1、.,1,五軸聯(lián)動加工技術(shù),主講人：彭芳瑜博士、副主任華中科技大學數(shù)控工程中心電話wm8917,2,.,第一節(jié).五軸聯(lián)動加工應(yīng)用范圍與工藝要點,1.1五軸聯(lián)動加工的應(yīng)用范圍及其特點1.2五軸聯(lián)動加工的工藝要點,3,.,應(yīng)用范圍及其特點(1),三坐標曲面加工原理,4,.,應(yīng)用范圍及其特點(1),五坐標曲面加工原理,5,.,應(yīng)用范圍及其特點(2),五坐標加工的特點,6,.,應(yīng)用范圍及其特點(3),可有效避免刀具干涉對于直紋面類零件，可采用側(cè)銑方式一刀成型對一般立體型面特別是較為平坦的大型表面，可用大直徑端銑刀端面貼近表面進行加工可一次裝卡對工件上的多個空間表面進行多面、多

2、工序加工五軸加工時，刀具相對于工件表面可處于最有效的切削狀態(tài)。零件表面上的誤差分布均勻在某些加工場合，可采用較大尺寸的刀具避開干涉進行加工,7,.,工藝要點坐標系(1),機床坐標系和坐標軸的命名：1.用來描述和確定機床運動以及工件在機床上位置2.理論上可隨意定義3.ISO對數(shù)控機床坐標軸的名稱及其運動方向作了統(tǒng)一的規(guī)定,8,.,工藝要點坐標系(2),工件坐標系：1.定義工件形狀和刀具相對工件運動2.與工件固聯(lián)3.右手笛卡爾坐標系4.原點任意，便于工件幾何形狀的描述。,9,.,工藝要點坐標系(3),局部坐標系：1.在多坐標三維曲面加工時用于確定刀具相對零件表面姿態(tài)的坐標系2.坐標原點為刀具與零件

3、表面的接觸點,工件坐標系與局部坐標系,10,.,工藝要點機床類型及其工藝特點（1）,刀具擺動型：1.兩個轉(zhuǎn)動軸都作用于刀具上2.定軸，動軸3.擺動機構(gòu)結(jié)構(gòu)較復雜，一般剛性較差，但運動靈活,11,.,工藝要點機床類型及其工藝特點（2）,工作臺回轉(zhuǎn)/擺動型：1.兩個轉(zhuǎn)動軸都作用于工件上2.定、動軸結(jié)構(gòu)，只是其動軸緊靠工件。3.其旋轉(zhuǎn)/擺動工作臺剛性容易保證、工藝范圍較廣，實現(xiàn)容易。,12,.,工藝要點機床類型及其工藝特點（3）,1.刀具與工件各具有一個轉(zhuǎn)動運動2.兩個回轉(zhuǎn)軸在空間的方向都是固定的3.特點介于上述兩類機床之間。,刀具與工作臺回轉(zhuǎn)/擺動型：,13,.,工藝要點刀具類型及其工藝特點,(a

4、)平底立銑刀(b)端銑刀(c)球頭刀(d)環(huán)形刀(e)鼓形刀(f)錐形刀銑削加工常用刀具,14,.,工藝要點加工行距和步長的選擇（1）,行距的影響因素與優(yōu)化措施:1.刀具形狀與尺寸2.零件表面幾何形狀與安裝方位3.走刀進給方向4.允許的表面殘余高度要求,15,.,工藝要點加工行距和步長的選擇（2）,刀具參數(shù)、安裝方位、走刀進給方向?qū)π芯嗟挠绊?16,.,工藝要點加工行距和步長的選擇（3）,對行距的影響規(guī)律：1.球頭刀加工時，零件形狀與安裝方位及走刀進給方向的變化對走刀行距的影響較小。2.平底刀加工時，行距對零件形狀、安裝方位及走刀進給方向的變化非常敏感。3.環(huán)形刀加工時，其影響規(guī)律介于平底刀與

