通用双摆头五轴数控机床后置处理技术研究

摘要

五轴联动机床结构形式多样，是航天、船舶、汽车等复杂曲面加工行业的重要制造装备。后置处理技术是数控加工技术的关键。目前后置处理器是根据刀位数据得出相应的数控代码，没有逆解优选和处理奇异问题等功能。本文提出了通用双摆头形式五轴数控机床的通用运动学公式，根据实际机床的行程，机床运动效率等方面，建立了选择逆解最优值的优化策略，并开发了通用双摆头五轴数控机床的后置处理器。
　　本文使用机器人学知识建立通用双摆头形式五轴数控机床的运动学模型，利用指数积和旋转子矩阵正交的特性简化运动学公式，推导出了适用于任意形式的双摆头五轴数控机床的运动学正逆解公式。并对奇异问题分类，针对五轴加工中因为奇异引起的工件误切现象，提出了一种可以避免误切的通用解决方法。然后提出了逆解优化策略，根据实际机床的行程，机床运动效率等方面，建立了五轴数控机床中选择最合适逆解的优化策略。根据提出的逆解最优值选取策略，开发出了通用双摆头五轴数控机床的后置处理器，在Vericut仿真软件中搭建机床模型，仿真加工叶轮，刀路，验证了运动学公式，奇异方法和逆解优化策略的有效性。
　　本文为通用后置处理器的开发提供了理论依据和通用性参考，逆解的优化策略同样适用于双转台形式和转台加摆头形式的五轴数控机床。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 通用五轴数控机床的国内外研究现状

1.3 课题的目的与意义

1.4 课题研究内容与章节安排

第2章 通用双摆头形式五轴数控机床运动学分析

2.1 五轴数控机床的类型说明

2.2 通用双摆头形式五轴数控机床运动学模型

2.3 通用双摆头形式五轴数控机床正向求解

2.4 通用双摆头形式五轴数控机床的逆向求解与分析

2.5 本章小结

第3章 通用五轴数控机床逆解优化策略

3.1 奇异问题及其处理方法

3.2 五轴数控机床逆解优化策略

3.3 本章小结

第4章 通用双摆头五轴数控机床后置处理器的研究与开发

4.1 通用双摆头形式五轴数控机床后置处理器的实现

4.2 本章小结

第5章 实验结果及分析

5.1通用后置处理器仿真实验

5.2 逆解优化实验

5.3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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致谢