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五轴数控机床被广泛应用于航空航天、国防、汽车制造等领域。由于五轴数控机床增加了两个旋转轴,加工方式更加灵活,刀具的运动姿态更复杂,可以用于复杂、精密零件的加工,但是同时也引入了五轴数控机床特有的非线性误差问题。使用刀触点自适应加密法可以减小加工时的非线性误差,但是UG等商用CAM软件后置处理刀位文件时不能生成含有刀触点的数控程序,所以需要开发专用的后置处理器。五轴数控机床的加工刀具进入奇异区域时,微小的刀位变化都会导致旋转轴的剧烈变化,产生较大的非线性误差,使加工质量下降,实际加工时应该避免出现奇异现象。由于三角函数的周期性,每个刀轴矢量可以对应不同的角度,非模态机床的旋转轴转角范围有一定的限制,UG生成的数控程序的角度值可能超出许用的范围,所以,需要开发优化转角的后置处理器,使优化后的角度值在机床允许的范围内。本文主要研究内容分为以下三个部分:(1)分析三种不同机床的运动学变换,通过齐次坐标变换得到含有计算刀触点的数学模型。用Visual Basic开发五轴数控机床的专用后置处理器,创建软件操作界面,输入机床的相关参数,通过处理UG软件生成的刀位文件得到含有刀触点的数控程序。(2)以A-C双转台机床为例分析奇异现象产生的原因,提出通过检测五轴数控机床刀位文件判断奇异区域的方法。通过在奇异区域的相邻刀轴矢量之间进行自适应插值,减小相邻刀具转角的变化,从而使机床加工的非线性误差小于许用误差。用MATLAB处理插值前后的转角和非线性误差数据进行对比验证,证明该方法可以明显减小奇异区域相邻刀位之间的转角和非线性误差,使加工过程平稳,提高加工质量。(3)以A-C双转台机床为例,通过机床的运动学变换,得到计算转角的数学表达式,分析转角A角和转角C角的取值,在不改变刀位点的情况下,对转角进行优化组合。使用Visual Basic语言,开发出能够优化机床转角的后置处理器,解决非模态机床加工时转角受到限制的问题,提高数控机床的使用范围。使用Vericut软件进行万向轮座的仿真加工,证实了该方法的有效性。