5、球頭刀之間。4.鼓形刀加工時，行距對零件形狀、安裝方位及走刀進給方向的變化也很敏感，但與平底刀和環(huán)形刀加工時的規(guī)律相反。,17,.,工藝要點加工行距和步長的選擇（4）,優(yōu)化措施：1.合理選擇刀具2.合理選擇工件安裝方位3.合理選擇進給方向,18,.,工藝要點走刀路線的選擇原則,曲面加工走刀路線,19,.,工藝要點加工刀軸控制方式的選擇原則,常用的刀軸控制方式：1.垂直于表面方式2.平行于表面方式3.相對于表面方式,相對于表面的刀軸控制,20,.,工藝要點切削條件確定及其優(yōu)化（1）,切削深度：1.主要受機床、工件和刀具的剛度限制，在剛度允許的情況下，盡可能加大切削深度，以減少走刀次數(shù)，提高加工效

6、率。2.對于精度和表面粗糙度有較高要求的零件，應(yīng)留有足夠的加工余量。,21,.,工藝要點切削條件確定及其優(yōu)化（2）,主軸轉(zhuǎn)速：根據(jù)允許的切削速度V和刀具直徑D選擇：其中，切削速度V受刀具耐用度的限制。,22,.,工藝要點切削條件確定及其優(yōu)化（3）,進給速度：要根據(jù)零件加工精度和表面粗糙度要求以及刀具與工件材料選取。,23,.,工藝要點切削條件確定及其優(yōu)化（4）,選擇進給速度時需要注意的某些特殊情況：1.加工圓弧段時，切削點的實際進給速度并不等于編程數(shù)值。2.復雜形狀零件的加工特別是多坐標加工時，如果進給速度是恒定的，材料切除率常常波動并且可能超過刀具容量的極限，機床各運動軸的速度和加速度也可能

7、超出允許的范圍。3.為了實現(xiàn)進給速度自動生成，必須根據(jù)工件與刀具的幾何信息計算刀具沿軌跡移動時的瞬時材料切除率,24,.,工藝要點其它工藝問題（1）,加工工序的劃分：1.刀具集中分序法2.粗、精加工分序法3.按加工部位分序法,25,.,工藝要點其它工藝問題（2）,工件裝夾方式的確定：1.盡量采用組合夾具2.零件定位、夾緊的部位應(yīng)考慮到不妨礙各部位的加工、更換刀具以及重要部位的測量。3.夾緊力應(yīng)力求通過靠近主要支承點上或在支承點所組成的三角形內(nèi)，應(yīng)力求靠近切削部位，并作用在剛性較好的地方，以減小零件變形。4.零件的裝夾、定位要考慮到重復安裝的一致性，以減少對刀時間，提高同一批零件加工的一致性。,

8、26,.,工藝要點其它工藝問題（3）,對刀點與換刀點的確定：1.選擇對刀點的原則是：便于確定工件坐標系與機床坐標系的相互位置、容易找正、加工過程中便于檢查、引起的加工誤差小。2.對刀點可以設(shè)在工件上、夾具上或機床上，但必須與工件的定位基準(相當于與工件坐標系)有已知的準確關(guān)系。3.對刀時直接或間接地使對刀點與刀位點重合。4.“換刀點”應(yīng)根據(jù)工序內(nèi)容安排。,27,.,工藝要點其它工藝問題（4）,編程誤差及其控制：1.幾何建模誤差2.逼近誤差3.舍入誤差,28,.,第二節(jié).五軸聯(lián)動加工刀具軌跡生成技術(shù),2.1刀位數(shù)據(jù)及其計算2.2走刀步長的確定2.3走刀行距的確定2.4干涉檢測與處理,29,.,刀

9、位數(shù)據(jù)及其計算（1）,五軸加工刀位計算,為切削點位矢、則刀位點的位矢和刀軸單位矢量為：,30,.,刀位數(shù)據(jù)及其計算（2）,特殊情況下的刀位計算表達：1.垂直于表面端銑(=0)2.平行于表面?zhèn)茹?=90),31,.,走刀步長的確定基本方法簡介（1）,等步長法：,等參數(shù)離散逼近法,等步長離散逼近,32,.,走刀步長的確定基本方法簡介（2）,步長篩選法：,參數(shù)篩選法,33,.,走刀步長的確定基本方法簡介（3）,步長估計法：1.根據(jù)當前刀具接觸點處曲面的微觀幾何形狀與走刀方向來估計滿足編程精度要求的離散走刀步長，再由此確定下一刀具接觸點或刀位點的位置。2.步長估計的常見方法是對理論刀具軌跡和刀具接觸點

