数控龙门铣床铣平面如何编程(VERICUT仿真德国兹默曼六轴五联动龙门铣床方案)

Posted 2023-05-27

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数控龙门铣床铣平面如何编程(VERICUT仿真德国兹默曼六轴五联动龙门铣床方案)

德国兹默曼Zimmermann公司一直致力于特殊型面的铣削加工。1938年成立以来，公司业务主要涉及不同材料外部轮廓的切削及修正，已成为世界领先的高科技龙门式铣床生产厂家，兹默曼公司龙门加工中心在汽车工业，航空工业等众多领域有雄厚的底蕴。公司通过龙门铣床FZ100和3轴铣头M3 ABC成功地实现了6轴加工。在以大切削量加工铝合金、复合材料、模型材料以及HSC高速切削钢件和铸铁的领域，这种加工理念解决了传统的2轴叉型铣头5轴联动加工的瓶颈。传统2轴铣头的薄弱环节 — 极点问题或者局限的摆动幅度，已被最新研发成功的3轴铣头解决了。增加的弧形导轨将现有的所有优势理念完美地结合在一起，并为5轴联动加工方式增添了新的维度。

机床照片（来源网络）：

至 0°时，C轴和铣削主轴平行，称之为极性问题。其结果是，在这一点上， C轴完全无法旋转主轴。主轴的所有运动必须通过A轴完成，C轴只能用于事先调整 A轴。因此，即使是主轴最小的运动（例如几角秒的旋转）也可能导致 C轴旋转高达90°。这导致机床的空行程过多，加工效率严重下降，同时存在的还有跨象限超程问题。

在五轴联动加工中，这种挑战尤为明显，伴随着C轴极大幅度的运转，垂直的主轴此时看上去就像在工件表面“跳舞”，这对生产效率、表面加工质量和刀具寿命都有负面影响。还有另外一个局限性。关于机床补偿和增加空间精度的最新研发成果无法在2轴铣头上应用，因此，需要使用没有极性问题的铣头。

机床照片（来源网络）：

这种没有极性问题的铣头已投入使用，例如在飞机制造工业，但这些铣头因为其旋转范围较小和体积较大而有诸多局限。解决的方案是新型的独一无二的M3 ABC 铣头，是迄今为止第一个结合了其它铣头全部优点的铣头。

M3ABC 的外形，图中可见到该铣头对摆叉主轴头进行改进，A轴和C轴之间增加了B轴，使摆叉可以沿B轴弧形导轨作±15°回转，虽然回转角度不大、转速不高，但已足以消除铣削拐角时的主轴翻转死点问题，并能实现5 面加工，开创了ABC轴铣头的新局面。

新型三轴铣头M3 ABC集多项应用于一身：大幅度的摆角足以应对各种加工要求，同时极点问题得到完全解决。通过弧形导轨技术，第一次实现了将现有的优势理念结合在一起。

建立数模：

但值得注意的是，这台机床虽然有A、B、C三摆角，但只能同时实现两个摆角联动，第3个摆角只能作为姿态轴定摆角加工。实际为六轴五联动机床，当然，目前类似的机床几乎都只能实现五轴联动，相当于把AB轴与AC轴联动的功能机床组合在一起，不过即使这样，相关的编程、仿真、后处理工作难度也是成倍增加的。所以现实中很难见到这类数控机床实物。

建立VERICUT机床运动关系：

数模导入VERICUT：

动作分解模拟 ZYZ+CA：

常规大角度铣削加工

动作分解模拟 ZYZ+BA：

适合肋板，小于15度角开放轮廓铣削加工，封闭轮廓不退刀连续加工，这是这个机床的优势点所在。

联动动作模拟：

CBA轴任意两轴与XYZ轴联动，剩余一个轴为姿态调整轴。