五轴数控机床通用坐标运动变换和求解方法研究.pdf

· 设计与研究 · 组合机床与自动化加工技术 文章编号 ：1001—2265(2010)10—0004一O4 五轴数控机床通用坐标运动变换及求解方法的研究术 李永桥 ，陈强，谌永祥 (西南科技大学 制造科学与工程学院，四川 绵阳 621010) 摘要 ：五轴数控加工后置处理的难点是机床坐标运动变换 ；文章 以双转 台机床为例，利用机构运动学 原理 ，推导出了刀位 矢量及刀位点运动 变换模型 ；模型方程可以通过混合编程方法求解，旋转 角通过 最短路径法优化选择 ；通过仿真分析对该算法进行 了验证 ；实际计算结果表明所提 出方法是正确可 行 的而且适 用 于其他任何类型 的五轴 机床 。 关键词：五轴数控机床；后置处理；运动 变换 ；运动学模型 中图分类号 ：TP391．73 文献标识码 ：A ResearchonGeneralMorionConversionofCoordinateand M ethodfor5-axisNC Machines LIYong—qiao，CHENQiang，CHENYong—xiang (SchoolofManufacturingScienceandEngineering，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，Mi— anyangSichuan621010，China) Abstract：Thedifficulty ofpost-processorin5-axisNC machinnigismotionconversionofmachniecoor’ dinate．By taknig5-axisNC machnietoolwith dualturntableasconcreteexample，thispaperdeduces transformationalmodelforthecutterlocationvectorand itsponitsbased on kinematicsofmechanism． M odelequation can be solvedby hybrid programming，and theangleofrotation canbeoptimizedby shortestpath—method．Thevalidity andusefulnessofthealgorithm areconfirmedby thesimulationanaly’ sis．Theactualcalculatnigresultsindicatethattheproposedmethod iscorrectand feasible，and is suitable ofrany othertypesof5axismachinetoo1． Keywords：five-axisNC machnietools；Post-processor；motionconversion；kinematicsmodal 运动副在初始状态下的位置关系及运动链构成示意 O 引言 图。其中 0X Z 为工件坐标 系，0，XY1Z。为 C 五轴联动数控加工需要通过前置处理生成刀位 转动副节点坐标 系，0：XY2Z：为 A转动副节点坐标 数据文件 ，其参考坐标系是工件坐标系 ，而不考虑机 系，0XY,Z为刀具坐标系 ，各个坐标系皆与机床坐 床的具体结构及工作空间，然后再根据具体 的机床 标系 平行 。 l( l、l，1、Z1)、R2(X2、Y2、Z2)、R3 结构及工作空间通过后置处理将前置处理得到的工 (X3、I／3、Z3)分别 为前一坐标系 的坐标原点在后一 件坐标系下的刀位数据文件转化为机床坐标系下各