10、路徑進行弧弦逼近，由弦弓高誤差來近似確定加工誤差和進給步長。,34,.,走刀行距的確定方法簡介（1）,1.參數(shù)線法：以被加工曲面的參數(shù)線作為刀具接觸點路徑來生成刀具軌跡算法簡單，計算量小適合于曲面參數(shù)線分布較均勻的情況。,參數(shù)線法生成刀具軌跡,35,.,走刀行距的確定方法簡介（2）,2.CC路徑截面線法（之一）：在走刀過程中，將刀具與被加工曲面的接觸點(CC點)始終約束在另外一組曲面內(nèi)，即用一組約束曲面與被加工曲面的截交線作為刀具接觸點路徑來生成刀具軌跡。生成的刀具接觸點軌跡分布均勻，適合于參數(shù)線分布不均勻的曲面加工、型腔加工及復雜組合曲面的加工。需要求交運算，算法復雜，計算量大。,36,.,

11、走刀行距的確定方法簡介（3）,2.CC路徑截面線法（之二）：,CC路徑截面線法生成刀具軌跡示例,37,.,走刀行距的確定方法簡介（4）,3.CL路徑截面線法（之一）：用一組約束曲面與被加工曲面的刀具偏置面的截交線作為刀具軌跡實施算法有兩種：直接構(gòu)造零件曲面的刀具偏置面，由約束面與偏置面求交；通過迭代等措施直接在約束面上找到刀具與被加工曲面相切的一系列刀位點特別適合于具有邊界約束的曲底型腔加工及復雜組合曲面的連續(xù)加工。,38,.,走刀行距的確定方法簡介（5）,3.CL路徑截面線法（之二）：,CL路徑截面線法生成刀具軌跡示例,39,.,走刀行距的確定方法簡介（6）,4.導動面法（之一）：通過引入導

12、動面來對走刀過程進行約束，使走刀過程中刀具始終保持與被加工表面(零件面)與導動面相切。代表是APT的刀具軌跡生成算法數(shù)值迭代計算量較大，并存在迭代是否收斂的穩(wěn)定性問題。一般多用于對組合曲面的交線進行清根處理。,40,.,走刀行距的確定方法簡介（7）,4.導動面法（之二）：,導動面法生成刀具軌跡,41,.,干涉檢測與處理干涉產(chǎn)生的情況（1）,端銑加工時的刀具干涉：,刀頭部位干涉,刀頭部位干涉,刀桿干涉,42,.,干涉檢測與處理干涉產(chǎn)生的情況（2）,側(cè)銑加工時的刀具干涉：,刀桿干涉,刀頭干涉,43,.,干涉檢測與處理干涉的檢測,1.對三角片的三個頂點以及刀位點繞工件坐標系的兩個坐標軸進行旋轉(zhuǎn)變換，

13、使旋轉(zhuǎn)變換后的刀軸矢量平行于坐標軸2.后續(xù)的詳細干涉檢測算法將與三坐標加工時完全一致。,44,.,干涉檢測與處理干涉的避免方法（1）,端銑加工刀具干涉的避免：,(a)軸向移動法(b)軸線擺動法刀頭干涉避免,軸線擺動法避免刀桿干涉,45,.,干涉檢測與處理干涉的避免方法（2）,側(cè)銑加工刀具干涉的避免：,軸線平移法避免刀桿干涉,軸向移動法避免刀頭干涉,46,.,干涉檢測與處理干涉的避免方法（3）,五坐標加工干涉檢測與處理流程,47,.,第三節(jié).五軸聯(lián)動加工編程的典型軟件、特色,3.1NC刀具軌跡生成方法研究發(fā)展現(xiàn)狀3.2UG五軸加工刀具軸線控制方法簡介3.3Pro/E五軸加工刀具軸線控制方法簡介,

