汽车零部件五轴_什么叫五轴汽车

1.五轴联动机床的应用领域和应用场合有哪些？

2.五轴联动加工的关键要求

3.机器人柔性激光切割替代五轴机床，绝对行！

汽车零部件加工主要是指缸体、缸盖、曲轴、凸轮轴、连杆等。加工这些零件所需的机床大多是高效、高性能、高可靠性的数控机床或专用数控机床。汽车零部件作为汽车的核心功能部件，在加上汽车行业的竞争如火如荼，当前汽车用户对汽车的多样化、个性化的要求，迫使汽车企业的产品换型越来越快，产品品种纷繁多样，原来单一工件的大批量生产变成了多种工件各自的较小批量迭加成的大批量生产，因此，多年来在汽车制造行业占统治地位的组合机床（专机）生产线已无法满足汽车行业快速*新的现实需要，专机或专机自动线虽然效率高，但却限制了加工的柔性，使得机床对加工零件品种变化的适应性非常差。

汽车零部件

为了解决这个难题，高速、高效的加工中心很好地解决了加工柔性和产量，满足了汽车行业目前多品种，大批量，少投资的要求，同时也满足了汽车零部件生产的这种要求。　

汽车零部件加工用什么加工中心好

汽车零部件加工看客户具体加工工件来选择，因为要加工工件具有复杂曲面的零件，所以一般对数控系统要求比较高，可以选择三菱或台湾新代系统。具体是用立式、卧加、还是龙门加工中心，是否需要添加第四轴、第五轴，我们西尔普数控会根据您的产品的加工要求帮您评估一款适合的数控加工中心或专机供您使用。

五轴联动机床的应用领域和应用场合有哪些？

可以。在内地收入一般会在15000-20000元/月，沿海20000-30000元/月。五轴编程是一种用于数控加工的编程方式，它可以控制五个轴向的运动，实现对复杂工件的高精度加工。五轴编程通常用于制造航空航天、汽车、医疗器械等高精度和高复杂度的零部件。轴编程需要掌握三维数学、机械设计、加工工艺等多方面的知识，同时需要熟练掌握CAM软件和数控机床的操作。在五轴编程中，需要考虑工件的几何形状、刀具的形状和尺寸、工件的材料、加工工艺等多个因素，以保证加工质量和效率。五轴编程可以实现对复杂曲面的高精度加工，大大提高了加工效率和加工精度，广泛应用于航空航天、汽车、医疗器械等领域。

五轴联动加工的关键要求

五连动数控机床是数控机床制造技术的标志性产品，是数控技术中难度最大、应用范围最广的技术。国际上把五轴加工技术作为一个国家工业化水平的标志。它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于复杂曲面的高效、精密、自动化加工，是船舶、航天航空、模具、高精密仪器等民用工业和军工部门迫切需要的关键加工设备。

从 2002年开始 ,中国已成为世界机床消费第一大国和机床进口第一大国 ,进出口逆差严重 ,中高档、大型、精密、高速数控机床以及数控系统的进口依赖程度更加明显。2005年 ,中高档与大型数控机床进口达到了 52亿美元 ,2006年则增加到了 64亿美元。目前 ,中国进口高档、大型、精密和高速数控机床的比例达 80%以上 ,中国汽车制造装备 70%以上和汽车发动机生产线 90%以上依赖进口 ,而且几乎百分之百的中高档国产数控机床用的数控系统也都是依赖进口。五轴加工中心有高效率、高精度的特点 ,工件一次装夹就可完成复杂曲面的加工。如配置高档五联动数控系统 ,还可以对复杂曲面进行高精度加工 ,更能够适合越来越复杂的高档、先进模具的加工（使用精密模具五轴加工中心加工）以及汽车零部件（使用汽车零件五轴加工中心进行加工）、飞机结构件等精密（使用精密五轴机床加工）、复杂零件的加工。

机器人柔性激光切割替代五轴机床，绝对行！

五轴联动数控机床是一种科技含量高、精密度高专门用于加工复杂曲面的机床，这种机床系统对一个国家的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等等行业有着举足轻重的影响力。 目前，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、大型柴油机曲轴等等加工的唯一手段。

