五轴数控机床通用坐标运动变换及求解方法的研究

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ｏｎｔｒｔｆｒａｙｏｈｅｙｐｅｆ５ｘｓｍａｈｎｏ．ｓｏａｃｉｅｔｏ１ｉＫｅｒｙｗｏｄｓ：ｆｖ－ｘｓＮＣｃｎｅｔｏｓＰｏｔｐｒｃｓｏ；ｍｏｉｎｃｎｅｓｏｉｅａｉｍａｈｉｏｌ；ｓ－ｏｅｓｒｔｏｏｖｒｉｎ；ｋｎｍａｉｓｍｏａｉｅｔｃｄｌ
ａｙｎｉｈａ２００，ＣｉａｎａｇＳｃｕｎ６１１ｈｎ）
Ａｂｓｒｃｔａｔ：Ｔｈｅｄｆｃｔｆｐｏｓ－ｏｅｓｒｉａｉＣａｈｉｉｇｉｏｉｎｃｎｅｓｏｆｍａｈｉｅｃｏ ’ ｉｆｕｌｏｔｐｒｃｓｏｎ５－ｘｓＮｉｙｍｃｎｓｍｔｏｏｖｒｉｎｏｃｎｏｒｎｄｎａｅＢｙａｉｇ５ａｉＣｍａｈｅｔｏｉｈｕｌｔｒｔｂｅｓｏｎｒｔｘｍｐｌ，ｔｓｐａｒｄｄｃｓｉｔ．ｔｋ－ｘｓＮｎｃｉｏｌｗｔｄａｕｎａｌａｃｃｅｅｅａｎｅｈｉｐｅｅｕｅｔａｓｏｍａｉｎａｏｅｏｈｅｕｔｒｌｃｔｏｃｏａｄｔｎｔｓｄｏｋｎｅｔｃｏｃａｉｍ．ｒｎｆｒｔｏｌｍｄｌｆｒｔｃｔｅｏａｉｎｖｅｔｒｎｉｓｐｏｉｓｂａｅｎｉｍａｉｓｆｍｅｈｎｓ
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，用机构运动学利
原理，导出了刀位矢量及刀位点运动变换模型；型方程可以通过混合编程方法求解，转角通过推模旋
最短路径法优化选择；过仿真分析对该算法进行了验证；际计算结果表明所提出方法是正确可通实
行的而且适用于其他任何类型的五轴机床。
关键词：轴数控机床；置处理；动变换；动学模型五后运运
中图分类号：Ｐ９．３Ｔ３１７文献标识码：Ａ
ｓｓｉ．Ｔｈｅａｔａａｃｌｔｇｒｓｔｎｉａｅｔａｈｏｓｄｍｅｈｄｉｏｒｃｎｅｓｂｅａｄｉｕｔｂｅｃｕｌｃｌｕａｉｅｕｌｉｄｃｔｈｔｔｅｐｒｐｏｅｔｏｓｃｒｅｔａｄｆａｉｌ，ｎｓｓｉｌｎｓａ
Ｍｄｌｅｕｔｏａｂｓｌｄｂｙｏｅｑａｉｎｃｎｅｏｖｅｈｙｒｄｐｒｇａｍｉｇｎｈｅｎｌｏｏａｉｎｃｎｂｅｏｉｉｅｂｉｏｒｍｎ，ａｄｔａｇｅｆｒｔｔｏａｐｔｚｄｂｙｍ
数据文件，其参考坐标系是工件坐标系，而不考虑机
系，，刀具坐标系，个坐标系皆与机床坐０ＸＹＺ为各
Ｏ引言
五轴联动数控加工需要通过前置处理生成刀位
运动副在初始状态下的位置关系及运动链构成示意图。其中０ＸＺ为工件坐标系，ＸＹＺ０，１。为Ｃ转动副节点坐标系，：２：Ａ转动副节点坐标０ＸＹＺ为
Ｌｎ — ｉｏＨＥａｇＩＹｏｇｑａ，ＣＮＱｉｎ，ＣＨＥｏｇｘａｇＮＹｎ —ｉｎ（ｃｏｌｏｎｆｃｕｉｇＳｉｎｅａｄＥｎｉｅｒｇ，ＳｕｈｅｔＵｎｖｒｉｆＳｉｎｅａｄＴｃｎｌｇ，ＭｉＳｈｏｆＭａｕａｔｒｃｅｃｎｇｎｅｉｎｎｏｔｗｓｉｅｓｔｏｃｅｃｎｅｈｏｏｙｙ —
・
设计与研究・
组合机床与自动化加工技术
文章编号：０１—２６２１１１０２５（００）０—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，永祥谌
（南科技大学制造科学与工程学院，西四川绵阳６１１）２００

ｓｏｔｓｐａｈｍｅｈｄ．ｅｖｌｉｙａｄｕｅｕｎｓｆｔｅａｇｒｔｈｒｅｔ — ｔｏＴｈａｉｔｎｓｆｌｅｓｏｈｌｏｉｔｄｈｍｒｏｉｍｅｙｔｅｓｍｕａｉｎａａｙ’ ａｅｃｎｆｒｄｂｈｉｌｔｏｎｌ
ＲｅｅｃｎＧｅｅａｏｏｎｖｒｉｎｏｏｒｎｔｎＭｅｈｏｏ－ｘｓＮＣａｈｎｓｓａｒｈｏｎｒｌＭｒｎＣｏｅｓｏｆＣｏｄｉａｅａｄｉｔｄｆｒ５ａｉＭｃｉｅ