五轴编程：了解刀轴和碰撞控制
如果你让十个不同的 5 轴程序员对同一个零件进行编程，你很可能会得到十个不同的加工策略。根据经验、机器配置、CAM 软件、工具、工件夹具和无数其他标准，每个人都看到他们需要行驶的路径略有不同。但它们都通向同一个地方……一个成功完成的部分。本文将是关于 5 轴编程的多部分系列文章的第一篇。
当您开始在 5 轴 NC 中编程时，您会很快意识到您的首要障碍之一是了解大量控制参数设置的影响。错误地设置这些参数中的任何一个肯定意味着在生成所需的刀具路径时成功与失败之间的区别——因为这些参数中的每一个对于刀轴和碰撞控制都有重要的工作要执行。
刀具轴控制参数决定了刀具倾斜的程度和方向，以及在整个加工过程中如何控制和驱动倾斜。线、面、平面、点和链等常见特征用于控制如何保持工具的指定倾斜角度。一旦工具与上述的一个共同特征相关联，该工具将保持与该特征的关系；从而控制其倾斜角度……例如，如果指定了点或线，则刀尖将遵循编程的刀具路径，但刀具的顶部边缘将始终指向指定点，或遵循指定的线以保持由程序员指定的适当倾斜量。同样，如果选择了一个表面或平面，该工具将继续保持指定的倾斜角度，因为它与选择作为控制特征的表面或平面相关。
除了或与几何特征的使用相一致之外，还可以指定超前角、滞后角和侧倾角来控制刀轴倾斜。在超前角或滞后角的情况下，指定的倾斜角与行进方向有关……超前角与行进方向倾斜，就好像它在工具前面领先一样；和滞后角从行进方向倾斜，就好像刀具落后于切割一样。侧倾角被指定为正或负度，并将引导工具向行进方向的左侧或右侧倾斜。
程序员还必须学会使用碰撞控制参数，这些参数是影响刀具的限制以及允许刀具倾斜的程度和方向……无论使用何种刀具轴控制方法。允许工具盲目倾斜，而不考虑限制，可能会使工具或刀架与工件或机器本身接触，从而导致碰撞。学习有效地使用刀具轴控制和碰撞控制参数是区分优秀 5 轴编程器和优秀 5 轴编程器的因素之一。
一个常见的问题可能是为什么我们首先需要倾斜工具。为什么不像我们在 3 轴加工中那样简单地保持刀具垂直于被切削的表面？我们在 5 轴加工中倾斜刀具的答案是因为我们可以！倾斜刀具最常用于具有圆角半径的刀具，而不是方形拐角刀具，例如平面立铣刀。倾斜刀具的能力意味着我们在半径而不是刀具的底部中心进行切削 - 这将使我们能够更好地控制切屑负载和进给率，并将为我们提供更好的表面光洁度和更长的时间刀具寿命。由于旋转刀具的底部中心没有有效速度，因此使用垂直对齐的刀具更像是被拖动，而不是沿着刀具路径切割。
数控机床