多軸數控系統在曲面加工中的應用

譚偉美 劉燕萍 凌海全

（廣西玉林農業學校，廣西 玉林 537000）

制造業的集成化水平、自動化水平，已經成為衡量一個國家科技實力的重要標準。我國是制造業大國，涵蓋了世界上絕大多數的機械加工門類[1]，其中的數控技術和數控系統發揮了非常重要的作用。對各種復雜類型的機械加工任務，只有具備更多軸數聯動的數控加工技術和方法，才能更高效率地將其完成[2]。因此，多軸聯動數控系統的設計以及多軸聯動的數控加工方法已經成為判斷機械加工制造行業競爭力的核心內容[3]。目前，我國在5軸及5軸以上的聯動數控系統研制和數控加工方法方面與世界先進水平存在一定差距，這也成為制約我國機械加工行業深度發展的瓶頸問題。為此，該文以5軸聯動的數控系統為研究對象，通過數學模型分析和控制過程研究，給出其在曲面加工中的具體應用。

1 多軸數控系統位姿的數學模型

多軸聯動的數控系統，其控制功能和加工效果實現的關鍵在于位置和姿態的準確刻畫與合理動態連接。為此，該文先以齊次坐標的形式對多軸聯動數控系統的位置和姿態進行數學建模。

多軸聯動數控加工系統一系列動作的完成，在三維空間中表現為各個關節、各個軸的旋轉運動和平移運動的累加效果。因此，要從數學角度刻畫多軸聯動數控系統，就依賴于對旋轉矩陣和平移矩陣的刻畫。

如果空間中任意一點A，通過平移變換變成A'點的位置，并且它在x、y、z這3個坐標軸上分別平移了a、b、c個單位，那么存在如公式（1）所示的平移關系?！?br>