CN112692707A - 一种六联动抛光设备及其后置装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种六联动抛光设备及其后置装置及方法，包括：底座；底座上安装有X向滑轨和立柱；X向滑轨上滑动连接有纵向工作台；纵向工作台上设有与X向滑轨相垂直设置的Y向滑轨；Y向滑轨上滑动连接有横向工作台；立柱上设有Z向滑轨，Z向滑轨沿着竖直方向设置；Z向滑轨上滑动连接有竖向工作台；竖向工作台上设有转盘组件；转盘组件上安装有码头箱；码头箱穿设有主轴；主轴的下端朝向横向工作台方向设置；主轴下端连接有刀具组件；主轴上连接有主轴旋转驱动组件。本发明扩展了传统五轴机床的自由度，在保持原有机床成本低、精度高的同时实现了同机器人一样的自由度，完全可胜任复杂风扇叶片等的全型面高精度自动抛光。

Description

一种六联动抛光设备及其后置装置及方法

技术领域

本发明涉及飞机发动机风扇叶片加工技术领域，尤其涉及一种六联动抛光设备及其后置装置及方法。

背景技术

飞机发动机风扇叶片等包含上下缘板、阻尼台、过渡圆角、进气边、排气边等特征，型面复杂，目前仍未摆脱人工抛光方式，然而人工抛光对工人师傅技术水平要求高，劳动强度大，抛光产生的粉尘颗粒对人体危害特别大，所抛光的叶片表面质量相对较差，一致性差，效率较低。

为实现复杂风扇叶片的全型面自动抛光，目前的自动抛光方式采用机器人打磨抛光、砂带磨打磨抛光及超硬磨料弹性抛光轮抛光等。机器人引起自身刚度较差、精度受限，难以胜任高精度叶片的抛光加工；砂带磨因力控分辨率受限、且砂带更换不便，高精度的实现复杂叶片的快速全型面抛光加工难度较大；超硬磨料弹性抛光轮抛光配合多轴轴数控加工机床可充分发挥数控机床的高精度、高效率优势，通过定轨迹抛光路线实现复杂叶片的高效率、高精度抛光加工，但风扇叶片等因上下面都存在缘板、中间部分存在阻尼台，采用五轴机床难以避免刀杆与工件的干涉问题，加工受限。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种六联动抛光设备及其后置装置，包括：底座；底座上安装有X向滑轨和立柱；X向滑轨上滑动连接有纵向工作台；纵向工作台上设有与X向滑轨相垂直设置的Y向滑轨；Y向滑轨的一端固设有固定加工座，Y向滑轨上滑动连接有横向工作台；