14、48,.,NC刀具軌跡生成方法研究發(fā)展現(xiàn)狀（1）,基于點、線、面和體的NC刀軌生成方法基于特征的NC刀軌生成方法,49,.,NC刀具軌跡生成方法研究發(fā)展現(xiàn)狀（2）,現(xiàn)役幾個主要CAD/CAM系統(tǒng)中的NC刀軌生成方法分析一體化的CAD/CAM系統(tǒng)（如：UGII、Euclid、Pro/ENGINEER等）相對獨立的CAM系統(tǒng)（如：Mastercam、Surfcam等）。,.,50,UG五軸加工刀具軸線控制方式簡介,51,.,ToolAxis,刀軸矢量用于定義固定刀軸與可變刀軸的方向。固定刀軸與指定的矢量平行，而可變刀軸在刀具沿刀具路徑移動時，可不斷地改變方向。,52,.,ToolAxisVecto

15、r刀軸矢量的定義及確定,刀軸矢量被定義為從刀端指向刀柄的方向刀軸矢量的確定輸入坐標值選擇幾何指定軸與零件表面的相對關(guān)系指定軸與驅(qū)動曲面的相對關(guān)系,53,.,MaterialSideVector如果使用驅(qū)動曲面方式創(chuàng)建刀軸路徑，必須首先確定加工側(cè)矢量方向，該方向應(yīng)指向材料被去除的方向。,54,.,圖中驅(qū)動曲面邊緣被投射后與零件幾何表面邊緣一致的部分、或在零件幾何表面邊緣就可創(chuàng)建接觸點；而不一致的邊緣部分就不能創(chuàng)建接觸點，刀端位于零件幾何表面邊緣之外，刀具就不能位于零件幾何邊緣上，此時刀具會先退刀，再跨越，然后進刀，并從可與零件幾何表面邊緣接觸處繼續(xù)切削。,55,.,ZM軸,指定刀軸矢量沿MCS坐

16、標系的ZM軸方向。,56,.,I,J,K,通過輸入I，J，K的值來確定刀軸矢量的方向,57,.,LineEndPoints-ToolAxis,由參考直線和直線的末端點來確定刀軸矢量方向,58,.,2Points,通過兩點確定刀軸矢量方向,59,.,ToolAxis-TangenttoCurve,定義刀軸矢量為曲線的切線,60,.,SphericalCoordinates,通過球面坐標定義刀軸矢量的方向,61,.,AwayfromPoint,通過指定一聚焦點來定義可變刀軸矢量。它以指定的聚焦點為起點，并指向刀柄所形成的矢量，作為可變刀軸矢量。注意：聚焦點必須位于刀具與零件幾何希望接觸表面的另一側(cè)

17、。,62,.,TowardLine,用指定的一條直線來定義可變刀軸矢量。定義的可變刀軸矢量沿指定直線的全長，并垂直于直線，且從刀柄指向指定直線。注意：指定的直線必須位于刀具與零件幾何希望接觸表面的同一側(cè)。,63,.,RelativetoVector,通過定義相對于矢量的引導角和傾斜角確定刀軸方向,64,.,Lead：引導角定義刀具沿刀具運動方向朝前或朝后傾斜的角度。引導角為正時，刀具基于刀具路徑的方向朝前傾斜；引導角度為負時，刀具基于刀具路徑的方向朝后傾斜。Tilt：傾斜角度定義刀具相對于刀具路徑往外傾斜的角度。沿刀具路徑看，傾斜角度為正，使刀具往刀具路徑右邊傾斜；傾斜角度為負，使刀具往刀具路

