5轴坐标系的问题

一般坐标系中A轴是对应X轴的轴向旋转BC轴对应YZ轴。那么我设计的移动龙门式雕刻机中,A轴就只能放置于平行于龙门架方向了吗？还是可以在软件中设置坐标系的时候将龙门架方向设置为Y轴，龙门架垂直方向设置为X轴，这样就可以将A轴放置在垂直于龙门架方向。看过珍一前辈的帖子和其它论坛都有说一般软件5轴处理都是AC轴。这一块不是很明白。以下是来自5iMX的Q729990908的5轴讲解帖五轴理论讲解机床结构工作原理典型零件的工艺方案第一节五轴加工机床的应用与发展及其分类性能1、五轴加工的应用领域：随着科技的发展和人们物质生活水平的提高，人们对产品的性能、质量要求也更高，形式更多样化和个性化。为了进一步提高产品的性能和质量，充分满足使用者的多方要求，如节能、省材、轻便、美观、舒适等五轴轴加工主要应运的领域：航空、造船、医学、汽车工业、模具、叶轮、涡轮、蜗杆、螺旋桨、鞋模、立体公、人体模型、汽车配件、其他精密零件加工。2、五轴机床的定义：所谓五轴加工这里是指在一台机床上至少有五个坐标轴(三个直线坐标和两个旋转坐标)，而且可在计算机数控(CNC)系统的控制下同时协调运动进行加工。5. 3、五轴轴向定义：G01X.YZ.A绕X轴旋转为A轴绕Y轴旋转为B轴绕Z轴旋转为C轴常见五轴机床的介绍：立式五轴加工中心、卧式五轴加工中心立式五轴加工中心，这类加工中心的回转轴有两种方式，一种是工作台回转轴。设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A轴，A轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台，在图示的位置上环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360度回转。这样通过A轴与C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。A轴和C轴最小分度值一般为0.001度,这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。优点：主轴的结构比较简单，主轴刚性非常好，制造成本比较低。缺点：工作台不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转大于等于90度时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。另一种是依靠立式主轴头的回转。主轴前端是一个回转头，能自行环绕Z轴360度,成为C轴，回转头上还带可环绕X轴旋转的A轴，一般可达90度以上，实现上述同样的功能。优点：主轴加工非常灵活，采用主轴回转的设计，保证有一定的线速度，可提高表面加工质量。这种结构非常受模具高精度曲面加工的欢迎，这是工作台回转式加工中心难以做到的。缺点：工作台也可以设计的非常大，机身庞大，主轴的回转结构比较复杂，制造成本也较高。卧式五轴加工中心，此类加工中心的回转轴也有两种方式，一种是卧式主轴摆动作为一个回转轴，再加上工作台的一个回转轴，由主轴立、卧转换配合工作台分度，对工件实现五面体加工，优点：加工简便灵活，主轴立式或卧转简单的换，制造成本低，非常实用。缺点：主轴刚性差，但不作联动，适合立、卧转换的四轴加工中心不同加工要求。另一种为传统的工作台回转轴，设置在床身上的工作台A轴一般工作范围+20度至-100度。工作台的中间也设有一个回转台B轴，B轴可双向360度回转。优点：转轴也可配置圆光栅尺反馈，分度精度达到几秒，常用于加工大型叶轮的复杂曲面。缺点：工作台受限制，回转轴结构比较复杂，价格也昂贵。6. 加工中心的发展与未来:现在加工中心逐渐成为机械加工业中最主要的设备，它加工范围广，使用量大。近年来在品种、性能、功能方面有很大的发展。