一、結(jié)構(gòu)決定設(shè)備性能
五軸加工中心的結(jié)構(gòu)形式繁多，其基礎(chǔ)設(shè)計從根本上塑造了設(shè)備的性能特征，直接關(guān)聯(lián)到機床的堅固度、加工精確度、運行穩(wěn)定性以及操作的便捷性等核心要素。
主要應考慮以下方面：
1）線性軸移動方式
2）設(shè)備剛性
3）傾斜旋轉(zhuǎn)軸
4）是否五軸聯(lián)動
5）五軸接近性
牧野的D200Z、D800Z及a500Z系列五軸加工中心，采用了創(chuàng)新的“Z”型高剛性工作臺架構(gòu)設(shè)計。這一設(shè)計獨特之處在于，工作臺無需依賴兩端的支撐，而是利用大直徑的傾斜軸承來穩(wěn)固。在這種結(jié)構(gòu)下，工件的重心B恰好位于支撐點A的范圍內(nèi)。相較于傳統(tǒng)的單支撐結(jié)構(gòu)，這種設(shè)計顯著減少了工作臺的彎曲量d，使得力臂L變得更加短小。
該傾斜軸構(gòu)造設(shè)計，確保了其加工精度能與3軸加工中心相匹敵。即便是在承載并旋轉(zhuǎn)重型工件的情況下，也能將工作臺的撓曲變形控制在極低水平。同時，借助高剛性軸承與直接驅(qū)動電機的運用，實現(xiàn)了低振動、高精度的平穩(wěn)旋轉(zhuǎn)。此外，它還擁有卓越的空間接近性能，為復雜工件的加工提供了更多可能性。
傾斜軸結(jié)構(gòu)優(yōu)異的空間接近性
二、傾斜旋轉(zhuǎn)軸精度
為了深入理解傾斜旋轉(zhuǎn)軸精度對加工精度的影響，我們以牧野D800Z機床為例進行說明。
首先，需要了解角度的基本單位換算：1度等于60分，1分等于60秒，因此1度等于3600秒。
在D800Z機床中，其B軸和C軸的最小分辨率達到了極高的0.0001度，這相當于0.36秒。而其定位精度則為±3秒。
通過具體的計算示意圖，我們可以直觀地看到，當傾斜旋轉(zhuǎn)軸存在這樣的精度差異時，會對加工精度產(chǎn)生怎樣的影響。具體來說，即使是很小的角度偏差，也可能導致加工出的工件與預期設(shè)計之間存在明顯的誤差。
因此，傾斜旋轉(zhuǎn)軸的精度對于機床的加工精度至關(guān)重要。在選擇機床時，我們需要特別關(guān)注這一指標，以確保加工出的工件能夠滿足我們的精度要求。
三、干涉防撞
在五軸加工領(lǐng)域，干涉防撞是一個必須嚴肅對待的問題。為了應對這一挑戰(zhàn)，牧野的五軸加工中心不僅配備了電腦端的軟件干涉檢查功能，還標準配置了在線實時仿真CSG功能，這一功能在手動模式下同樣能夠發(fā)揮效用，有效預防干涉情況的發(fā)生。
CSG功能的工作原理相當先進：它能夠在加工開始之前，就對工裝配置或刀具長度設(shè)置等可能出現(xiàn)的錯誤進行預先檢查，從而最大程度地減少加工過程中的緊急停機情況。具體來說，該功能會基于預先校準調(diào)整的數(shù)據(jù)，以及數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的坐標、偏移值等位置信息，實時預測干涉的可能性。
一旦機床在運行過程中因潛在干涉而停止，CSG功能會立即呈現(xiàn)狀況畫面，幫助操作人員快速定位并確認預測的干涉部位以及相關(guān)軸的運動方向。這樣，操作人員就可以迅速采取措施解決問題，恢復機床的正常運行。
四、旋轉(zhuǎn)中心校正
由于環(huán)境和溫度波動等因素，旋轉(zhuǎn)中心的位置可能會發(fā)生變化，這對五軸加工的精度構(gòu)成挑戰(zhàn)。為了應對這一問題，機床應具備通過探頭實現(xiàn)自動校正的能力。這種校正機制能夠確保在3軸、分度以及5軸加工過程中，加工精度得到驗證和保持。此外，接刀誤差應被嚴格控制在±4微米以內(nèi)，以確保加工質(zhì)量的高標準。
使用探頭自動校正5軸旋轉(zhuǎn)中心
3軸/分度/5軸加工精度驗證加工
五、聯(lián)動精度
五軸加工中心的聯(lián)動精度是多種因素綜合作用的結(jié)果，為了提供一個具體的參照，我們可以以牧野D200Z為例，通過實際的加工案例來展示其聯(lián)動精度的表現(xiàn)。
加工設(shè)備：D200ZCAM：FFCAM工件材料：NAK80(40HRC)工件尺寸：140x140x35mm型腔：清角R0.22mm，深度20mm加工時間：1H35min/pocket刀具：7把6種
聯(lián)動精度：位置精度±2μm，形狀精度±3μm
六、工藝支持
五軸加工中心的性能能否得到充分發(fā)揮，關(guān)鍵在于其加工工藝的選擇。例如，采用異形刀具進行加工，可以顯著提升加工效率，從而充分展現(xiàn)設(shè)備的潛力。
加工案例：效率提升6倍！
材料：YXR33(58HRC)形狀及尺寸：如下圖，深度30mm，拔模角2°，清角R3mm