18、徑左邊傾斜。與引導角度不同，傾斜角度總是固定在一個方向，并不依賴于刀具運動方向。,65,.,NormaltoPart,可變刀軸矢量在每一個接觸點處垂直于零件幾何表面。,66,.,RelativetoPart-ToolAxis,通過指定引導角和傾斜角，來定義相對于零件幾何表面法向矢量的可變刀軸矢量。右圖所示為引導角20度傾斜角0度,67,.,4-AxisNormaltoPart,通過指定旋轉(zhuǎn)軸（即第四軸）及其旋轉(zhuǎn)角度來定義刀軸矢量。即刀軸先從零件幾何表面法向投射到旋轉(zhuǎn)軸的法向平面，然后基于刀具運動方向朝前或朝后傾斜一個旋轉(zhuǎn)角度。,68,.,4-AxisRelativetoPart,通過指定第四軸

19、及其旋轉(zhuǎn)角度、引導角度與傾斜角度來定義刀軸矢量。即先使刀軸從零件幾何表面法向、基于刀具運動方向朝前或朝后傾斜引導角度與傾斜角度，然后投射到正確的第四軸運動平面，最后旋轉(zhuǎn)一個旋轉(zhuǎn)角度。,69,.,Dual4-AxisonPart-ToolAxis,只能用于Zig-Zag切削方法，而且分別對Zig方向與Zag方向進行切削。通過指定第四軸及其旋轉(zhuǎn)角度、引導角度與傾斜角度來定義刀軸矢量。即分別在Zig方向與Zag方向，先使刀軸從零件幾何表面法向、基于刀具運動方向朝前或朝后傾斜引導角度與傾斜角度，然后投射到正確的第四軸運動平面，最后旋轉(zhuǎn)一個旋轉(zhuǎn)角度。注意：若在Zig方向與Zag方向指定不同的旋轉(zhuǎn)軸進行切

20、削，實際上就產(chǎn)生五軸切削操作。,70,.,Interpolate-ToolAxis,通過在指定點定義矢量來控制刀軸矢量。也可用來調(diào)整刀軸，以避免刀具懸空或避讓障礙物。根據(jù)創(chuàng)建光順刀軸運動的需要，可以從驅(qū)動曲面上的指定位置處，定義出任意數(shù)量的矢量，然后將按定義的矢量，在驅(qū)動幾何上的任意點處插補刀軸。指定的矢量越多，對刀軸就有越多的控制。,71,.,NormaltoDrive,在每一個接觸點處，創(chuàng)建垂直于驅(qū)動曲面的可變刀軸矢量。,72,.,ToolAxis-SwarfDrive,用驅(qū)動曲面的直紋線來定義刀軸矢量?？梢允沟毒叩膫?cè)刃加工驅(qū)動曲面，而刀尖加工零件幾何表面，此事驅(qū)動曲面引導刀具側(cè)刃，零件幾

21、何表面引導刀具。,73,.,如果驅(qū)動曲面是三角形時，可能引起刀具傾斜，因為在驅(qū)動曲面的頂角處，不能產(chǎn)生矩形網(wǎng)格狀驅(qū)動點。如果拐角或圓角半徑小于刀具半徑，會使刀具不能沿整個驅(qū)動曲面直紋線切削。圖中在刀具側(cè)刃沿驅(qū)動曲面A完成直紋切削運動前，刀尖已經(jīng)與驅(qū)動曲面B接觸，這就可能導致在刀具與驅(qū)動曲面B相切時（即刀具側(cè)刃加工曲面B），在刀軸方向有突然的切入，從而引起過切。,74,.,RelativetoDrive-ToolAxis,通過指定引導角與傾斜角，來定義相對于驅(qū)動曲面法向矢量的可變刀軸矢量。,75,.,4-AxisNormaltoDrive,通過指定旋轉(zhuǎn)軸（即第四軸）及其旋轉(zhuǎn)角度來定義刀軸矢量。即

