一文讀懂 cnc 第四軸結(jié)構(gòu)原理（希望這篇文章能幫助到您）

lanlankeji · 發(fā)表于 2019-8-17 15:29:06

一文讀懂 cnc 第四軸結(jié)構(gòu)原理

作者：藍(lán)藍(lán)科技

一般 CNC 加工中心有 X,Y,Z 三個(gè)直線軸，在此三軸上增加一個(gè)回轉(zhuǎn)軸，即第四軸。添加第四軸，可以使刀具加工的平面更為廣泛，并且可以減少工件的反復(fù)裝夾，提高工件的整體加工精度，利于簡(jiǎn)化工藝，提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)時(shí)間。

目前市面上的第四軸的結(jié)構(gòu)主要為：伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速機(jī)式、伺服電機(jī)直驅(qū)式。減速機(jī)是一種相對(duì)精密的機(jī)械，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。一般用于四軸的減速機(jī)的種類分為三種：蝸輪蝸桿式，滾子凸輪式，諧波減速機(jī)式。

1.蝸輪蝸桿減速機(jī)的主要特點(diǎn)是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速比，輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上。但是一般體積較大，傳動(dòng)效率不高，精度不高。

2. 諧波減速機(jī)的諧波傳動(dòng)是利用柔性元件可控的彈性變形來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，體積不大、精度很高，但缺點(diǎn)是柔輪壽命有限、不耐沖擊，剛性與金屬件相比較差，輸入轉(zhuǎn)速不能太高。

3.Roller Driver （凸輪滾子）傳動(dòng)應(yīng)用的弧面分度原理，是目前最精確的運(yùn)動(dòng)控制方式。工作件由一個(gè)輸入軸（弧面分度凸輪）及一個(gè)滾柱（輸出軸）組成，輸入軸上的凸輪槽表面與棍輪上的從動(dòng)滾子元件外環(huán)表面呈線接觸嚙合，從而驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)輪（即工作臺(tái)）轉(zhuǎn)動(dòng)。從動(dòng)滾子元件在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中利用內(nèi)部滾柱軸承來(lái)傳遞扭矩。這樣的工作原理保證了零背隙，優(yōu)異的工作精度和工作效率，并有效地避免內(nèi)部零件損耗，提供持久的高精度工作狀態(tài)。

4. 直驅(qū)式馬達(dá) DD 是 direct driver 的簡(jiǎn)稱，包括力矩電機(jī)和直線電機(jī)，后面加上電機(jī)就是稱為 DD 直驅(qū)電機(jī)也叫直接驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。由于其輸出力矩大，因此有些公司將該產(chǎn)品直接稱為力矩伺服。與傳統(tǒng)的電機(jī)不同，該產(chǎn)品的大力矩使其可以直接與運(yùn)動(dòng)裝置連接，從而省去了諸如減速器，齒輪箱，皮帶輪等連接機(jī)構(gòu)，因此才會(huì)稱其為直驅(qū)動(dòng)電機(jī)。由于一般該型電機(jī)都配置了高解析度的編碼器，因此使該產(chǎn)品可以達(dá)到比普通伺服高一個(gè)等級(jí)的精度。又由于采用直接連接方式，減少了由于機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的定位誤差，使得工藝精度得以保證。直驅(qū)式第四軸的特點(diǎn)，由于沒(méi)有減速機(jī)減速來(lái)增加扭矩，所以旋轉(zhuǎn)扭矩較小，通常為了增大扭矩，電機(jī)線圈較大，因而價(jià)格比較昂貴。其優(yōu)點(diǎn)是伺服直驅(qū)式四軸，沒(méi)有中間傳動(dòng)部件，無(wú)誤差累積，無(wú)背隙，因而可以高速高精度加工。