进 行 了 改 进，并 在 叶 片 多 轴 加 工 刀 轴光顺控制中进行了应用。但该方法的实现需要 对得到的切削行上每个刀位点处刀轴进行干涉判 断与 修 正，大 大 增 加 了 计 算 量。 第 ２ 种 思 路 是 首 先在离散的刀位点 处 计 算 刀 具 的 无 干 涉 方 向 （即 可 达 方 向 锥 ），然 后 在 可 达 方 向 锥 中 选 择 出 可 行 方 向锥，再从中 规 划 刀 轴 矢 量 。 ［６］ 这 种 方 法 的 难 点 在于刀具可行空间的计算，目前主要采用 Ｃ 空间 法 和 ［２，４，７］ 可视锥法 实 ［８－１１］ 现 。 在 可 行 空 间 中 沿 刀 具进给方向实现 刀 轴 光 顺 控 制 方 面，也 有 不 少 学 者提出 相 应 方 法。 Ｗａｎｇ 和 Ｔａｎｇ［２］通 过 计 算 每 一切触点处在角速度限制条件下刀轴可以达到的 范围和该点的无干涉范围之间的交集来确定五轴
针对上述问题，国 内 外 众 多 学 者 进 行 了 大 量 的 研 究 工 作 ，主 要 有 两 种 方 法 ，一 种 是 先 生 成 刀 轴 矢量再进行调 整［３］，另 一 种 是 在 刀 轴 可 行 空 间 中 规划刀轴矢量 。 ［４］ 基于第１种思路，Ｈｏ等 提 ［１］ 出 了刀轴光顺方法（ＴＯＳ方法），为获 得 变 化 均 匀 的