五軸聯(lián)動加工數(shù)控機床的運動控制

五軸聯(lián)動加工數(shù)控機床的幾何模型反映了其靜態(tài)結(jié)構(gòu)，拓?fù)滏湻从沉似鋵哟侮P(guān)系。然而，在加工和模擬過程中，機床的所有部件都應(yīng)根據(jù)運動指令進(jìn)行相應(yīng)的平移或旋轉(zhuǎn)。為了實現(xiàn)正確的運動，有必要分析虛擬機床的運動，建立運動模型。

五軸聯(lián)動加工

1.運動分析

數(shù)控機床五軸聯(lián)動加工的運動模型具有以下特點：

a.機床的所有部件都有一定的運動范圍，即行程；

b.每個運動部件最多有一個方向的自由度，即單個平移或旋轉(zhuǎn)，通過各部件的聯(lián)動實現(xiàn)五軸數(shù)控加工。

c.機床各運動部件之間有嚴(yán)格的子父關(guān)系，即某一部件運動時其下的所有子部件都會一起運動。

2.坐標(biāo)系

五軸聯(lián)動加工數(shù)控機床的運動結(jié)果是各坐標(biāo)系的綜合變化，主要包括：絕對坐標(biāo)系、機床坐標(biāo)系、工件坐標(biāo)系和各部件的局部坐標(biāo)系。

a.絕對坐標(biāo)系。絕對坐標(biāo)系，又稱世界坐標(biāo)系，是系統(tǒng)虛報場景的默認(rèn)坐標(biāo)系，也是唯一不變的坐標(biāo)系，主要用于視圖變換。

b.機床坐標(biāo)系。機床坐標(biāo)系是以機床原點0為原點的右手笛卡爾坐標(biāo)系。

c.工件坐標(biāo)系。工件坐標(biāo)系是固定在工件上的笛卡爾坐標(biāo)系，是編程人員在編程過程中根據(jù)具體情況設(shè)置的坐標(biāo)系，與機床坐標(biāo)系有相對確定的位置關(guān)系。

d.局部坐標(biāo)系。數(shù)控機床上的五軸加工各部件都有自己的坐標(biāo)系，反映了各部件的相對位置和方向。

3.運動實現(xiàn)

機床運動是根據(jù)運動指令中的運動位置改變一系列坐標(biāo)位置，更新機床相應(yīng)部件的姿勢位置，更新當(dāng)前刀具的姿勢位置。

根據(jù)上述特點，五軸加工機床的運動過程可以理解為通過一系列姿態(tài)改變工件坐標(biāo)系下的運動指令，最終獲得自身局部坐標(biāo)系下的運動量（平移或旋轉(zhuǎn)），然后更新相應(yīng)部件模型的姿態(tài)位置，實現(xiàn)機床運動。

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