在FANUC 0i上实现五轴控制

广东某合资企业需要一种能在圆锥面上加工凸轮运动曲线槽的立式加工中心，用户拿着该零件的图纸，与众多机床厂进行了研讨，大家几乎一致认为必须用五轴联动的加工中心才能实现。为此，还与德国某公司联系定购相应规格的机床，但是300多万元人民币的高价使用户不得不望洋兴叹。大连机床集团根据用户的要求，在本集团生产的VD63系列立式加工中心(FANUC 0i系统)上增加第4和第5轴，就能实现用户的要求。总价仅为90余万元人民币，是国外机床价格的1/3。

　　1　加工零件的分析

　　被加工零件为锥状碗形铸铁件(图1)。圆锥夹角为60°，锥口直径650 mm，在圆锥内表面上有一条深12 mm、宽12 mm的凸轮运动曲线，首尾相接。其展开平面为一扇形。为了加工该零件，在立式加工中心的工作台上安装了一个旋转C轴和翻转A轴的复合转台(图1b)。为了编程方便，把这个圆锥内表面近似看成圆柱表面。把这个展开的圆柱面看成一个横向为“X”轴，纵向为Y轴的平面，那么这条凸轮运动曲线就可以用直线、圆弧插补来实现了。由于圆柱面是旋转面，因此这个“X”轴应该是圆柱的旋转C轴，也就是由旋转C轴与直线Y轴组成的圆柱面坐标，用角度与直线进行插补就可完成凸轮曲线的加工(图2)。为了保证圆锥体内表面展开后与立式加工中心的X_Y平面平行，圆锥体在旋转台上装夹好后需要再翻转60°(图1c)。因此需要设计一个有旋转360°的数控轴(C)和使C轴翻转120°(A)轴的复合转台。