非正交双转台五轴机床后置处理通用方法-论文.pdf

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1、第50卷第15期机械工程学报Vl01．50N0．152014年8月JOINALOFMECHANICALENGINEERINGAug．2014DoI：1O．3901／JME．2014．15．198非正交双转台五轴机床后置处理通用方法木周续张定华吴宝海罗明(西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室西安710072)摘要：针对非正交结构的双转台型五轴机床，提出一种从工件坐标系变换到机床坐标系的逆运动学求解方法。该方法适用于正交及非正交情况下，双转台型、摆头+转台型和双摆头型五轴机床的后置处理问题。分析非正交双转台型五轴机床的结构特点，建立此类机床的通

2、用结构形式。基于点绕空间任意轴的旋转变换公式，建立非正交五轴机床各运动坐标同刀位数据之间的映射关系，实现机床平动坐标和转动坐标的计算。针对机床C轴转动坐标的求解，分析出现奇异位置的情况，给出奇异值问题的处理方法。对整体叶轮流道及叶片加工刀位轨迹进行后置处理，并通过Vericut软件进行仿真试验，验证后置处理方法的可行性和高效性。关键词：非正交结构；五轴加工；后置处理；逆运动学；奇异位置中图分类号：TP391GeneralMethodofPost--processingforNon-·orthogonalFive--axisMachineToolswith

3、DualRotaryTablesZHOUXuZHANGDinghuaWUBaohaiLUOMing(ThekeyLaboratoryofContemporaryDesignandIntegratedManufacturingTechnologyofMinistryofEducation，NorthwesternPolytechnicalUniversity,Xi’an710072)Abstract：Forthenon—orthogonalfive-axismachinetoolswithdualrotarytables，aninversekinemati

4、csmethodisproposed，whichdealswiththetransformationmatrixfromaworkpiececoordinatesystemtoamachinetoolcoordinatesystem．Thismethodisalsoapplicablefortheorthogonalandnon—o~hogonalfive-axismachinetoolswithdualrotarytables，rotarytable—tiltedheadanddualtiltedheads．Thegeneralstructureoft

5、henon·o~hogonalfive—axismachinetoolswithdualrotarytablesisdevelopedaccordingtothestructuralfeaturesofthemachinetools．Themappingrelationshipbetweenthecoordinatesofmotionandthecutterlocationdataisdevelopedbasedontherotationtransformationofapointaroundanarbitraryline．Andthetranslati

6、onalcoordinatesandtherotationalcoordinatesofmachinetoolsarecalculated．Thesingularpositionofthemachineaxesisanalyzedaccordingtothedeterminingofrotationcoordinateofc—axis．Andthesolutionforthesingularityproblemispresented．Thetoolpathsoftheintegralimpellermachiningarepostedwiththepro

7、posedmethod．AndthesimulationexperimentiscarriedoutontheVeficut7．0softwarewhichverifiesthefeasibilityandtheeficiencyofthegeneralpost-processingmethod．Keywords：non-orthogonalstructure：five--axismachining；post·processing；inversekinematics：singularposition程软件与加工设备联结的关键技术。0前言在实际生产中，为了

8、提高加工效率和质量，加工零件对数控机床运动结构和性能的要求越来越在数控编程中，根