五轴联动加工中心有高效率、高精度的特点，工件一次装夹就可完成五面体的加工。若配以五轴联动的高档数控系统，还可以对复杂的空间曲面进行高精度加工，更能够适应像汽车零部件、飞机结构件等现代模具的加工。立式五轴加工中心的回转轴有两种方式，一种是工作台回转轴，设置在床身上的工作台可以环绕X轴回转，定义为A轴，A轴一般工作范围+30度至-120度。工作台的中间还设有一个回转台，在图示的位置上环绕Z轴回转，定义为C轴，C轴都是360度回转。这样通过A轴与C轴的组合，固定在工作台上的工件除了底面之

五轴联动加工中心

外，其余的五个面都可以由立式主轴进行加工。A轴和C轴最小分度值一般为0.001度，这样又可以把工件细分成任意角度，加工出倾斜面、倾斜孔等。A轴和C轴如与XYZ三直线轴实现联动，就可加工出复杂的空间曲面，当然这需要高档的数控系统、伺服系统以及软件的支持。这种设置方式的优点是主轴的结构比较简单，主轴刚性非常好，制造成本比较低。但一般工作台不能设计太大，承重也较小，特别是当A轴回转大于等于90度时，工件切削时会对工作台带来很大的承载力矩。 另一种是依靠立式主轴头的回转。主轴前端是一个回转头，能自行环绕Z轴360度，成为C轴，回转头上还有带可环绕X轴旋转的A轴，一般可达±90度以上，实现上述同样的功能。这种设置方式的优点是主轴加工非常灵活，工作台也可以设计的非常大，客机庞大的机身、巨大的发动机壳都可以在这类加工中心上加工。这种设计还有一大优点：我们在使用球面铣刀加工曲面时，当刀具中心线垂直于加工面时，由于球面铣刀的顶点线速度为零，顶点切出的工件表面质量会很差，用主轴回转的设计，令主轴相对工件转过一个角度，使球面铣刀避开顶点切削，保证有一定的线速度，可提高表面加工质量。这种结构非常受模具高精度曲面加工的欢迎，这是工作台回转式加工中心难以做到的。为了达到回转的高精度，高档的回转轴还配置了圆光栅尺反馈，分度精度都在几秒以内，当然这类主轴的回转结构比较复杂，制造成本也较高。

机器人柔性激光切割替代五轴机床，绝对行！

　机器人柔性激光切割在汽车行业的应用正变得日益普遍，这与激光技术的发展和机器人精密轨迹控制技术的完善有着密不可分的联系。

　机器人柔性激光切割的方式多种多样，既可以做成单机器人切割平台，又可以组合成柔性加工生产线。涉及的工件主要是两种不同类型的零部件：一种是金属件通过挤压或者拉延形成的3D车体结构件和覆盖件，包括热成型件等;另外一种是管状金属结构件，包括排气管、交叉梁等。覆盖件传统的生产方式是通过开模具冲压，然后再进行冲孔模和切边模等工序;热成型件和管件通过昂贵的五轴激光切割机床来完成。正因为高昂的设备成本，所以只有某些合资品牌的汽车厂商才有能力购进口五轴机床。

　新形势下，汽车使用者的需求正变得多样化和个性化，越来越多新车型涌现。大部分车出现逐步批量缩小的态势，因为部分汽车厂商无法预测和保证将来某一车型的销量和稳定的产量，所以开始尝试低成本的机器人激光柔性切割设备或生产线。这种趋势从汽车备件市场开始，不断地向工程机械、客车、农用车、电动车等领域拓展和普及。

　适用于汽车行业的激光切割机器人

　汽车行业使用了很多工业机器人，但在激光切割领域的应用却很少，问题存在于三个层面。一是汽车行业机器人应用主要集中在精度要求低的点焊、弧焊、喷涂、搬运等，但激光切割往往要求很高的位置精度，且对小圆等小轨迹精度有很高的要求;另一方面取决于机器人的`效率，一般机器人各个轴关节运动控制速度比较慢，同时机器人手臂重量过大不适合高速运动;第三方面是机器人的刚性，刚性差的机器人抖动厉害，机器人循迹性差，而且机器人变形厉害，无法准确达到工件数模中需要切割的精确位置。因此，传统汽车行业流行的机器人在激光切割方面被客户质疑也是可以理解的。