品种：有新型的立、卧五轴联动加工中心，可用于航空、航天零件加工；有专门用于模具加工的高性能加工中心，集成三维CAD/CAM对模具复杂的曲面超精加工；有适用于汽车、摩托车大批量零件加工的高速加工中心美国领先一步的机床具备万能型的设备，可用于车、铣、磨、激光加工等，成为真正意义上的加工中心。全自动地从材料送进，到成品产出，粗精加工、淬硬处理、超精加工，自动检测、自动校正，无所不能。人类的智慧将在高科技产品加工中心上得到充分的展现！第二节五轴加工优点应运典型零件的工艺方案实际生产加工常发生的问题及其解决方案1、传统机床或三轴数控机床缺点：（1）必须用多台机床，经过多次定位安装才能完成。（2）设备投资大，占用生产面积多，生产加工周期长（3）精度、质量还难于保证。2、五轴加工的优点：（1）使得工件的装夹变得容易（2）加工时无需特殊夹具，降低了夹具的成本，避免了多次装夹（3）提高模具加工精度（4）五轴联动机床可在加工中省去许多特殊刀具，所以降低了刀具成本。（5）五轴联动机床在加工中能增加刀具的有效切削刃长度，减小切削力（6）提高刀具使用寿命，降低成本。（7）提高空间自由曲面的加工精度、质量和效率（8）交货快，更好的保证模具的加工质量五轴机床集中工序进行高精、高效加工，实现工件一次装夹便可完成除底部外所有面加工。一台五轴机床的工效约相当于两台三轴加工机床，甚至可以省去更多机床。3、五轴加工工工艺及其实际生产加工常发生的问题及其解决方案：（1）五轴工件坐标系的确立、五轴G代码NC程序表示（2）各种不同机台复杂零件的装夹3、加工辅助线、辅助面的制作4、五轴加工刀具与工件点接触，非刀轴中心的补偿5、加工过程中刀具碰撞问题6、刀轨的校验及其仿真加工7、不同五轴机器，不同刀轨和后处理第二周结合PowerMILL2010软件讲解五轴加工的综合使用技巧第三节五轴加工坐标、程序解析、刀具补偿与装夹1、五轴坐标的确立编程坐标系是指在数控编程时，在工件上确定的基准坐标系，其原点也是数控加工的对刀点。要求所选择的编程原点及编程坐标系应使程序编制简单；编程原点应尽量选择在零件的工艺基准或设计基准上，并在加工过程中便于检查的位置；引起的加工误差要小。2、五轴程序解析G17XY平面加工G18XY平面加工G19XY平面加工G90绝对坐标G80循环注销3、五轴刀具半径方向补偿：插补程序段中提供的数据信息又仅仅是刀具中心点坐标和刀具轴的方位角，刀具半径补偿实际上不可能进行，因为控制器不知道该往哪个方向进行补偿，而这个方向对于刀具半径补偿非常重要。因此，如果要进行三维空间刀具半径补偿功能，则必须在数控加工程序段中提供补偿方向向量等信息,FANUC控制器采用了IJK码来表示，将由编程刀具中心位置即指向刀具半径补偿后实际加工刀具中心的矢量称为刀具半径补偿向量IJK刀具半径方向补偿：G41G42刀具半径方向补偿注销：G404、五轴工具的装夹尽量选择通用、组合夹具,一次安装中把零件的所有加工面都加工出来,零件的定位基准与设计基准重合,以减少定位误差；应特别注意要迅速完成工件的定位和夹紧过程,以减少辅助时间,必要时可以考虑采用专用夹具。5、PowerMILL2010软件坐标的使用和5轴加工的关系：毛坯位置、刀具刀轴方向都随着用户坐标系的变化而变化,根据加工需要所产生的坐标,激活后为红色。世界坐标模型的原始坐标系，永远不动的，移动永远是模型。PowerMILL默认第一坐标系为世界坐标系。在采用多个坐标加工的五轴程序，在输出时采用对刀坐标系来输出这些刀具路径，在FAUNC系统中，使用G68.2指令来完成用户坐标系选择与平移操作第四节PowerMILL2010多轴加工6种投影策略（手柄加工案例）点投影精加工策略，一般加工类似球体的模型结构，经常采用朝向点或自点的刀轴矢量方向。直线投影精加工策略，一般加工圆柱体类的模型结构，经常采用朝向直线或自直线的刀轴矢量方向，特别是瓶身类模型结构加工非常完美。界限：控制刀路轨迹，有三中方式控制刀轨，分别为：方位角、仰角、高度方位角：XY平面旋转，以X轴为基准轴，逆时针旋转位正值，来控制水平面上的加工范围。仰角：XY平面旋转与Z轴的夹角，逆时针旋转为正值，用来定义模型高度方向（Z轴方向）的加工范围。