22、刀軸先從驅(qū)動曲面法向、旋轉(zhuǎn)到旋轉(zhuǎn)軸的法向平面，然后基于刀具運動方向朝前或朝后傾斜一個旋轉(zhuǎn)角度。,76,.,4-AxisRelativetoDrive,通過指定第四軸及其旋轉(zhuǎn)角度、引導角度與傾斜角度來定義刀軸矢量。即先使刀軸從驅(qū)動曲面法向、基于刀具運動方向朝前或朝后傾斜引導角度與傾斜角度，然后投射到正確的第四軸運動平面，最后旋轉(zhuǎn)一個旋轉(zhuǎn)角度。,77,.,Dual4-AxisonDrive,通過指定第四軸及其旋轉(zhuǎn)角度、引導角度與傾斜角度來定義刀軸矢量。即分別在Zig方向與Zag方向，先使刀軸從驅(qū)動曲面法向、基于刀具運動方向朝前或朝后傾斜引導角度與傾斜角度，然后投射到正確的第四軸運動平面，最后旋轉(zhuǎn)一

23、個旋轉(zhuǎn)角度。注意：若在Zig方向與Zag方向指定不同的旋轉(zhuǎn)軸進行切削時，實際上就產(chǎn)生五軸切削操作。,.,78,Pro/E五軸加工刀具軸線控制方式簡介,79,.,PointsonSurface,曲面上的點：選取在其上定義刀軸方向的點；在所選取的點之間的區(qū)域中，Pro/NC將逐步插入正確的刀軸方向。如果已為參數(shù)LEAD_ANGLE和TILT_ANGLE指定了值，則插入缺省刀軸方向時將不考慮這些值，但在計算后它們將被增加到該值中，或從該值中減掉。對于切削線（Cutline）加工，也可沿切削線（cutlines）定義刀軸方向,80,.,1：使用【Edge】和【AlongZDir】創(chuàng)建的軸定義。2：使用

24、【Location】和【DatumAxis】創(chuàng)建的軸定義。,81,.,PivotPoint,中樞點：選取或創(chuàng)建要作為刀具旋轉(zhuǎn)點的基準點。加工曲面時，刀具軸將始終通過此點。,82,.,PivotAxis,中樞軸：同下面要介紹的中樞曲線相似，加工曲面時，刀具軸將始終通過中樞軸上的某些點。一般只能用球頭端銑刀。,83,.,PivotCurve,中樞曲線。選取要用于引導刀軸的邊或曲線的開放或封閉環(huán)。加工曲面時，刀具軸將始終通過中樞曲線上的某些點。組成中樞曲線的所有圖元互相之間必須相切?？墒瓜到y(tǒng)自動將刀具路徑與中樞曲線同步或定義自己的同步。一般只能用球頭端銑刀。,84,.,第四節(jié).五軸聯(lián)動加工編程的后置

25、處理方法,4.1后置處理任務(wù)與流程4.2多坐標機床的結(jié)構(gòu)形式與理想狀態(tài)下的運動求解算法4.3任意運動結(jié)構(gòu)的機床運動學建模與求解4.4非線性運動誤差校核與處理4.5進給速度的校核與修正4.6通用后置處理系統(tǒng)原理4.7UG后置處理過程簡介,85,.,后置處理任務(wù)與流程,1.機床運動求解2.非線性運動誤差校核與處理3.進給速度的校核與修正4.數(shù)控加工程序生成,后置處理流程框圖,86,.,多坐標機床的結(jié)構(gòu)形式,五坐標機床的結(jié)構(gòu)類型：1.刀具擺動型2.工作臺回轉(zhuǎn)/擺動型3.刀具與工作臺回轉(zhuǎn)/擺動型,87,.,理想狀態(tài)下的運動求解算法（1）,工作臺回轉(zhuǎn)/擺動型數(shù)控機床運動求解,工作臺回轉(zhuǎn)/擺動型(A-C)

