什么是五轴控制器？

五轴控制器是五轴加工机的核心，用于控制五轴同步运动的轨迹和运动的补偿。

五轴加工机的发展：
精密加工在现代制造业中越来越普遍。实现精密加工的高端数控机床和模具处于制造产业链的前端，模具产品的质量在很大程度上受控于数控设备。在激烈的市场竞争中，制造业要求更短的生产周期、更高的加工质量、更快的产品改性加工适应性、更低的制造技术。为了满足这些条件，越来越多的制造企业采用了高端数控加工机床，例如五轴加工机床。

五轴联动数控机床系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等加工的唯一手段，是高技术、高精度专门用于加工复杂曲面的机床。机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密仪器、高精密医疗设备等行业具有举足轻重的影响。

什么是五轴联动机床？
受约束的工具或工件在空间中具有六个自由度。事实上，在金属切削过程中，工件与刀具之间会产生巨大的切削力和摩擦力。为防止工件位置移动，必须夹紧并固定工件。常用的三轴机床只有三个正交运动轴，只能实现三个方向的直线运动自由度。因此，可以加工沿加工刀具轴线方向的结构，不能加工侧面结构特征。

五轴联动数控加工是指机床上至少有五个坐标轴，包括三个直线坐标和两个回转坐标，在计算机数控系统的控制下，能同时进行协调运动的加工。数控机床的轴作为运动轴，是空间中的坐标轴，如坐标的XY轴。没有带独立控制器和电机驱动系统的运动轴。即数控机床有5个伺服轴（不包括主轴）可以同时进行插补，5个伺服轴可以同时运动分开加工。

五轴联动机床结构：
五轴联动数控机床有多种不同的结构形式，主要分为工作台倾动式、主轴倾动式、工作台/主轴倾动式五轴联动机床。五轴铣床加工控制器可将机床各运动轴的控制大致分为轴坐标控制和工件坐标控制两种控制方式。

工作台倾斜式：
设置在床身上的工作台可以绕X轴旋转，X轴定义为A轴，A轴一般工作范围为+30度到-120度。工作台中间还有一个转台，在位置上围绕Z轴旋转，定义为C轴，C轴旋转360度。这样，通过A轴和C轴的组合，除固定在工作台上的工件底面外，其余五个面均可由立式主轴加工。

A轴和C轴最小分度值一般为0.001度，可将工件细分为任意角度，加工斜面、斜孔等。如果A轴和C轴与XYZ联动三个直线轴，可以加工复杂的空间曲面，这需要数控系统、伺服系统和软件的支持。这种布置的优点是主轴结构比较简单，主轴刚性好，制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大，承重也较小，尤其是A轴回转大于等于90度时，工件切削会带来较大的承重片刻到工作台上。

主轴倾斜式：
主轴前端为旋转头，可自行绕Z轴旋转360度成为C轴。旋转头还有一个A轴，可以绕X轴旋转，一般可达±90度以上，可以达到和上面一样的功能。这种设置的优点是主轴的加工非常灵活，工作台也可以设计得很大。客机巨大的机身和巨大的发动机机壳都可以在此类加工中心加工。
其设计优点是当使用球面铣刀加工曲面时，刀具中心线垂直于加工面。顶点切出的工件表面质量会很差，因为球面铣刀的顶点线速度为零。该设计使主轴相对于工件旋转一定角度，使球面铣刀避免了顶点切削，并保证了一定的线速度，可提高表面加工质量。这种结构适用于模具的高精度表面加工，这是旋转加工中心难以实现的。为达到旋转的高精度，高档旋转轴配有圆形光栅尺反馈，分度精度在几秒内。

工作台/主轴倾斜式：
本设备的旋转轴配置为B轴和工作台围绕C轴组合。一个旋转轴在主轴头的刀具侧，另一个在工作台侧。此类机床在回转轴的布置上具有最大的灵活性，可以是ABC轴中任意两根的任意组合。该型机床的主轴可旋转成卧式和立式，工作台可简单配置为三轴加工中心，通过分度定位进行立卧转换。分度，实现对工件的五面体加工，制造成本低，更实用。

五轴联动机床有哪些应用？
五轴联动加工中心适用于加工复杂、多工序、高要求、普通机床和刀柄多，要求种类繁多，需多次装夹调整后才能加工。

箱体类零件：
箱体类零件一般需要多工位孔隙和平面加工，公差要求高，尤其是形位公差要求比较严格，通常需要经过铣、钻、扩、镗、铰、攻丝等工序，需要的刀具在普通机床上难以加工，需要多次装夹和找正，加工精度难以保证。加工箱体类零件时，需要多次旋转工作台，以加工水平方向的四个面，宜采用卧式加工中心。

复杂表面：
复杂表面在机械制造中起着重要作用，尤其是在航空航天工业中。用普通的机械加工方法很难甚至不可能完成复杂的曲面。复杂曲面零件，如各种叶轮、球面、各种曲面成型磨具、螺旋桨、水下航行器螺旋桨，以及其他一些自由曲面。五轴加工中心最适合此类零件。铣刀作为包络面来逼近球面。加工中心加工复杂曲面时，编程工作量大，大多必须具备自动编程技术。

异形件：
异形件是形状不规则的零件，大多需要点、线、面多工位混合加工。异形件的刚性普遍较差，装夹变形难以控制，加工精度难以保证，甚至有些零件的某些加工部位用普通机床难以完成。用加工中心加工时，应采取合理的工艺措施，一次或两次装夹，利用加工中心多工位点、线、面混合加工的特点，完成多道工序或全部工序内容。

盘盖板件：
端面带键槽、径向孔或分布孔系、曲面盘套或轴类零件，如法兰套、带键槽或方头的轴类零件等，有许多孔加工的板类零件，如各种电机罩盖等。对于端面有分布孔和曲面的圆盘类零件宜选用立式加工中心，有径向孔的应选用卧式加工中心。

特殊加工：
在掌握了加工中心的功能后，配合一定的工装和专用刀具，可以利用加工中心完成一些特殊的加工工作，如在金属表面刻字、雕刻、花纹等。在加工中心的主轴上安装高频电火花电源，对金属表面进行线扫描表面淬火。高速磨头安装在加工中心上，可实现小模数渐开线锥齿轮的磨削和各种曲线、曲面的磨削。

机床控制技术发展规划：
机器智能操作：智能人机界面、多轴高速动态控制、3D立体防撞等多层安全保护机制。

多任务复合自动化技术：多系统同时加工、自动上下料、工件定位车/铣/钻/磨复合加工工艺等功能。

IT技术集成：分为CCD视觉校正（图像抓拍、款式识别、数据转换）、IT技术集成（上下工序垂直一体化，内置CAD/CAM系统，自动导入参数导入图形文件时。）和其他两个主要功能。整合机器智能操作、多任务复合自动化功能、IT技术构建下一代工业4.0智能控制系统，以智能化功能达到提升单机加工效率和整厂生产力的目标。