1.一种曲面加工机床结构,其特征在于:包括底座(1),底座(1)上相邻垂直设置有纵向滑轨与横向滑轨,在底座(1)的横向滑轨上设置有工作台(2),工作台(2)上沿纵向设置有轴心相对的水平回转台(3)和尾架(14);
在底座(1)的纵向滑轨上设置有滑座(13),滑座(13)上固定连接有立柱(8),立柱(8)上沿竖直方向滑动设置有滑板(11),滑板(11)上固定安装有支座(10),支座(10)中通过双关节机构安装有电主轴(6),电主轴(6)前端安装有盘状刀具(5)或指状刀具(15)。
2.根据权利要求1所述的曲面加工机床结构,其特征在于:所述的双关节机构是,支座(10)中支撑安装有A关节(12),A关节(12)的回转轴上固定安装有L形连接件(9),L形连接件(9)外端固定安装有C关节(7),C关节(7)的回转轴下端固定安装有电主轴(6)。
3.一种曲面加工机床结构的运动控制模型,其特征在于,按照以下步骤实施,步骤1、建立坐标系,以O-xyz为机床原点坐标系,即机床的基准坐标系;Ow-xwywzw为工件坐标系,Ot-xtytzt为刀具坐标系,O1-x1y1z1为滑座坐标系,O2-x2y2z2为滑板坐标系,O3-x3y3z3为A关节坐标系,O4-x4y4z4为C关节坐标系;O5-x5y5z5为工作台坐标系,O6-x6y6z6为水平回转台坐标系,lxi,lyi,lzi分别表示i坐标系与i-1坐标系在x,y,z方向上的距离,i=1,2,3,4,其中,lzw表示Ow-xwywzw坐标系与O5-x5y5z5坐标系在z方向上的距离,lzt表示Ot-xtytzt坐标系与O4-x4y4z4坐标系在z方向上的距离,lx5,ly5,lz5分别表示O5-x5y5z5坐标系与O-xyz坐标系在x,y,z方向上的距离;
x、y、z、A、B、C分别表示机床在三个移动方向上的进给量和三个转动方向的进给量;
步骤2、从机床原点坐标系O-xyz到工件坐标系Ow-xwywzw的坐标变换矩阵如下:步骤3、从机床原点坐标系O-xyz到刀具坐标系Ot-xtytzt的坐标变换矩阵如下:则刀具坐标系Ot-xtytzt相对于工件坐标系Ow-xwywzw的位姿为:[wTt]=[wT0][0Tt]=[0Tw]-1[0Tt]
其中,
其中,cA=cos(A),sA=sin(A),cB=cos(B),sB=sin(B),cC=cos(C),sC=sin(C),步骤4、机床的正解求解过程是已知三个移动方向运动部件、三个转动方向运动部件的进给量x、y、z、A、B、C,求得刀具坐标系相对于工件坐标系的位姿[wTt],其中,步骤5、机床的逆解求解过程是末端执行器-刀具的位姿已经给定,即[wTt]中各元素是已知的,通过如下方程组可以求解出机床三个移动方向运动部件、三个转动方向运动部件的进给量x、y、z、A、B、C的值:由上述方程组可求解得解析解。
4.根据权利要求3所述的曲面加工机床结构的运动控制模型,其特征在于,所述的步骤
5中,一种解析解形式如下:
其中,