鋁加工中心準機型為什么是三軸五軸聯動呢
鋁加工中心準機型為什么是三軸五軸聯動呢？
很多剛接觸加工中心的人在看了一堆的三軸五軸的設備后是不是常常會有這樣一個疑問：
如果想要實現一個工件任意角度的加工，為什么市面上標準機型的加工中心基本都是五軸聯動而不是六軸聯動呢？
有一種說法是，是因為不能懸空加工，必須要有一個自由度需要固定；
另一種說法是，主軸自轉占用了一個自由度；
問題的答案真的是這樣嗎？先來看正確答案：
當然不是，實際上是因為只需要兩個旋轉自由度即可表示任意方向刀軸矢量，所以最少只要5個軸聯動軸就可以實現任意角度的加工。而另一個說法中所謂的主軸自轉占用了一個自由度，這里也要闡述一下：首先機床主軸就不是聯動軸，其次，拋開刀具，如果是測頭（本身不旋轉）同樣可以實現任意角度測量。
接下來我們來看看為什么說5個聯動軸就可以實現任意角度加工。
首先，需要大家有這樣一個概念：物體在空間具有6個自由度。
右手笛卡爾坐標系
這六個自由度分別為：沿X、Y、Z三個軸的直線自由度；和繞X、Y、Z三個軸的旋轉自由度。
先來看三軸加工中心
三軸加工中心使用的是三軸聯動，刀具不斷變化的只是位置，而其姿態其實是固定的。所以通過X、Y、Z三個直線軸的坐標值就足以確定刀具的位置和姿態。
再來看五軸加工中心
使用五軸聯動數控機床，主要是因為刀具可以從任意方向接近工件，從而實現任意角度的加工，因此可以在單次裝夾下進行復雜形狀工件的高速、高精密加工。而如果是傳統的三軸加工中心，要處理同樣有復雜表面或者眾多方向孔的工件的話，通常就要使用特殊夾具以及多次進行工序變換。
這是通過什么實現的呢？主要依靠改變刀具的姿態。可能有些人就會覺得既然空間上有6自由度，是不是就需要3+3一共6個軸才能實現準確的定位呢？答案是否定的，因為刀具的姿態只需要2個軸的旋轉角度就可以表示。
通過轉角和擺角，即可確定任意一點相對于坐標原點的空間方向
上圖是最常見的球極坐標系，又稱空間極坐標，在這個坐標系內，通過轉角、擺角、半徑三個參數，可以確定空間中任意一點。如果去掉半徑，僅通過轉角和擺角，也可以確定任意一點相對于坐標原點的空間方向。對應到五軸加工中心上即是2個軸的旋轉角度，我們就可以確定刀具的姿態，再配合之前的3個平動軸，實現刀具從任意方向接近工件的需求。
結果就顯而易見，五軸能實現的功能，自然就不需要用更多的聯動軸。這也不單純是成本的原因，還有一個原因就是聯動軸數越少，機床結構也就越簡單、緊湊，這點會直接影響機床的動剛度和靜剛度。越是高精度要求的數控機床，對于動剛度和靜剛度的要求也越高。
機械臂
對于通用設備而言，五軸剛剛好，多一個軸自由度就會冗余，少一個軸，刀具就不能到達任意姿態。
不過世事無絕對，市面上六軸，甚至更多軸聯動的設備也不是沒有，但出發點不一樣，多數是出于避障、提高加工的對稱性、控制功率等特殊需求的定制機。比如說長行程龍門銑，天宮空間站配置的機械臂（七自由度，靈活度大大增強）等等。
通過上面的講解，不知道大家是對為什么市面上常見的加工中心多是三軸和五軸有所了解了呢。
