五轴加工中心数控机床的空间精度

三轴加工中心所能加工的工件范围有很大限制，其价格相对四轴和五轴加工中心是比较便宜。但是对于许多加工任务，相比标准的三轴加工，五轴加工有明显的经济优势。

五轴加工中心

在加工中，为了缩短加工时间和减少装卡次数必须考虑非常复杂的进给运动。有时，进给轴配置和夹持情况可能造成直线进给轴和旋转进给轴的行程很大，甚至加工小工件时的行程都很大。由于进给轴理想运动与实际运动间的偏差与行程有关，行程越大，这个偏差越大。因此，五轴加工机床必须面对一项特别挑战：高精度工件的加工需要机床具有足够高的空间精度。

机床的空间精度与单个轴的精度不同，其测量点分布在整个加工区中。除了单个轴定位精度影响外，空间精度还包括摆动运动的影响，进给轴间的垂直度误差和直线度误差的影响。直线进给轴和旋转进给轴的位置测量是其中的关键。

如果进给轴的位置仅简单地用电机中的旋转编码器测量，并通过齿轮速比和滚珠丝杠螺距将其转换获取，会使得数控机床模型与实际机床运动特性间的偏差将非常大。其偏差来自滚珠丝杠的热膨胀和旋转轴齿轮的传动误差，它能导致工件严重缺陷，五轴加工时则更加明显。用进给电机旋转编码器测量位置被称为半闭环控制，因为齿轮传动的机械误差无法在驱动控制环中补偿。

在机床机械部件质量足够好的情况下，即使加工条件多变，加工精度也能达到微米级甚至更好，这是五轴加工的巨大优势。如果刀具方向改变，还能准确补偿刀具运动，避免工件的轮廓加工不正确。