五轴联动加工过程中的奇异区域

在如今的加工技术领域，五轴联动加工的优势非常明显，包括省时省钱，不言而喻，而且五轴联动数控是数控技术中难度最大、应用最广泛的技术。它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，用于复杂曲面的高效精密自动化加工。

 五轴联动加工

在五轴联动加工过程中，由于机床旋转轴运动的影响，导致各轴线性插补的合成运动使实际刀位运动偏离编程直线，这种误差就是非线性误差。而在机床运动过程中的某些特殊位置，旋转轴会产生剧烈的运动，会产生过大的非线性误差，导致零件表面过切甚至损坏零件，这些特殊的位置就是奇异点。奇异点附近的区域称之为奇异区域。

对于奇异区域的范围检测，在五轴联动加工时，可以采用基于机床雅可比矩阵条件数的方法来界定：首先根据机床的运动学方程和相邻点各轴运动变化量建立五轴加工机床的雅可比矩阵，然后求解雅可比矩阵的条件数，如果条件数超过给定值，则可以判断当前加工区域处于奇异区域内，一个零件可能有多个奇异区域。

通过S样件刀路节点分布观察，可以发现在Mastercam刀路模拟器中，刀路节点分布均匀，并无任何异常情况，那么我们后处理G1输出NC代码后，观察刀路轨迹情况是否会发生变化。

通过后处理NC代码可以看到，当刀具进入奇异区域时加工误差会明显增大，奇异点处误差最严重，C轴的数值在奇异区域内变化显著，并且刀路轨迹发生了明显的波动，这样的NC文件拿到机床上进行实际加工必然会造成工件的过切。