既然物体具备六个自由度,那为什么机床却大多只有五轴联动?是因为技术壁垒卡脖子了吗?这是很多人都在疑惑的问题,今天就要展开聊聊,或许不太严谨,但主打一个通俗易懂。
在传统的三轴机床上工具只能xyz三个方向直线移动,举个例子,拧螺丝,如果只是简单的地上只剩一把螺丝刀即可,但如果无线的结构复杂,螺孔的位置刁钻,就得用到不同的工具,并且不停的改变运动的姿势和角度才行,想象一下,当你试图用一把螺丝刀拧紧一颗别手位置的螺丝,就需要扭转手腕,以调整工具的角度才能能碰到他,同样的道理,当时用机器来做更复杂雕刻,钻孔工作就是要让工具能够在三维空间内实现移动和旋转,你就是所谓的自由度。
这时候如果有一双额外的手帮忙调整工具的角度,视线就会容易的多,而五轴机床是在原有的基础上增加了一种“额外的手”,它不是简单的增加增多实现移动的能力,而是加入了绕着直线轴的旋转能力,通常是通过两个生产轴来实现,好比有人帮你拿螺丝刀,同时还帮你调节螺丝我的角度,所以有了“额外的手”的帮助,即使是最复杂的工件,也可以在一次固定不动的情况下,从各个角度为精细处理,也就是两个旋转轴和运动直线轴前后工作,通过计算他们各自的角度,只能确定控制在任何所需方向的位置和指向后面是在地球上的每一个地点,只要有精准坐标就能搞定,而不是非得知道东西南北4个方向。
同理,五轴机床利用类似的方法将复杂的三维空间内的方位转化成了几个解决的数值,从而实现了工具的精准控制,而且其实也并非没有六轴,甚至7,8,9,轴联动,是没有必要。机加工行业其中有一句老话“能四不五,能定不联”联动的轴数越多对加工精度的影响就越大,而物质联动就只能实现从这一方向加工复杂区域的最少联动手术也是最优解。