2025-01-23 资讯 0
在工科生心中，一个物体的自由度通常被认为是6个。这些自由度包括沿X、Y、Z三个轴的直线运动和绕这三个轴旋转。这一概念常常使人以为，只要能实现任意角度加工，机床就必须具备6个自由度或6个轴。但实际情况并非如此。
传统三轴加工机床在处理包含复杂表面或多孔结构的零件时，往往需要使用特殊夹具以及多次操作来调整工具与工作件之间的接触关系。而五轴联动数控机床则能够通过单次装夹完成高速、高精度加工。
关键在于刀具（或测头）可以从任何方向接近工作件，这是实现任意角度加工的基础。因此，问题转向如何描述刀具（或测头）的位置和姿态。
三轴数控机床中的刀具位置可以由X、Y、Z三个直线坐标值确定，而其姿态则固定不变。相比之下，五轴联动数控机床通过添加两个旋转軸A和B，使得刀具（或测头）的位置和姿态都能改变。这些旋转軸形成了一个球面，其中每个点对应一个特定的刀摆矢量，该矢量决定了工具与工作件之间的相对方向。
此外，由于存在两个独立的旋转軸，可以用两个自由度来描述空间中的任何一点，即经纬度系统。在这种系统中，每点由两个参数定义：经纬两维坐标系下的横坐标及纵坐标，它们分别代表着沿X-Y平面的投影及沿Z方向上的投影，从而确定了该点在三维空间中的唯一位置。此外，我们还需考虑到切向矩阵，这是一个重要概念，但这个话题太过深奥，我们暂且不论它。
总结来说，在没有六个独立运动自由部位的情况下，就已经能够进行复杂形状工件高效精确加工，这是因为我们引入了额外的一些数学模型，比如球面坐标系，以及更先进的手法，如同时控制多个运动自由部位以产生更复杂几何形状，以满足生产需求，同时保持高度灵活性，以适应各种不同的任务要求。
