[发明专利]一种进给轴随AB轴摆动的五轴数控制孔机床正反解方法有效

专利信息
申请号: 201710108552.8 申请日: 2017-02-27
公开(公告)号: CN106843151B 公开(公告)日: 2018-12-25
发明(设计)人: 毕运波;程亮;曲巍崴;李江雄;柯映林 申请(专利权)人: 浙江大学
主分类号: G05B19/408 分类号: G05B19/408
代理公司: 杭州天勤知识产权代理有限公司 33224 代理人: 胡红娟
地址: 310013 浙江*** 国省代码: 浙江;33
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摘要: 发明公开了一种进给轴随AB轴摆动的五轴数控制孔机床正反解方法,包括如下步骤:(1)在异型五轴数控制孔机床中,建立设备基坐标系、各运动轴子坐标系和刀具坐标系;绘制坐标系定义图,使各子坐标系与设备基坐标系的坐标轴方向保持一致。(2)对异型五轴数控制孔机床作运动学分析,建立正向运动学模型。(3)根据异型五轴数控制孔机床的目标位姿和正向运动学模型,建立关节量的方程组,推导其逆向运动学模型。该方法实现了对进给轴随AB轴摆动的异型五轴数控制孔机床的运动学正反解,为机床运动控制奠定基础。
搜索关键词: 一种 进给 ab 摆动 五轴数 控制 机床 正反 方法
【主权项】:
1.一种进给轴随AB轴摆动的五轴数控制孔机床正反解方法,包括如下步骤:(1)在异型五轴数控制孔机床中,建立设备基坐标系、各运动轴子坐标系和刀具坐标系,并绘制坐标系定义图,使各运动轴子坐标系与设备基坐标系的坐标轴方向保持一致;(2)对异型五轴数控制孔机床作运动学分析,建立正向运动学模型;(3)根据异型五轴数控制孔机床的目标位姿和正向运动学模型,建立关节量的方程组,推导其逆向运动学模型;所述的步骤(1)的具体步骤如下:(1.1)定义异型五轴数控制孔机床中的各坐标系:基坐标系Obase,各运动轴子坐标系OX、OY、OB、OA、OZ,刀具坐标系OT;(1.2)绘制异型五轴数控制孔机床的坐标系定义图,各运动轴子坐标系的坐标轴方向与设备基坐标系的坐标轴方向一致;所述的步骤(2)的具体步骤如下:(2.1)对异型五轴数控制孔机床作运动学分析,分别计算各运动轴的齐次变换矩阵:其中,是从坐标系Obase到坐标系OX的理想齐次变换矩阵,是从坐标系OX到坐标系OY的理想齐次变换矩阵、是从坐标系OY到坐标系OB的理想齐次变换矩阵、是从坐标系OB到坐标系OA的理想齐次变换矩阵、是从坐标系OA到坐标系OZ的理想齐次变换矩阵、是从坐标系OZ到坐标系OT的理想齐次变换矩阵,d1,d234,d5分别是异型五轴数控制孔机床X、Y、B、A、Z轴的关节量;x6,y6,z6是最后一个运动轴子坐标系到刀具坐标系在x,y,z方向的位移偏置;(2.2)建立异型五轴数控制孔机床的正向运动学模型:其中,是理想情况下从基坐标系Obase到刀具坐标系OT的齐次变换矩阵,即为异型五轴数控制孔机床的正向运动学模型,表示异型五轴数控制孔机床末端的理论位姿;R(q)为3×3的刀具坐标系的姿态矩阵,P(q)为3×1的刀具坐标系的位置矩阵,姿态矩阵中,[r11,r21,r31]T是刀具坐标系X轴的姿态向量,[r12,r22,r32]T是刀具坐标系Y轴的姿态向量,[r13,r23,r33]T是刀具坐标系Z轴的姿态向量。
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