高度：控制刀轨轴向的加工范围曲线投影精加工策略，一般用在管道加工或者流道加工，采用朝向曲线或者自曲线的刀轴矢量方向。参数参考线界限：以百分率加以控制，参数为1，那么参考线投影为100%，如果为0.5，那么参考线投影为50%平面投影精加工策略，一般用才清角加工的刀轨中或者侧壁有倒扣。曲面投影精加工策略，曲面加工只能选取一个曲面作为投影面，多个曲面加工，可以制作一个圆滑过渡的辅助面做为投影面。控制方位角、仰角，先预览投影，然后采用鼠标做大致的拖动到我们所要投影面的角度，最后采用键盘上的、光标建（左右键）做细致的角度调整。SWARF精加工策略，一般用叶轮叶跟清角和叶片加工。刀轴矢量方向为：垂直、前倾、侧倾、自动。第五节PowerMILL2010刀轴9种矢量方向的定义（曲面加工案例）垂直：系统默认为三轴的刀具轴线，刀具轴线平行于Z轴，垂直于XY平面前倾侧倾：前倾角为刀具沿刀具路径方向的给定角度，侧倾角为和刀具路径方向垂直方向的给定角度。如果这两个角度的设置均为零，则刀具方向将为刀具路径的法向。刀具路径的法向为刀具路径产生过程中将其投影到曲面数据上时的方向。对参考线精加工而言，此方向始终为垂直的；对投影精加工而言，其方向随局部投影方向的变化而变化。（如果没有激活用户坐标系则为世界坐标系）朝向点：刀具的轴线总是通过一固定点，刀尖始终指向固定点，适合凸模加工或者容易发生夹持碰撞的陡峭凸壁上。（一般配合点投影精加工策略使用）自点：刀具的轴线总是通过一固定点，刀尖始终背离固定点（远离点），适合凹模加工，特别是深型腔、负角面类的零件加工。（一般配合点投影精加工策略使用）朝向直线：刀具移动过程中刀尖始终指向所指定直线，并且垂直于该直线，加工刀尖部分相对静止，主轴头部则运动比较频繁。（一般配合直线投影精加工策略使用）自直线：刀具移动过程中刀尖始终背离所指定直线，并且垂直于该直线（远离直线），加工刀尖部分相对静止，主轴头部则运动比较频繁。（一般配合直线投影精加工策略使用）朝向曲线：刀具移动过程中刀尖始终指向所指定曲线，并且垂直于该曲线自曲线：刀具移动过程中刀尖始终背离所指定曲线，并且垂直于该曲线固定方向：刀具刀轴方向由用户指定一个矢量方向，刀具移动过程中刀具轴线始终平行该矢量方向。IJK,I表示平行X轴方向矢量，J表示平行Y轴方向矢量,K表示平行Z轴方向矢量,当坐标X=O,Y=O,Z=0,方向为I=l,J=0,K=0时，表示直线通过坐标原点与X轴平行。第六节PowerMILL2010新策略叶盘加工驱动讲解（叶轮加工案例）l、叶盘区域清除模型2、叶片精加工3、轮毂精加工4、叶片加工刀路进退刀的设置5、变化刀轨操作，过切检查，加持碰撞检查，模拟操作第七节PowerMILL2010新策略管道加工讲解（消防栓加工案例）1、管道区域清除模型2、管道插铣精加工3、管道螺旋精加工4、缺口位置补面方法5、坐标系限界操作第三周讲解典型零件的程序制作结合实际工厂经验加工零件第八节入门1（烟灰缸五轴加工案例B+C）1、分析模型结构，确定机床为一转一摆式2、传统三轴刀轨，转变为多轴刀轨的操作3、等高策略的轴向变化（侧倾角、朝向点）4、平行精加工策略的轴向变化（朝向点）5、三维偏置精加工策略的轴向变化（朝向点、自点）第九节入门2（奖杯五轴加工案例B+C）1、分析倒扣，确定加工方案B+C2、采用3+1定轴开粗策略，产生用户坐标系来实现3、采用残留模型加工操作4、编辑传统三轴刀轴方向4、旋转精加工策略5、参考线精加工策略，采用参考线偏置器，参考线只能在XY平面内产生第十节提高1（印章五轴加工案例A+C）1、分析零件结构特征，确定装夹方向及其加工工艺2、对称图形可以采用变换刀轨的方法，由于底面余量问题，注意两开粗刀轨之间相接位置的残料，采用模拟后的残料做为局部开粗毛坯3、给刀具装配夹持器及其夹持器参数的修改，五轴加工刀具夹持器碰撞的验证4、对于球体和圆柱体不同的加工驱动5、曲面与曲面衔接位置，导轨策略不同，但是两刀轨要有重叠的位置6、棱角面精加工必须逐个分开加工，以保证产品的线条流畅没关7、对于产品上大小相同，布局有一定规律的曲面，我们可以采用刀轨变换实现多个加工，简单快捷！