摘要：文章讨论了用户使用混合结构机床直接铣削模具，以及使用覆盖轴的经验。文章所采用的信息采集于DirektForm GmbH Freiberg。

该公司从2002年起使用两台Metrom机床加工中等规格的铸造模具。两台Metrom机床采用的都是混合结构。之所以采用混合结构和并联结构，是为了扩展五轴加工的加工空间，使其不受角度限制，并且在针对大工件加工时得到并联结构的更好的动态性能。混合机构机床(Hybrid kinematics machines)：并联机床(Pentapod, Hexapod)和附加的线性或旋转轴的结合体。覆盖轴(Overlaid axes)：物理存在的轴(线性或旋转轴)，或者并联于5轴机床的笛卡尔坐标系轴，或者执行旋转轴功能的轴。覆盖轴可以单独或同其他轴一起根据编程指令运动而不需要TCP特性转换。

Metrom混合结构机床P2000 R1.不同的机床概念DirektForm公司的主要应用是铣削大规格的砂模，追求的目标是高速，并且精度可调整。Metrom机床的大约加工范围是2m×2m×0.8m。第一台机床(Metrom P2000 L)的工作台安装在一个附加的线性轴(U轴)上。第二台机床配置了一个旋转工作台(B轴)，安装在一个线性轴(U轴)上。2.混合结构机床对控制系统的要求数据流和PKM附加模块两种机床都配备置了基于PC的安德隆andronic 2000数控系统。每套系统都通过一个附加的PKM处理器增强性能，请参照下面的结构简图。 andronic 2000 控制系统的数据流简图证实了用户对数控系统的基本功能的需求。从而可以得出，控制系统必须要满足下面的要求：

附加模块数据流数控系统必须具有常规数控系统的特性。如此，系统必须能够按笛卡尔坐标系编程，在几何坐标、刀具偏置、零点偏移、坐标旋转和固定循环等方面保持不变。数控系统必须带有笛卡尔坐标系位置显示；执行名义和实际数值间的转换。混合PKM-数控系统的数据流不能和笛卡尔坐标数控系统的数据流相冲突。控制系统必须是一台高性能的CNC，并带有与插补循环时间独立的转换循环时间。为了满足这些需要。PKM处理器(一个附加模块)被集成到与驱动的通讯之前。由此产生的结果是，刀具半径和刀具长度补偿，刀具偏移和旋转，笛卡尔坐标Look Ahead参数等功能可以同在传统的5轴机床上一样被使用。PKM的接口设计可用来校准、分析超程限位和角度限制。PKM-look-ahead可按不同的点距，以及需要同时考虑的NC程序块的数量灵活地进行设定(取决于机床结构)。通常Look ahead程序块的长度设定是2000。在有斜波特性比较平情况时，这个数值可以更高些。 笛卡尔和PKM Look-ahead几何学特性输入数据的质量：(粗糙线性G-代码的最大允许偏差)轮廓精度：(各轴独立的名义编程位置和平滑后轮廓的允许偏差)轮廓平滑：(定义平滑时间使轴的特性平滑)

混合轴的数据流和轨迹计算动态特性加速度：(各轴独立的限制和轮廓限制-减小轮廓内的实际加速度)加速度变化率限制：(各轴独立的限制和轮廓限制-衰减最大允许加速度变化)在线名义值平滑轮廓平滑时间常数：(插补器在考虑了轴的精度限制的基础上，平滑名义位置值的时间周期)轮廓加速度加速度时间常数：(2度多义线定义的轮廓内加速度变化的时间段)冗余轴实践经验表明处理“标准”数控系统的冗余轴或者叫覆盖轴是相对简单的。数控系统将冗余轴当作一根实际存在的轴处理。冗余轴按下述特性进行定义：

正方形零件加工程序线性或旋转轴轴的速度、加速度和加速度变化率限制其他各轴独立的Look-ahead参数(比如，精度等)在这种情形下，冗余轴的编程轨迹一般超过了NC程序块在速度定义时生成的轨迹。因而，这就导致了施加在工件上的速度有可能达不到编程速度。冗余轴的经验表明，这个问题的解决方法是：或者是在为机床5轴或6轴映射生成G代码时，或者是在在线传输时特殊考虑。作为结果，引入冗余轴时需要考虑几何结构(软限位，等等)，各驱动独立的速度、加速度、加速度变化率等限制和各轴独立的Look-ahead参数等各个方面的因素。