一 引言
裝備制造業是一國工業之基石，它為新技術、新產品的開發和現代工業生產提供重要的手段，是不可或缺的戰略性產業。即使是發達工業化國家，也無不高度重視。近年來，隨著我國國民經濟迅速發展和國防建設的需要，對高檔的數控機床提出了急迫的大量需求。五軸聯動數控機床是高效率、高精度加工空間曲面類零件，如各類模具、水輪機和汽輪機葉片、三元流離心壓氣機、船用螺旋槳和推進器及螺旋錐齒輪的關鍵設備。代表機床制造業最高境界，從某種意義上說，也反映了一個國家的工業發展水平狀況。
二 雙轉臺五軸聯動數控機床結構
圖1-1 雙轉臺五軸聯動機床結構簡圖
雙轉臺五軸聯動數控機床運動坐標包括3個移動坐標X、Y、 Z和兩個個旋轉坐標B、C（兩個旋轉軸均屬轉臺類），B軸旋轉平面為YZ平面，C軸旋轉平面為XY平面。一般兩個旋轉軸結合為一個整體構成雙轉臺結構，放置在工作臺面上。( 3+2軸)。其特點是：加工過程中工作臺旋轉并擺動，可加工工件的尺寸受轉臺尺寸的限制，適合加工體積小、重量輕的工件；主軸始終為豎直方向，剛性比較好，可以進行切削量較大的加工。
三 雙轉臺五軸聯動數控機床對刀方法
對刀的概念就是將編程坐標系和機床操作中的加工坐標
系重合起來，機床就會按照編寫的程序進行加工。雙轉臺五
軸機床的加工坐標，一般將雙轉臺的旋轉軸線的交點作為加工坐標原點，因此，雙轉臺機床的對刀也就是要找到雙轉臺旋轉軸線的交點，加工原點的X、Y、Z軸坐標均由轉臺旋轉軸線交點確定。
1．校正雙轉臺
把千分表吸在主軸上，如圖1-2所示。讓表頭接觸到雙轉臺基準面face1，保持機床Y軸位置不變，沿X軸移動，使表頭接觸face2，若表頭接觸face1 、face2時的讀數不同，則調整雙轉臺的位置，直到讀數相同，以使 B軸軸線與機床X軸方向平行。碩士論文，五軸聯動。完成后固定雙轉臺，固定后要注意復檢，防止固定過程中轉臺受力移動。
2．校正B軸零位（對刀B軸原點）
一般我們取C軸轉臺（雙轉臺上的圓形小轉盤）的旋轉平面為水平面時的B軸位置為B軸零位；校正方法如下：
如圖1-2所示，千分表吸在主軸上，讓表頭接觸到C轉臺表面，首先沿X軸從B1到B2打表，以確認轉臺的安裝是否平整，若千分表讀數兩點不同，則需要重新固定轉臺，確保轉臺安裝面的清潔，并重新進行步驟1校正轉臺安裝方向；然后，沿Y軸從A1到A2打表，調整B軸角度，使千分表在A1、A2兩點的讀數相同，此時C軸的旋轉平面校正到了水平位置。轉臺水平后把此時B軸的機床坐標值輸入到G54~G59對話框的B框中，并按“確定”按鈕保存錄入的數據。碩士論文，五軸聯動。
圖1-2 校正雙轉臺
3．找C軸轉臺的中心（對刀X、Y軸原點）
把千分表吸在刀柄上并保證在表座隨著刀柄在360范圍內旋轉時不受阻礙。讓表頭接觸到C軸轉臺的內孔表面，旋轉刀柄（千分表應隨著刀柄轉動），如果表的回轉中心和轉臺中心不重合，調整X軸和Y軸的位置直到二者重合為止（此時千分表在回轉臺內壁任意角度的讀數相等或在允許的誤差之內）。把此時X軸和Y軸的機床坐標值分別輸入到G54~G59對話框的X和Y框中，并按“確定”按鈕保存。
4．找出B、C軸線的交點（對刀Z軸原點）
a．測量擺長（固定值）
使B軸運動至G55對刀點的位置，X、Y軸移動至主軸中心與C轉臺的中心位置重合（即機床移動至G55 X0 Y0 B0），在手輪方式下把“相對移動量KA”項清零，再讓B軸擺動-90°
讓刀具的側刃（最好使用尋邊器，防止刀刃刮傷轉臺）接觸C軸回轉臺的表面，把此時“手輪方式”下的“相對移動量KA”下的Y坐標的值記錄下來，記為R，這個值再減去刀具半徑就是B軸的回轉半徑。碩士論文，五軸聯動。碩士論文，五軸聯動。記為ZH1. ZH1=（|R| - 刀具半徑）
b．對C轉臺高度
將B軸運動至G55對刀點的位置，用刀尖接觸C轉臺表面，將此時機床坐標值記為“ZH2”.
c．設定Z軸原點坐標
G55_Z=ZH2-|ZH1|，將此數值輸入G55對話框的Z框中并按“確定”按鈕保存。
5．選定C軸的基準邊（對刀C軸原點）
通常在需要進行多軸加工的工件上取一基準邊，把這個基準邊與X（或Y）軸成一特定角度或平行時的C軸位置作為C軸的零位。把此時C軸的機床坐標值輸入到G55對話框的C框中，并按“確定”按鈕保存。碩士論文，五軸聯動。
7．找工件基準點與轉臺中心點的偏差
使機床B、C軸都移動至零位（G55 B0 C0），按照三軸的對刀方法找到工件上對刀基準點X、Y、Z的機床坐標值，輸入到G54對話框中，并按“確定”按鈕保存。碩士論文，五軸聯動。比較G54和G55坐標參數中X、Y、Z軸的數值，按照如下公式計算：
四 結束語
本文介紹了雙轉臺五軸聯動數控機床對刀的一般步驟。當然，在具體實現過程中還需要掌握一些基本技術和方法。本文所介紹的操作步驟雖然看起來簡單，但要真正掌握它，還需在實踐中不斷體會和提高。
(審核編輯: 智匯張瑜)
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