五轴数控系统联动控制方法研究
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有少数单位开发出了具有五轴联动控制功能的数控系统 ， 不过这 些数控系统的核心控制技术大多是进 口的。因此 ， 对多轴数控系 统联动控制方法的研究对发展我 国高端数控系统 、 开发具有 自主 知识产权的多轴运动控制器具有重要意义。
加工复杂形状的曲面 ， 不但要求加工刀具的末端轨迹 ， 加工 速度必须满足设计要求 ，同时也要求刀具的姿势可以任意控制。
Ｋ ｙ ｏｄ：ｉｕｔ ｅｕ ｃｉ ｎ ；ｉ －ｘ Ｃｓｓ ｍ；ｏｗ ｒ ｉｅ ｔｓ ｅ ｒｓ ｍ ｌｎｏｓ ｈ ｉｇＦｖ ａｉＮ ｔ Ｆｒ ａｄｋ ｍａｉ ｗ Ｓ ａ ｍａ ｎ ｅ ｓ ｙｅ ｎ ｃ
：
中图分类号 Ｔ ２Ｔ ６９ 文献标识 码 ： Ｈ１ ，Ｇ ５ Ａ
１ 引言
点， 坐标系 １２３分别代 表三个平动轴 ｘ、 、、 Ｙ和 ｚ坐标 ， 坐标 系 ４
郭福 坤 张 勤
（ 南理 工大 学 机械与汽车 工程学院 ， 华 广州 ５０ ４ ） １６０
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｈ ｔ ｏ ｆ ｉｅ． ｘｓ ｓｍｕｔ ｎ ｏ ｓ ＮＣ ｃ ｉ ｉｇ ｓ ａ ｃ ｎ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ｖ — ｉ ｉ ｌ ｅ ｕ ｆ ａ ａ ｍａ ｈｎｎ
：
【 摘
要 】 出了多轴联动控制的新思路， 提 通过对五轴数控 系统模型的分析， 建立坐标 系， 根据坐标 ：
÷ 变换理论 ， 出五轴数控 系统的顺运动 学数 学模型 。 推导 通过求解雅 可比矩 阵及广义雅 可比逆矩阵 ， 得到五 ÷
：轴 控系 各轴的 数 统 运动量， 现联动 实 控制。 机仿真 计算 结果表明， 此方法 能够实 现五轴数 控系 统的高 精度 ；
为了满足加工精度要求， Ｎ Ｃ Ｃ系统必须细化差补 区间 ， 制定严密
的加工工艺 ， 这不但花费很多时间还对操作者的经验等提 出了很
Ｇ Ｏ Ｆ － ｕ ，Ｈ Ｎ ｉ Ｕ ｕ ｋ ｎ Ｚ Ａ Ｇ Ｑｎ
（ ｏ ｔ ｉａＵｎｖ ｒｉ ｆ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｇ ａ ｇ ｈ ｕ５ ０ ４ ， ｈｎ ） Ｓ ｕｈＣｈｎ ｉｅｓｔ ｏ ｃ ｎ ｌｇ ， ｕ ｎ ｚ ｏ ６ ０ Ｃ ｉａ ｙ Ｔ １
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： 联动控 制。 ：
来自百度文库÷
关键词 ： 联动控 制 ； 五轴数 控系统 ； 顺运动 学方 程
÷
ｉ
【 ｂｔ ｃ】 ｅ ｅ ｏ ｆｒ ｕｉａｉｓ ｕａｅｕ ｃｎ ｏｉｐｏｏｅ． ｒ ｇ ｅａａ ｓ Ａ ｓ ａｔ Ａｎｗｍ ｔ ｄ ｏ ｍ ｌ—ｘ ｉ ｈｎｏｓ ｏｔｌｓ ｒ ｓｄ Ｔ ｏ ｈｔ ｎｌｉｏ ｉ ｒ ｈ ｔ ｓｍ ｒ ｐ ｈ ｕ ｈ ｙ ｓｆ
随着装配制造业对机床加工精度 、 效率要求不断提高 ， 多轴 和 ５分别代表绕 ｚ轴转动的 回转轴 Ｃ和绕 ｙ轴转动的摆动轴 曰， 坐标系 ｅ 为加工刀具的末端坐标 。 数控 系统以其对复杂工件 型面的加工能力成 为数控系统 的发展 趋势 。多轴联动控制技术是五轴数控系统的核心技术 ， 目前国内
机 械 设 计 与 制 造
