第34卷(2012)第2期工艺与材料
柴油机 Diesel Engine
双转台五轴数控机床定轴运动学研究
张纪可，范建新，屠尉立，宋明忠，凌宏
（七一研究所，上海201108）
Vol.34(2012) No.2
摘要：针对一些具有复杂曲面的零件，采用五轴联动加工存在编程繁项、加工效率低及别性差的问题，提出了五轴定轴加工方法。在分析双转台五轴机床空间运动坐标系的基础上，通过齐次坐标变换及其逆运算得到机床定轴运动坐标。运用该方法对增压器整体叶轮流道的实际加工显示：叶轮流道余量均匀，加工效率提高：验证了双转台五轴数控机床定轴运动学研究的可行性。关键调：双转台五轴数控机床；定轴加工；定位坐标系；齐次坐标变换
中图分类号：TC512
文献标识码：A
文章编号：10014357(2012)020041-04
KinematicsResearch ofFixedAxis
onFive-axisCNCMachinewithDualRotaryTables Zhang Jike, Fan Jianxin, Tu Weili, Song Mingzhong, Ling Hong(Shanghai Marine Diesel Engine Research Institute, Shanghai 201108)
Abstract: For some parts with complex curved surface, the application of five-axis machining has the problems of cumbersome programming, low efficiency and low rigidity. So the fixed axis machining meth-od is proposed. The machine motion coordinates were obtained through the homogeneous coordinate trans-formation and inverse operation based on analyzing space motion coordinate systems of the machine with dual rotary tables. The actual machining of tunnel for the supercharger integral impeller has proved uni-form allowance and increase of machining efficiency, so the kinematics research of fixed axis on five-axis CNC machine with dual rotary tables is confirmed.
Keywords: five-axis CNC machine with dual rotary tables; fixed axis machining; position coordinate system; homogeneous coordinate transformation
0引言
随着数控制造技术的不断发展，五轴机床的应用日益广泛。一些具有复杂曲面的零部件，如整体叶轮、弯管等需要五轴机床三个直线轴和两个旋转轴联动加工。但针对一些加工区域散开性好、倾斜面上孔、面加工内容较多的零件，五轴联动加工数控编程繁琐、加工效率及刚性也有待提高。采用五轴定轴加工方法可以实现这类零件的高效和高质量加工。
五轴定轴加工是指利用五轴机床加工时，根据
所需加工区域位置把两个旋转轴转到一定角度后，锁定两个旋转轴，进行三个直线轴联动加工。当-个区域的加工完成后，再调整两个旋转轴的角度继续进行加工。由于减少两个旋转轴的转动，五轴定轴加工增强整体刚性，可以获得较为理想的刀具直径和进给率，从而提高加工效率。
本文针对五轴定轴加工，在定义定位坐标系的基础上，分析双转台五轴数控机床空间运动坐标系，并对其进行齐次坐标变换，再通过齐次变换逆
收稿日期：2011-12-08
作者篇介：张纪可（1986-），男，硕士在读，主要研究方向为案油机制造技术，E-mail：zhangike824@163.eom。