26、結(jié)構(gòu)圖,工作臺回轉(zhuǎn)/擺動型結(jié)構(gòu)的運動鏈,工作臺回轉(zhuǎn)/擺動型結(jié)構(gòu)的坐標系,88,.,89,.,理想狀態(tài)下的運動求解算法（2）,刀具回轉(zhuǎn)/擺動型五坐標機床運動求解,刀具回轉(zhuǎn)/擺動型(B-A)結(jié)構(gòu)圖,刀具回轉(zhuǎn)/擺動型結(jié)構(gòu)的坐標系,90,.,91,.,理想狀態(tài)下的運動求解算法（3）,刀具與工作臺回轉(zhuǎn)/擺動型機床運動求解,A-B配置的五坐標機床結(jié)構(gòu)圖,刀具與工件回轉(zhuǎn)/擺動型的坐標系,92,.,93,.,理想狀態(tài)下的運動求解算法（4）,運動求解的實現(xiàn)要滿足以下條件：1.對于工作臺回轉(zhuǎn)/擺動型，必須在工件裝夾好后通過測量確定兩回轉(zhuǎn)/擺動軸交點在工件坐標系中的位置矢量。2.對于刀具回轉(zhuǎn)/擺動型，必須通過測量確

27、定有效的刀具長度，即回轉(zhuǎn)軸與刀具軸線的交點到刀位點的距離，它可以看成是刀位點總的擺動半徑。3.對于刀具與工作臺回轉(zhuǎn)/擺動型機床，既要通過測量確定有效的刀具長度，又要在工件裝夾好后通過測量確定工作臺回轉(zhuǎn)/擺動軸線上一點在工件坐標系中的位置矢量。,94,.,任意運動結(jié)構(gòu)的機床運動學建模與求解運動結(jié)構(gòu)的建模（1）,運動結(jié)構(gòu)的通用模型：1.構(gòu)成運動鏈的坐標軸數(shù)目不限。但其中聯(lián)動軸數(shù)不超過五個(三平動加兩轉(zhuǎn)動)，其余軸則稱為輔助軸；2.各平動軸的運動方向和轉(zhuǎn)動軸的軸線可以不與機床標準坐標系的坐標軸平行，各轉(zhuǎn)動軸的軸線可相互不垂直；3.對于定、動軸結(jié)構(gòu)，兩回轉(zhuǎn)軸線可不相交于一點；4.刀具軸線與作用在刀具上

28、的轉(zhuǎn)動軸軸線可不相交于一點。,運動結(jié)構(gòu)通用模型,95,.,任意運動結(jié)構(gòu)的機床運動學建模與求解運動結(jié)構(gòu)的建模（2）,運動結(jié)構(gòu)模型的建立：1.運動鏈構(gòu)成的定義2.運動軸方向的定義,五軸五聯(lián)動雙轉(zhuǎn)臺機床,96,.,任意運動結(jié)構(gòu)的機床運動學建模與求解運動關(guān)系的建模（1）,坐標體系的建立：1.與刀具固聯(lián)的刀具坐標系，其原點在刀位點上。2.與工件固聯(lián)的工件坐標系，它由零件幾何建模時確定。3.與各運動副動構(gòu)件固聯(lián)的運動構(gòu)件坐標系。,97,.,任意運動結(jié)構(gòu)的機床運動學建模與求解運動關(guān)系的建模（2）,相鄰坐標系間的變換矩陣：,為由坐標系之間的初始位置關(guān)系決定的平移變換矩陣，為坐標系的原點在坐標系中的位矢，為坐標系隨其運動副動構(gòu)件沿或繞相對初始位置運動的變換矩陣,坐標體系,98,.,任意運動結(jié)構(gòu)的機床運動學建模與求解運動關(guān)系的建模（3）,刀具坐標系到工件坐標系間的變換矩陣：,確定刀具坐標系到工件坐標系的變換矩陣，實際上只需要知道各轉(zhuǎn)動副坐標系之間、刀具坐標系和與其相鄰的轉(zhuǎn)動副坐標系之間以及工件坐標系和與其相鄰的轉(zhuǎn)動副坐標系之間的初始位置關(guān)系、和共M+1個位置矢量。,雙轉(zhuǎn)臺機床初始位置關(guān)系,99,.,任意運動結(jié)構(gòu)的機床運動學建模與求解運動關(guān)系的建模（4）,通用運動學模型：,任意運動結(jié)構(gòu)的建模過程,100,.,任意運動結(jié)構(gòu)的機床運動學建模與求解機床運動求解,1.轉(zhuǎn)動運動求解計