　有着百年精密机械和高速运动控制经验的史陶比尔公司，设计领域最宽的就是汽车行业，针对汽车行业需求，史陶比尔在激光方面推行RX160L倒装方式龙门结构机器人柔性切割系统解决方案，该系统从以下几个方面有了突破：

　大尺寸机器人宽幅面。用RX160L机器人，2.05?m的球型工作区域，切割台面宽度可以达到3?m，超过昂贵的五轴机床的工作台宽度，一般汽车零部件尺寸都在RX160L倒装机器人工作区域内，有些大工件也可以通过移动平台来实现。

　手臂重量轻，刚性好。史陶比尔用整体铸造管状结构保持刚性;材料选用变形较小但重量轻的航空铸铝。RX160L机器人手臂重量只有250?kg，而欧系相同手臂的机器人要超过400?kg，非常不适合机器人柔性激光切割的需求。

　机器人的机械精度差异。机器人机械精度除了刚性差异外，最重要的差异在于机械传动的误差，而机械传动的误差主要体现在减速器上。史陶比尔用的独特专利减速系统JCS，公司将一百多年在精密机械上的经验技术成功应用于机器人上。这就是为什么史陶比尔可以在小孔切割上得到客户认可的原因。

　将五轴机床技术成功移植到机器人

　离线编程技术和自动生成工装夹具是机床行业得到推广的关键技术之一，这些技术在机器人领域的开发和成功应用，使得机器人柔性激光切割解决方案和汽车行业应用无缝链接。

　传统的机器人编程方式是在线示教编程，费时费力，特别是汽车覆盖件或者管件，需要切割的都是复杂空间曲线，示教无法达到设计要求。

　史陶比尔用ROBOTMASTER软件进行ST?UBLI RX160L机器人离线编程。ROBOTMASTER机器人离线软件可以虚拟真实的切割环境，包括机器人、激光切割工具头、工件及夹具。软件可以快速设置和优化最佳机器人切割姿态，如果系统出现干涉或者超出范围，软件会智能提示。

　通过离线软件还可以自动生动精密的工装夹具。英国PEPS离线软件是专门为全世界最精密的机器人ST?UBLI定制开发的机器人激光切割离线编程软件。它能够提供自动生成工装夹具程序，用户可以根据工件三维数模来选择工装夹具并可进行微调。

　很多集成商选用不适合激光切割的普通机器人，效率低下且效果差，影响了汽车行业用户对这个领域的认知，否定了机器人方案。史陶比尔则认为，优秀的集成商会选用高精度的机器人并将其整合到精密的系统结构中，根据不同的用户产品由基本型演化成不同的机器人柔性切割方案，可以用单机、双机或多机和平台数量之间进行组合。

　切割效率由方案及经验决定

　集成商集成能力高低决定最终切割效果和效率。德国JENOPTIK是史陶比尔的激光应用集成商，用史陶比尔定制开发的TX90激光切割专用机器人、定制轻型切割头和独有的BIM(Beam-In-Motion)技术。该设备的小孔定位精度能达到?50?m，直线速度>12?m/min。 如果产品产量比较高，JENOPTIK公司可以提供双机器设备或者多机器人解决方案。

　本地一些技术实力较强的激光切割系统集成商也在不断提高对机器人激光切割认识并不断提高集成能力。深圳大族激光在汽车行业应用的机器人激光切割解决方案中就选用了史陶比尔的机器人产品，这个系统包含两个移动工作平台，机器人在两个平台上的工件间切换，非工作的移动平台推出来进行上料。这套系统的客户是一个客车制造厂，车厂设备负责人对此非常满意，不仅切割效果好，而且效率高，双工位平台不会浪费上料的时间，目前这个客户已经购买近十台史陶比尔机器人设备。而且他们重新设计一条冲压线，用机器人柔性生产线来取代一条模具冲压线，包括过程中的物料转移也是通过机器人来完成，这条线的机器人用量可能会高达几十台。使用机器人不仅节省了成本，而且提高自动化水平，整个过程不需要人工干预。

　国内的各种车厂要初步接受机器人柔性激光切割方式还需要一定的时间，集成商需要进一步提高机器人集成能力，提高系统精度和速度，特别是系统的安全、稳定性，让汽车行业用户逐步开始批量用机器人柔性激光切割解决方案。

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