第十一节茄子五轴加工案例A+C1、对于对称图形的加工思路和操作方法2、考虑加工工艺，制作辅助面，以便加工使用使用3、加工坐标的设定，考虑表面粗糙度等问题4、采用刀具路径转换为参考线，实现四轴开粗的方法5、制作辅助面，采用曲面投影精加工第十二节玩具枪五轴加工案例A+C1、分析模型结构特点，制度合理加工方案2、局部位置开粗3、制作辅助面可以减少跳刀，使刀具路径整洁漂亮。4、采用制作的辅助面作为投影曲面，一定要忽略辅助面，否则刀具路径会产生在辅助面上。第十三节猪头五轴加工案例B+C1、分析模型结构特点，制度合理加工方案2、对于模型结构特点的不同，采用不同的策略加工3、使用固定刀轴矢量方向加工4、产生用户坐标系，调整Z轴轴向以便刀轴加工。第十四节风叶片五轴加工案例B+C1、风叶片加工工艺分析2、局部位置开出的刀轴矢量方向3、局部毛胚的制作4、叶片精加工5、三轴加工策略转变为五轴加工刀轨6、参考偏置精加工策略7、导轨变化：旋转8、辅助面加工第十五节人体模型五轴加工案例B+C1、人体模型毛胚的制作2、当刀轴的轴向一直时可以采用参考刀轨，当刀轴方向不一致时，必须采用残留模型。3、残留加工4、清角处理第十六节叶轮五轴加工案例B+C1、叶轮开粗2、叶轮叶片精加工3、风流叶片精加工第十七节风扇五轴加工案例B+C1、采用三角形毛胚开粗2、加工前分析3、SWARF曲面精加工策略加工风叶4、采用直线投影精加工策略加工叶毂面第十八节维纳斯五轴加工案例A+C1、分析模型结构确定加工工艺，调整基准坐标系2、制作辅助面，控制刀具路径3、采用残留模型做毛胚加工4、曲线投影加工策略5、缠绕加工第十九节五轴钻孔、五轴刻字、五轴仿真操作案例1、五轴钻孔，建立特征设置操作，设置为多轴孔特征2、刻字，字体的投影方法，可以采用参考线投影，也可以直接采用参考线精加工策略参考导轨的方法进行多重偏置加工，雕刻刀具参数的设置，采用前倾角、侧倾角控制刀轴，减少雕刻刀具在加工中的受力。3、五轴仿真操作，按照旋转轴位置可分为：双转主轴头head-head.mtd、一转一摆head-table.mtd、双转工作台table-table.mtd。仿真文件放置在：D:Powermill2010PowerMILL11.0.10fileexamplesMachineData.txt说明文本.mac机器启动宏文件mtd仿真机器设置和选择启动文件.pmlth是PowerMilltool文件.xsd仿真机器设置定义文件dmt仿真机器三角形文件（三维文件）第二十节PowerMILL2010后处理1、PowerMILL2010有两中模块进行后处理:一种是DuctPostl516后处理为PowerMILL2010默认模式，机床选项文件为*.opt,另一种是PMPost4.5.01后处理构造器，首先在PowerMILL2010中输出一个刀位，后缀名为*.cut文件，再读取刀位文件，最后安照NC程序选项输出NC程序2、后处理器错误，报警解决方案：安装PowerMILL2010DuctPost15163、PMPost4.5.01安装破解D:Powermill2010PMPost4501sysocx汉化：复制PMPostCHS.po到D:DelcamPMPost4000liblocaleLC_MESSAGES4、PMPost4.5.01后处理器的介绍。5、PowerMILL2010后处理修改后处理在实际应用中，经常需要修改或删除的部分主要有几方面:程序头的修改;程序尾的修改;刀具调用的修改;第四轴的开启与关闭;各种注释部分的删除;钻孔循环的定制;行号的设定与省略;新参数的设定等。(1) 程序头的修改。选中任务树窗口中的FanucOM.pmoptCommands-StartProgram，项，在右边图形窗口中，选中程序中不需要的部分，再点击上方的删除图标，可以删除该部分内容;如程序中默认的机床回参考点程序段G91G28XOYOZO,如在程序启动时不必首先回参考点，可删除该段内容。