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《倾斜旋转轴五轴机床运动学模型的设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、2009年第4期!设计与研究!文章编号:1001-2265(2009)04-0001-03*倾斜旋转轴五轴机床运动学模型的设计1,221,2郑飂默,林浒,卜霄菲(1.中国科学院研究生院,北京100039;2.中国科学院沈阳计算技术研究所高档数控国家工程研究中心,沈阳110171)摘要:分析两个旋转轴非正交的倾斜旋转轴结构的五轴机床结构,运用机构学理论建立该类型五轴机床机构学模型。以刀具旋转型机床为例,使用齐次坐标变换矩阵和正向运动学分析建立倾斜旋转轴五轴机床的形状创成函数,最后通过逆向运动学求解出
2、NC数据的分析公式,该公式简单且通用性强,为倾斜旋转轴结构的五轴机床的空间运动和坐标变换问题提出了通用的处理方法。关键词:五轴;齐次坐标变化矩阵;运动学模型;倾斜旋转轴中图分类号:TP65文献标识码:ADesignofKinematicsModelofFiveaxisMachineToolswithTitlingAxis1,221,2ZHENGLiaomo,LINHu,PUXiaofei(1.GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences,Beij
3、ing100039;2.NationalEngineeringResearchCenterforHighEndCNC,ShenyangInstituteofComputingTechnology,ChineseAcademyofSciences,Shenyang110171,China)Abstract:Thispaperanalyzedtheconfigurationofthefiveaxismachinetoolwithanutatingheadwhoserotationalaxisisi
4、naninclinedplane.Thekinematicsmodelisfoundedbyusingthemechanismtheoryontheanalysisofthemachinetoolsconfiguration.Themachinetoolsformshapingfunctionmatrixisderivedbasedonthehomogeneouscoordinatetransformationandtheforwardkinematics.Theanalyticalequatio
5、nofNCdataisderivedbaseontheinversekinematicsandtheformshapingfunctionmatrix.Thederivedequationissimpleandhighuniversality,whichprovidethespatialkinematicsfoundationandmathematicfoundationforthefiveaxismachinetoolwithtiltingrotationalaxis.Keywords:five
6、axis;homogeneouscoordinatetransformationmatrix;kinematicsmode;ltitlingaxis头部(图2)是没有电机的,主轴电机是在机床上的,运0引言动是通过空心轴和齿轮传递的。这种构成结构紧凑,可传统的正交五轴数控机床的结构都是采用右手笛以提供更高的机械刚性。在干切削时更有利于切屑的[12]卡尔直角坐标系,由三个线性轴和两个旋转轴正交组排除,尤其在高速的航空零件的加工中优势明显。成,各个坐标系之间的关系都是通过运动轴的正交的集合关系确定的。
7、线性平动轴XYZ相互垂直,旋转轴ABC在相对应的线性轴上按右手法则确定运动关系。为了更好的增强机床的灵活性,常用到一种倾斜旋转轴的五轴机床,如图1所示,它与传统的正交五轴机床不同,两个旋转轴并不是正交的,它的旋转轴是在一个图1带有倾斜旋转主轴头的卧式加工中心倾斜的平面上的。这种结构的机床特点是在刀具主轴对于传统的正交五轴机床机构的研究,许多文收稿日期:2009-01-20*基金项目:2008年中国科学院知识创新工程重要方向项目(KGCX2-YW-119)作者简介:郑飂默(1982),男,沈阳人,
8、中国科学院沈阳计算技术研究所博士研究生,研究方向为高档数控系统开发,数控系统五轴加工功能,(E-mail)zhengliaomo@sict.ac.cn。!1!!设计与研究!组合机床与自动化加工技术[34]献中都有详细的分析介绍,近年来非正交的倾斜旋2倾斜旋转轴五轴机床形状创成函数转轴结构的五轴机床的应用也越来越广泛,本文针对倾斜旋转轴的五轴机床结构进行分析,运用机构学理以刀具旋转型的机床为例(图2),为了更好的描论和齐次坐标变换矩阵得到该类型五轴机床
