2018年第3期
LDesgn and Research 设计与研究
多轴机床通用运动学建模方法
李进进吕学庚
（哈尔滨工业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨150001）
摘要：在数控加工后处理过程中，为提高刀位文件与加工代码间相互转化的正确性，提出了多轴机床通用
运动学建模方法。将机床视为特殊的串联型机构，根据各运动部件的依附关系，计算各部件的矩阵符号系数，采用齐次坐标变换的方法，建立多轴机床运动学形状函数，定义了求解运动学方程的边界条件，并提出了求解方法，运动学方程的解可应用于后处理。以摆头转台XYZ-BC式五轴机床为例，利用所提出的建模方法建立了运动学方程，并将用于加工某精锻叶片进气缘处的刀位文件转换成了加工代码，在VERICUT仿真平台上虚拟仿真加工，仿真结果验证了多轴机床通用运动学建模方法的正确性。通用运动学建模方法适用于各类机床，引入边界条件的求解方法可提高求解复杂结构机床运动学方程的准确性。
关键调：多轴机床；运动学方程；刀位文件：加工代码
中图分类号：TH164
文献标识码：A
DOI:10.19287/j.cnki.10052402.2018.03.018
Generalkinematicsmodelingmethodformulti-axismachinetools
LI Jinjin, LV Xuegeng
(School of Mechatronics Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, CHN)
Abstract: In order to improve the correctness of the mutual transformation between the cutter location (CL) data
and the machine control data in the post processing of numerical control machining, a general kinematics modeling method for multiaxis machine tools is presented. The machine is regarded as a special serial mechanism. Depend on the attachment of the moving parts, calculate the matrix symbol coefficients of each component, adopt the method of homogeneous coordinate transformation, establish kinematics shape function of multi axismachine tools, define the boundary conditions for solving kinematics equa tions, and put forward to the solution method, the solutions of the kinematics equations can be applied to post processing,Take pendulumturntable XYZ-BC typefive axis machine tool as an example, use the proposed modeling method to establish the kinematics equations. The cutter location data of a preci-sion forging blade inlet edge is converted into the machining control code, use the VERICUT simulation platform to virtual simulation process, the simulation results verify the correctness of the general kine-matics modeling method for multi-axis machine tools. The proposed method can be applied to all kinds of machine tools. The method of introducing boundary conditions can improve the accuracy of solving ki-nematics equations of complex machine tools.
Keywords: multiaxis machine tools; kinematics equation; cutter location data; machine control data
刀位文件是用于描述加工过程中刀具运动的中性文件，他包含刀具相对于工件的位置信息和刀轴矢量信息。数控机床无法识别刀位文件，只能识别特定格式的加工代码，加工代码描述的是机床各运动轴的相对运动分量。加工代码具有特异性，一种结构形式的机床只能识别一种特定格式的加工代码。因此，需研究如何将中性的刀位文件转换为机床可识别的加工代
制造技求点机东
万方数据
码，这个转换过程被称作后处理。后处理的核心是跟据机床的结构形式，建立机床运动学方程，将刀具的位置坐标和刀轴矢量转换成数控机床各直线轴的移动坐标和旋转轴的转角。
BuP等1分别建立工件坐标系及刀具坐标系相对于床身坐标系的坐标变化关系，以床身为参考系的连接点，建立了XYZ-AC式五轴机床运动学模型，并以
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