(2) 程序尾的修改。在任务树窗口中的FanucOM.pmopt-Commands-FinishProgram项中可以定义程序尾部分的内容。默认的程序尾包含了G91G28Z0和G28XOY0机床回参考点选项，如不需要也可以删除。(3) 换刀程序段的修改。选中任务树窗口中的FanucOM.pmopt-Commands-ToolControl-LoadFirstTool项，可以通过选中图形窗口中的M6项，点击添加BlockNumber,使T指令和M6指令分行;同样可以使ChangeTool项中的T指令和M6指令分行;如采用手动换刀，则NC程序中不需换刀程序，可右键点击LoadFirstTool和ChangeTool，在快捷键中选中Deactivate,以关闭换刀程序。(4) 第4轴的开启和关闭。选中任务树窗口中的FanucOM.pmopt-Settings-MachineKinematics，项，右边图形窗口中KinematicModel的选项，默认的3-Axis项则关闭第4输4-Axis项则打开第4轴，第4轴打开后，需对其方向、原点及行程范围等进行设置。(5) 各种注释部分的删除。程序头部分、换刀部分等都设定了相应的注释，如不需要这些注释，可以进人程序头部分、换刀部分，将其中的注释内容选中删除即可。(6) 钻孔循环指令的定制。打开任务树窗口中的FanucOM.pmopt-Commands-DrillingCycles，1项，这里定义了各种钻销循环。如其中的SinglePeckingSetup定义了基本钻削循环G81指令;DeepDrillSetup中定义深孔钻削循环G83指令。如要取消，可右键点击该指令，在快捷键中选中Deactivate，即可取消该项定义。DrillingCycles子目录下还有其他钻镬削循环，可根据机床具体情况进行定义或删除。(7) 行号的设定与省略。点击任务树窗口中的FanucOM.pmopt-Settings-GlobalConstants选项，右边图形窗口中OutputBlockNumber，项的Value，框中的值，默认的为Yes显示行号;改为No,则不显示5轴坐标系的问题A轴设置，以及转来5轴机床常识行号;BlockIncrement项为程序行号间距，Value值默认的为10,可根据需要修改成适合自己的行号间距。(8) 新参数的设定。当数控机床的控制系统在PowerMILL自带的后置处理选项文件中没有的时候，就需要重新定义新的控制系统选项文件。如需专门定义各种常用GM,F,S代码以及坐标表示等，可在FanucOM.pmopt-Parameters项中进行。如，需修改快进G代码G00，可双击FanucOM.pmopt-Parameters-General-MotionMode，在弹出的*框中对RAP状态项后面的Value，值进行修改，还可以在*框上半部分的Prefix修改快进指令的前缀+G;如需修改冷却模式的M代码，可双击FanucOM.pmopt-Parameters-General-CoolantMode，在弹出的*框中进行相应修改;主轴转速可在FanucOM.pmopt-Parameters-General-SpindleSpeed中进行.6、制作适合PowerMILL2010五轴加工的工厂后处理,重点：(1)后处理的注释说明，包括机器名称，5轴旋转轴、5轴旋转轴所处的位置(2)机器运动学一旋转运动模式(5轴)一程序头设置一刀具第一下刀点一多轴方式_M128M129M126/M127M128M129M128指令是刀尖跟随功能M129指令是取消刀尖跟随功能M129在多轴加工中换刀前各轴复位操作，换刀后再执行M128M126/M127M126指令旋转轴短路径运动M127指令取消旋转轴短路径运动.pmoptPMPost4.5.01后处理器,可再编辑后处理文件。.optDuctPost1516后处理