虽然真正的五轴同步加工已经变得越来越流行，但事实是，在所有加工操作的背景下，五轴同步是一个非常小的部分加工。
绝大多数的五轴加工操作实际上是什么可以更正确地分类为3 + 2操作。这意味着，5轴机器将定位到一个特定的方向，它的两个旋转轴，然后执行标准的2-1/2轴和3轴操作。
对于较小的工件，五轴机床工作台/工作台或双转盘配置完成这一点，只需旋转，使工作平面平行于xy平面(G17)和垂直于主轴/ z轴。由于大型工件是典型的航空航天、能源和汽车工业，这种类型的机器是不切实际的。
需要从不同方向加工的大型工件通常使用头/头或关节头五轴机床进行加工。头/头机床通过旋转和调整主轴/刀具轴，使之垂直于包含待加工特征的工作平面来实现所需的方向。
在过去，这带来了额外的挑战，因为数控控制系统不够强大，无法帮助管理各种工作平面的方向。由于这一限制，许多数控编程功能，被认为是理所当然的三轴，不能使用。圆弧插补、刀具半径补偿和钻削周期都是不能使用的标准编程工具。这将反映在NC代码的大型NC程序文件，主要是点对点的移动。
随着数控系统变得越来越强大，这个问题在很大程度上是过去的事情。今天，几乎所有用于五轴机床的数控系统都具有处理倾斜工作平面的功能。其中包括发那科(FANUC)和西门子(SIEMENS)，这是当今最流行的两种数控控制系统。
虽然倾斜的工作平面功能对头/头型五轴机器有明显的好处，它也可以用于表/表和头/表混合五轴机器。将它用于这样的机器的原因是完全不同的。我们将在以后的文章中讨论这些原因。
让我们首先看看发那科如何处理一个头/头型五轴机器的倾斜工作平面。
发那科用于倾斜工作飞机的命令是G68.2。G68.2是绝对模式(G90)命令，是最常用的命令。(注意:这个命令有一个由G68.3定义的变体)。G68.4为增量模式(G91)命令。
G68.2倾斜工作平面函数允许用户通过欧拉角、横摇角、3个点、2个向量、投影角来定义工作平面。定义工作平面的方法由P地址指定。
G68.2 P0(欧拉角)
G68.2 P1(滚-俯仰-偏航角)
G68.2 P2(3分)
G68.2 P3(2载体)
G68.2 P4(投影角度)
注:当不指定P时，使用欧拉角假设P0。
由于滚转、俯仰和偏航角是航空航天中最常用的角，让我们用滚转、俯仰和偏航角构建一个G68.2指令。
G68.2横摇俯仰偏航语法
G68.2 P1 Q123 K_ (x (y) k
P1通过横摇、俯仰和偏航角表示倾斜的工作平面定义。X、Y、Z以工件的基本工作坐标系WCS为参考点，定义倾斜工作面的原点位置。I,J,K定义了横摇角(关于X)，俯仰角(关于Y)和偏航角(关于Z)。Q123指示旋转轴旋转的顺序。使用的顺序将完全取决于一个给定机器的旋转轴的运动学定义。
Q123是I, J和K值的默认值。如果没有指定Q，则假设Q123。
在上面的例子中，我们有以下倾斜的工作平面属性。
本地坐标原点:(200.0,0.0,50.0)
旋转轴旋转顺序:I, J, K (X, Y, Z)
绕x轴旋转(滚转):30度
绕y轴旋转(俯仰):0度
绕z轴旋转(偏航):90度
这个倾斜的工作平面用下面的G68.2语句定义。
G68.2 P1 Q123 X200.0 Y0 Z50.0 I30.0 J0.0 K90.0 .0
还有另一个与G68.2的使用相关的代码，它在实际做什么方面造成了很大的混乱。代码是G53.1。FANUC定义G53.1为工具轴方向控制。一个更简单和清楚的解释是，G53.1将导致倾斜的工作平面所需的旋转轴的自动定位，并使刀具/主轴轴垂直于倾斜的工作平面。这导致刀具/主轴轴是LCS(局部坐标系)的z轴。必须在G68.2语句之后立即输出G53.1。
在使用G53.1时必须小心，因为它不会根据当前的工具位置进行调整，如果在G68之前没有定义合适的接近位置，可能会导致严重的碰撞