１ ４８ 文章编号 ：０ １３ ９ （０ ００ — １ ８０ １０ ～ ９ ７ ２ １ ）３ ０４ — ３ Ｍａ ｈｉ ｅ ｙ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｎ ｒ ｓｇ ＆ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｎ ｆｃｕｅ
第３ 期 ２１ ０ ０年 ３月
五轴数控 系统联 动控 制 方 法研 究
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有少数单位开发出了具有五轴联动控制功能的数控系统 ， 不过这 些数控系统的核心控制技术大多是进 口的。因此 ， 对多轴数控系 统联动控制方法的研究对发展我 国高端数控系统 、 开发具有 自主 知识产权的多轴运动控制器具有重要意义。
加工复杂形状的曲面 ， 不但要求加工刀具的末端轨迹 ， 加工 速度必须满足设计要求 ，同时也要求刀具的姿势可以任意控制。
Ｋ ｙ ｏｄ：ｉｕｔ ｅｕ ｃｉ ｎ ；ｉ －ｘ Ｃｓｓ ｍ；ｏｗ ｒ ｉｅ ｔｓ ｅ ｒｓ ｍ ｌｎｏｓ ｈ ｉｇＦｖ ａｉＮ ｔ Ｆｒ ａｄｋ ｍａｉ ｗ Ｓ ａ ｍａ ｎ ｅ ｓ ｙｅ ｎ ｃ
：
中图分类号 Ｔ ２Ｔ ６９ 文献标识 码 ： Ｈ１ ，Ｇ ５ Ａ
１ 引言
点， 坐标系 １２３分别代 表三个平动轴 ｘ、 、、 Ｙ和 ｚ坐标 ， 坐标 系 ４
郭福 坤 张 勤
（ 南理 工大 学 机械与汽车 工程学院 ， 华 广州 ５０ ４ ） １６０
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｈ ｔ ｏ ｆ ｉｅ． ｘｓ ｓｍｕｔ ｎ ｏ ｓ ＮＣ ｃ ｉ ｉｇ ｓ ａ ｃ ｎ ｔ ｅ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ｖ — ｉ ｉ ｌ ｅ ｕ ｆ ａ ａ ｍａ ｈｎｎ
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【 摘
要 】 出了多轴联动控制的新思路， 提 通过对五轴数控 系统模型的分析， 建立坐标 系， 根据坐标 ：
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：轴 控系 各轴的 数 统 运动量， 现联动 实 控制。 机仿真 计算 结果表明， 此方法 能够实 现五轴数 控系 统的高 精度 ；
为了满足加工精度要求， Ｎ Ｃ Ｃ系统必须细化差补 区间 ， 制定严密
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关键词 ： 联动控 制 ； 五轴数 控系统 ； 顺运动 学方 程
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随着装配制造业对机床加工精度 、 效率要求不断提高 ， 多轴 和 ５分别代表绕 ｚ轴转动的 回转轴 Ｃ和绕 ｙ轴转动的摆动轴 曰， 坐标系 ｅ 为加工刀具的末端坐标 。 数控 系统以其对复杂工件 型面的加工能力成 为数控系统 的发展 趋势 。多轴联动控制技术是五轴数控系统的核心技术 ， 目前国内
机 械 设 计 与 制 造
１ ４８ 文章编号 ：０ １３ ９ （０ ００ — １ ８０ １０ ～ ９ ７ ２ １ ）３ ０４ — ３ Ｍａ ｈｉ ｅ ｙ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｎ ｒ ｓｇ ＆ Ｍａ ｕ ａ ｔ ｒ ｎ ｆｃｕｅ
第３ 期 ２１ ０ ０年 ３月
五轴数控 系统联 动控 制 方 法研 究