智能制造的“神器”——五軸轉臺
文:文/廣州市昊志機電股份有限公司2025年第三期
導語:智能制造的“神器”——五軸轉臺
1 轉臺:重新定義精密加工
作為數控機床的“六邊形戰士”,五軸轉臺通過X/Y/ Z三軸聯動+雙旋轉軸(A/B) ,打破了傳統三軸加工的局 限,其技術及應用優勢包括:
· 復雜曲面一次成型:無需多次裝夾,輕松應對葉輪螺 旋面、異形腔體等高難度幾何結構;
· 效率翻倍:減少工序切換與工件搬運,加工周期縮短 30%-50%;
· 精度提升:微米級定位(±5角秒)+高剛性支撐,讓 0.01mm級誤差成為常態;
· 典型案例:航空發動機葉片,五軸聯動加工將葉片型 線誤差控制在0.02mm內,確保百萬次飛行安全;新能源 汽車電池托盤,一次性完成深腔銑削與鉆孔。
2 五軸轉臺:高端制造“神器”
在高端制造場景下,五軸轉臺面臨著嚴苛的要求,通 常在這類應用中,對于加工精度、剛性、動態性能以及可 靠性、可擴展性都提出了越來越高的需求,例如:
· 精度與剛性,缺一不可:需要實現微米級定位精度 (如±5角秒)及高扭轉剛度,確保復雜曲面加工的質量;
· 動態性能:高轉速(200rpm)與低速穩定性(速度 波動<0.01rpm)是關鍵指標;
· 可靠性強:需要能夠適應長時間重載加工,維護周期 長且成本低(如免潤滑設計);
· 兼容性與擴展性:能支持模塊化設計,可適配多軸聯 動與自動化產線。
3 昊志機電五軸轉臺的技術突破與優勢
通過自主技術創新,昊志機電五軸轉臺產品的性能 指標目前已達到國際先進水平(圖1)。昊志機電DD搖籃 轉臺最大盤面直徑可達800mm,配備高精度編碼器,具備±3/±1角秒的定位精度和重復定位精度;多通道高速響 應,確保高精度控制,電流環波動小,速度波動誤差低于 0.01rpm,大幅提升了聯動性能和加工質量,確保了復雜 工件的高效、精密加工品質。
昊志機電五軸轉臺的A軸最大扭矩為11268N. m,C軸 最大扭矩為5634N.m,具有極高的角加速度和快速響應能 力,可有效提升加工效率,單件加工耗時壓縮約10%;此
外,還具備高達850kg的最大工件承載能力,結合其大扭 矩與高剛性的特點,確保了加工過程中的極高穩定性,能 夠輕松應對大型重工件的加工需求。
DD五軸轉臺電機直接驅動,無傳動機構,無齒隙、無 磨損、無需定期維護,顯著降低維護成本!
4 昊志機電五軸轉臺的應用領域
(1)航空航天:助力關鍵零部件加工
在航空航天領域,昊志機電五軸轉臺可被廣泛應用 于加工各種關鍵零部件,如發動機葉片、機翼、機身結構 件等。這些零件通常具有復雜的幾何形狀和嚴格的質量要 求,五軸轉臺的高精度、高效率加工能力,能夠滿足航空 航天制造業對高品質、高性能零件的加工需求,為飛機的 安全飛行提供了有力保障。
(2)汽車制造:滿足多樣化生產需求
汽車制造業中,昊志機電五軸轉臺可被用于加工汽車 發動機缸體、變速器殼體、車身結構件等復雜零部件;此 外,還能夠實現快速換模,滿足汽車制造中多品種、小批 量生產的需求。
(3)模具制造:打造高精度模具
模具制造業對零件的精度和表面質量要求極高。五軸 轉臺在模具加工中發揮著重要作用,能夠加工出各種復雜 的模具型腔、型芯等零部件。
5 數控機床的“黃金搭檔”
五軸轉臺的高效加工性能離不開一系列關鍵技術的協 同支持,零點定位、夾具、伺服驅動、直線電機和導軌共 同構成了數控機床的“黃金搭檔”,以確保加工過程的高效 和穩定。
(1)零點定位
零點定位系統能快速、精準地將工件或工具定位到 “零點”, 其通過高精度的定位銷、基座和夾緊裝置,可 實現每次裝夾都達到極高的定位精度,適用于多品種、小 批量生產場景。昊志機電零點定位產品夾緊力強,夾持穩 定,重復定位精度≤0.005mm(圖2)。
(2)高精度夾具
昊志機電自動化卡盤夾具專為數控機床設計,產品 具備高轉速(最大5800rpm)、高精度(裝夾精度小于 0.01mm)、裝夾牢靠(最小夾持長度5mm)和性能穩 定、可靠等特點(采用優良表面處理技術使得精度保持性 好和長壽命)(圖3)。
(3)伺服驅動系統
伺服驅動系統是實現高精度定位和動態響應的核心 技術。它通過位置、速度和力矩控制,確保機械運動的高 速和高精度。昊志機電的伺服驅動系統采用先進的控制算 法,位置誤差小,響應時間短,因而被廣泛應用于數控機 床和自動化生產線中(圖4)。
(4)直線電機
昊志機電直線電機采用直接驅動技術,突破了傳統機 械傳動的限制(圖5)。它能夠實現高速度(90m/min) 和高加速度(2G),雙向重復定位精度高達1μm。直線電 機的高動態響應和低推力波動特性,使其在精密加工中表 現出色,尤其適用于高精度和高速加工場景。
(5)導軌
導軌作為運動控制的關鍵部件,其性能直接影響加 工精度。昊志機電的導軌采用高剛性設計,確保穩定承載 (圖6)。昊志機電導軌優秀的力學結構設計降低了摩擦系數 和接觸面損耗,適應多種加工需求,確保長時間穩定運行。
6 結語
數控機床的升級,離不開核心功能部件的技術突破。 通過轉臺、零點定位、夾具、伺服驅動、直線電機和導軌 等技術的協同作用,五軸聯動數控機床不僅實現了復雜零 件的高效加工,還為制造業的智能化轉型提供了強有力的 技術支撐。從替代人工到引入先進工藝,從“跟跑”到“領 跑”,昊志機電以自主技術創新為驅動,為智能制造注入新 的活力與動力。
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