第949章从五轴到六轴

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    有人举手：“机床底座，床身、立柱，三个直线导轨，原来的A摆头、C转台本体。”
    程时：“对，因为这些是机床的‘母基准’，一旦重做，整机精度直接报废。好，第二个问题，什么是要重建重做的？”
    没有人出声。
    程时掏出一叠十块的钱：“来搞个彩头。答对一个奖励十块钱。答错了没关系。”
    莫晓溪回答：“B轴与C轴的同轴度，B轴与X/Y/Z的垂直度和平行度。”
    程时抽出一张钱递给她：“对。”
    又有人说：“三个旋转轴的空间姿态关系，六轴联动坐标变换。”
    程时递给他一张：“对。”
    孙敏之本来在心里怪莫晓溪，好不容易把那些提问的人赶走，结果莫晓溪又开始提问。
    现在听得入神也忍不住抢答：“六轴误差补偿。”
    程时：“对。我们可以把五轴改六轴理解为不是拆了地基重盖楼，而是在已经盖好的五层楼上，再加一层安全可靠的六层。地基不动，但六层的墙面垂直度、地板水平度、楼梯角度，必须重新测量、重新校准。”
    “基于这个原则，可以总结出新增的核心部件，B轴回转盘，B轴主轴，精密回转支承，传动蜗轮蜗杆副，消隙机构，B轴伺服电机和编码器以及锁紧机构。”
    “旋转轴安装面要精磨和人工刮研，不能像之前那样粗加工一下就上。要刮研到表面边长为二十五毫米的方块内只有不多于十个接触点。”
    机械组组长：“可是我们没有三坐标机啊。”
    程时：“虽然没有三坐标机，但是我们可以用三坐标测量思想。公用组合测量法测空间姿态。”
    组长：“怎么组合。”
    程时：“用精密心轴来模拟旋转轴中心线，还有千分表和磁力表座加上角度块规或者精密正弦规。”
    组长犹豫了一下：“这行吗？”
    程时：“位姿不能追求零误差，只能测出来，计算后再用系统补偿来纠正。所以压力就给到了计算机组这边。”
    计算机组的组长忙问：“六轴联动需实时处理六个轴的坐标变换、插补运算，现在的两个CPU运算能力有限，易出现运算卡顿、轨迹偏移。而且我们无六轴联动算法经验，这个怎么办才好......”
    程时：“所以要在五轴数控系统基础上，新增辅助CPU，专门负责B轴的旋转运算与协同控制，将六轴联动运算拆分为用两个CPU做直线轴运算，一个CPU进行旋转轴运算。”
    “还要进行算法复用与优化。复用五轴联动的线性和圆弧插补算法，要编写六轴专用协同子程序，嵌入五轴数控系统，实现六轴联动的轨迹平滑控制简化运算逻辑，要重点解决B轴与C轴的双旋转协同以及旋转轴与直线轴的同步插补的问题。”
    “程序编写过程也要尽量简化。除了沿用五轴分段编写和调试的思路，还要新增B轴专用简化指令，将刀位文件转换为机床可识别的代码，避免编程错误。”
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    程时：“在五轴机床的旋转轴平行度误差补偿，垂直度误差补偿，回转中心偏移补偿，旋转轴反向间隙补偿、角度定位误差补偿和热变形漂移补偿等六项补偿基础上，新增B轴的三项误差补偿，分别是同轴度误差补偿、角度定位误差补偿、反向间隙补偿，将测量到的误差数据写入数控系统，实现六轴联动误差实时补偿。”
    “不要试图直接编写全联动程序，而是要将复杂的空间坐标变换拆解为先旋转定位，再直线加工。这样可以简化坐标变换逻辑。”
    计算机组长：“是啊。”
    程时“其实编程的难点远不止补偿程序，哪怕是编写好之后存储，都是个大问题。数控系统内存只有KB级、外部存储介质为软盘也无法存储复杂六轴程序。纸带穿孔机等输入设备又容易出错。”
    孙敏之皱眉：“对啊，那怎么办。”
    程时：“要编写程序压缩算法，将长程序压缩至系统内存可容纳的范围，或采用分块加载的方式，加工完一段后再加载下一段程序。编写数据校验程序，传输程序后自动核对校验码，避免软盘、纸带传输中的数据丢失；对核心加工段。比如旋转轴定位段采用手工输入，减少存储介质传输的误差，保障关键步骤的准确性。”
    “既然都说到分段编写程序了，我们就索性把联动动态干涉规避也讲一下。”
    “现在没有三维仿真，难以预判B轴与C轴双旋转、A轴摆动、X/Y/Z轴进给，刀具、主轴、工作台、夹具的空间位置实时变化，所以这个动态干涉规避有点难度，不过办法总比困难多。只要打开思路，其实也是能解决的。但是要多工种协同。”
    “比如预编干涉检查子程序。输入机床行程、夹具尺寸、刀具长度等参数，加工前先运行子程序，模拟六轴联动轨迹，预判B轴与C轴、A轴与工作台的干涉风险。如果有干涉，程序自动报警并停止运行。”
    “又或者把机械限位优化。在B轴、C轴的旋转行程末端，新增机械限位块，这一条在五轴上也有运用，可以沿用并优化限位结构。同时在数控系统中设置行程软限位，双重限制旋转轴的运动范围，避免超行程干涉。”
    “最后，分步联动调试。借鉴五轴单轴再联动的调试思路。六轴调试时，先单独调试B轴，再调试B轴与C轴的双旋转协同，最后加入A轴与直线轴，实现六轴全联动，每一步调试都通过试切验证，逐步排查干涉隐患。”
    关键他可以凭借后世经验，提前预判易干涉的运动轨迹，优化联动参数，减少调试试错成本。
    但是这一条不能在这里说。
    程时转头看了看，问：“还有问题吗？”
    几位组长忙说：“暂时没有了。”
    程时点头：“有问题的话随时来说。不要拖延，最好工作时间来找我。”

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