另一个比G53.1更容易被误解的代码。代码是G53.6。这实际上应用了RTCP来定位工具的方向。和G53.1一样，它必须在G68.2调用之后。但是，如果使用G54.4工作设置错误校正(部分倾斜/旋转翻译)，则不支持G53.6。
在航空航天中使用的大型五轴机床中，c -主/ b -次机床或c -主/ a -次头/头机床是很常见的。这些配置可以很好地使用倾斜工作平面定义的滚动、俯仰、偏航方法，因为这些直接与给定机器的特定旋转轴相关。
沿着正轴向原点向下看:
a轴绕(平行)x轴以+方向旋转。b轴绕(平行)y轴以+方向旋转。c轴绕(平行)z轴以+方向旋转。
因此:
滚转轴=旋转轴’A’
俯仰轴=旋转轴’B’
偏航轴=旋转轴’C’
在我们的例子中，我们假设我们有一个C/ a头/头5轴机器。次轴有时也被称为“从轴”，因为它的位置取决于c轴当前的位置。对于这种配置，我们必须将轴旋转的顺序定义为Q312。c轴是主轴，首先旋转，a轴是次轴，然后旋转。
一旦我们定义了一个倾斜的工作平面，我们就可以编程标准的工具路径操作，就像它们在xy平面(G17)一样。在G68.2语句中定义的任何操作和倾斜工作平面的G69消去都是使用局部xy平面和倾斜工作平面的局部坐标来完成的。
下面是一个图形，显示了倾斜的工作平面的实际应用3+2加工以及5轴同步加工在一个实际的部分。您可以下载实际的NC代码文件以及用于生成它的原始Mastercam文件。
您还可以下载第二个NC代码文件，该文件使用G68.3创建倾斜的工作平面。下面的图形显示了在上面的G68.2示例中，使用G68.3来实现同样的倾斜工作平面方向。但是，和G53.6一样，如果使用G54.4工作设置错误校正(部分倾斜/旋转翻译)，则不支持G68.3。
FANUC五轴数控机床RTCP刀尖跟随和倾斜面加工
RTCP刀尖跟随和倾斜面加工功能是真五轴数控机床特有的功能，现我们用新代数控系统为例子，我们先简单了解一下加工代码的功能，再进行其功能的演示。
刀尖跟随指令-G43.4
指令格式
G43.4 H_；
G49；
G43.4：开启刀尖跟随(RTCP)；
G49：取消刀尖跟随(刀具长度补偿取消)
H ：刀具号码；
说明：RTCP（Rotational Tool Center Point）即为刀尖点控制功能，在一般机台上，控制器的移动命令是下给刀柄或者主轴鼻端，开启刀尖点控制后，移动命令会改以刀尖点所在坐标来作控制，此功能是五轴加工机特有之功能。
特点：具备RTCP刀尖跟随功能的五轴，计算编程相对简单，使得编程像三轴加工一样便利，既不需预先考虑机床的结构模式及结构特征参数，只要通过对刀设置好工件零点，且其工件在机床上工作台上灵活安装，其工件的加工坐标系与旋转轴的轴心关系由数控系统自动实现计算处理。
倾斜面加工指令-G68.2和G53.1
指令格式
G68.2 X_ Y_ Z_ I_ J_ K_ ；
G53.1 ；
G69 ；
G68.2: 倾斜面加工模式开启
X_ Y_ Z_: 倾斜面坐标系原点(相对于加工坐标系G54坐标原点)
I_ J_ K_: 倾斜面坐标系的欧拉角，对应其X Y Z 的矢量
G53.1 : 倾斜面刀具对正（使刀具轴为Z轴，垂直于加工平面）
G69 : 倾斜面加工模式关闭
说明：在倾斜面加工功能中，对于现在被设定的工件坐标的X、Y、Z轴可以定义进行了旋转及原点平行移动的新坐标系（称为特征坐标系）。通过使用本功能，可以定义空间上的任意平面，并对定义的平面进行通常的程序指令和加工。
特点：针对五轴机床加工带倾斜面类零件时使用刀尖跟随功能时,不能输出圆弧插补及执行钻孔攻牙指令，而倾斜面加工功能可以，并简化了其加工代码，五轴倾斜面加工功能提高五轴加工效率,同时方便用于五轴手工编程3+2定位的简单工件。