vmc850 f五轴联动机床坐标变换的研究

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1、2014年2月机床与液压Feb．2014第42卷第3期MACHINET0OL&HYDRAULICSVo1．42No．3DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．03．010VMC850F五轴联动机床坐标变换的研究唐清春，张健(广西科技大学工程训练中心，广西柳州I545006)摘要：以某数控机床研究所研发的VMC850F五轴联动机床为例，通过坐标系统间的变换关系，推导出了刀轴矢量及刀位点运动换模型，对该模型方程进行了求解。根据此算法开发了后置处理器，通过在VMC850F机床上加工叶轮样件得到了验证，为五轴后置处理器的开发提供了参考。关键词：五轴联动机床

2、；坐标变换；后置处理中图分类号：TK263文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)3—035—3ResearchonCoordinateConversionforVMC850FFive-axisLinkageMachineTANGQingchun．ZHANGJian(GuangxiUniversityofTechnology，LiuzhouGuangxi545006，China)Abstract：TakingVMC850Ffive—axislinkagemachinemanufacturedbysomeresearchinstituteofCNCmachinea

3、sanexample，thetransformationalmodelforthecutterlocationvectoranditspointswasdeducedbasedonconversionconnectionofcoordinatesys—tems，andthenthemodelequationsweresolved．Accordingtothearithmetic，apostprocessingsoftwarewasdeveloped，whichwasverifiedbyaimpellermodelprocessonVMC850Fmachine．Itprovid

4、esreferenceforfive—axispost—processordevelopment．Keywords：Five—axislinkagemachine；Conversionofcoordinate；Postprocessor五轴数控加工通常是经前置处理、后置处理等过程，才能得到数控机床的加工程序。在数控编程中，前置处理一般是用CAM软件生成刀位源文件的过程；后置处理是将前置处理所得到的刀位源文件装换成指定的机床数控程序代码，而后置处理的关键是机床运动坐标及角度的变换。以VMC850F五轴加工中心(A—C工作台双回转五轴机床)为例，利用数学模型，推导出机床坐标及角度

5、变换模型并求解。通过实例加工论证了该方法的正确图1A、C双转台结构机床图2双转台机床运动链性。1．1坐标系统变换的数学模型1VMC85OF五轴联动机床坐标变换模型如图3所示，假设任意有两空间三维坐标系M、五轴联动数控机床按其具体机床结构不同可以分N。在空间三维坐标系M中，有一任意点坐标值为为多种。而不同结构的五轴联动数控机床的坐标及角(l，MZ)；在空问直角坐标系N中，也有一度变换是不同的。对图1所示为A—C双转台机床，任意点的坐标值为(XYNZ)；在三维空间中，其运动链如图2所示，通常各个坐标系统之间的变换三维坐标系M变换到三维坐标系N的平移因子为就是各个基准之间的变换，各

6、个基准之间的变换常常(△△△Zn)，三维坐标系M变换到三维坐标选用矩阵论中的坐标转换矩阵法。系N的旋转因子为(，，vIz)。根据上述给出的数据，可以推导出两个坐标系问的变换关系，且用数收稿日期：2012—10—29基金项目：柳州市机械及机电一体化产业关键技术攻关项目(2011C030107)作者简介：唐清春(1972一)，男，硕士，副教授，研究方向为多轴数控机床的加工与开发。E—mail：gxtangqiugchun@163．con。·36·机床与液压第42卷统中，、y、z、A、c各轴均与机床坐标系同向。容易看出，坐标系统之间的变换就是不同坐标系之间㈩·的平移与旋转。根据图1

7、所示机床，假设机床主轴轴线与回转轴C的轴线平行。把此刻的状态定位机床原始状态，此刻，坐标轴，，z的方向与机床坐标系相同，z轴垂直于工作台，rn1(m，m，m)为刀具坐标系O。XYZ与工件坐标系0XYZ交点0的位置矢量Q()：l0。。inlxl值。在刀具坐标系OoXYcZ中，记r(t，t，t)为机床平动轴相对于初始状态的位置值，和rcos／y0一sin，r](逆时针为正)为回转轴A、C相对于初始状态的值，[000r和[001r分别为刀具的位置和刀轴矢量值。，(，，)和，．(n，n，n)分别为工件坐标系0X