固定加工座上设有夹持工件一端的第一夹持机构；横向工作台上设有夹持工件另一端的第二夹持机构；

立柱上设有Z向滑轨，Z向滑轨沿着竖直方向设置；

Z向滑轨上滑动连接有竖向工作台；

竖向工作台上设有转盘组件；

转盘组件上安装有码头箱；码头箱穿设有主轴；主轴的下端朝向横向工作台方向设置；主轴下端连接有刀具组件；主轴上连接有主轴旋转驱动组件。

进一步需要说明的是，第二夹持机构设有第二卡盘，第二卡盘连接有驱动第二卡盘旋转的A轴旋转驱动电机；

转盘组件设有固设码头箱的第三卡盘，第三卡盘连接有驱动第三卡盘旋转，并带动码头箱和刀具组件旋转预设角度的B轴旋转驱动电机；

主轴旋转驱动组件设有C轴旋转驱动电机，C轴旋转驱动电机通过齿轮与主轴外部套设的齿轮啮合连接，驱动刀具组件旋转。

进一步需要说明的是，第一夹持机构设有第一卡盘；

X向滑轨与纵向工作台之间通过光杆和丝杠滑动连接；

横向工作台上连接横向驱动电机，横向工作台底部设有滑轮；

Y向滑轨上设有滑轨槽；

横向工作台通过横向驱动电机驱动滑轮在Y向滑轨上滑轨槽上移动；

竖向工作台通过设置竖向伺服电机，实现在Z向滑轨上移动。

进一步需要说明的是，还包括：控制模块；

控制模块包括：通信单元、加工数据输入单元、感测单元、输出单元、存储器、接口单元、控制器和用于给装置内部电气元件提供电源的电源单元；

控制器通过加工数据输入单元获取用户输入的加工数据信息，并按照预设的程序执行；

控制器通过通信单元与上位机和终端机通信连接，将加工数据以及装置运行数据进行上传；

控制器通过感测单元感应装置的运行状态，并通过输出单元进行显示；

存储器用于对加工数据、装置运行数据以及用户输入的数据进行储存；

接口单元用于提供数据接口，连接外部设备。

本发明还提供一种六联动抛光设备及其后置方法，

方法包括：

获取用户输入的加工控制指令，并按照预设的执行程序执行加工进程；

在加工过程中，配置一行刀轨中存在P_i(i＝0、1、…、n)个刀位点，从预设的初始刀位点P₀开始计算每个刀位触点法矢对应的A_i(i＝0，1，2…n)转角，并以P₀为起点依次计每个刀位点P_i(i＝1，2…n)对应的刀轨长度l_i；

以t_i＝l_i/l_n(i＝0、1、…、n)作A_i对应的参数，根据制定的参数将A_i采用最小二乘算法拟合为P阶K段B样条，拟合方法如下：

Step1：规划节点向量U(u₀、u₁、…、u_m-1、u_m)，其中：m＝2×P+K-1，个分项的值通过公式2求得：

Step2：依据公式3结合结节点向量U及t_i(i＝0，…，n)计算A_i(i＝0，…，n)对应的基函数，并将各A_i对应的基函数写成形如公式4的矩阵形式；

Step3：将A_i(i＝0，…，n)写成列向量的形式A＝(A₀，…，A_n)^T，并求解矩阵B的逆矩阵，通过公式(5)求解拟合后B样条的各控制点X：

X＝B^-1·A (5)

将A_i(i＝0，…，n)拟合为B样条曲线后，通过拟合的样条曲线反求A_i(i＝0，…，n)值，获取光顺的A轴运动数据；

获取A轴运动数据后，根据每个刀位点对应的A轴转角将刀位点法矢v(v_x v_y v_z)绕A轴进行旋转获取旋转后的v′(v′_x v′_y v′_z)，以用于后续B转角和C转角的计算；

配置角度头模型，使机床安装角度头后初始刀轴法矢n可有公式(6)求得；

n(n_x n_y n_z)＝(sin B×cos C sin B×sin C -cosB) (6)

刀轴法矢n的Z向分量n_z最大值受限为

B轴摆动n_z应与刀位点法矢v的Z向分量v_z相等；采用公式7计算B轴初始角度，b₀为刀轴与Z轴的夹角范围-pi～pi；

因C轴的转动，刀位点法矢v′(v′_x v′_y v′_z)与Z轴的夹角b₁为，b₁₀＝cos^-1(v′_z/l)或b₁₁＝-cos^-1(v′_z/l)，基于公式(8)求得B的摆角b后，根据B角最小摆动量原则确定b₁₀、b₁₁的取舍；

将刀轴初始刀轴矢量沿B轴旋转b角度获取旋转后的刀轴法矢

在XOY平面内求解

与刀位法矢v′的夹角c，夹角c为C轴摆动角度；

当初始刀轴与Z轴平行时，刀轴在XOZ平面内过象限时，导致C轴大幅度摆动，对B轴摆角取负

计算

对应的C轴摆角

比较|b|+|c|与

取和小的作为BC轴的摆角；

求得ABC的角度a、b、c后可求解XYZ的坐标；

若对刀点在A轴中心，且B轴回转中心与A轴相交事Z轴工件坐标为零，B轴回转中心到主轴端面的距离为L₀，则XYZ的坐标通过公式(9)求得

(x y z)＝(P_x P_y P_z)×rot(a，X)+((0 0 L₀+L₁)+((n×(L₂+L₃)+E×(sin C cos C0))×rot(c，Z)))×rot(b，Y) (9)。

从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：

本发明提出的六联动抛光设备及其后置装置及方法在保持原有机床成本低、精度高的同时实现了同机器人一样的自由度，完全可胜任复杂风扇叶片等的全型面高精度自动抛光。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为六联动抛光设备及其后置装置示意图；

图2为六联动抛光设备及其后置装置实施例示意图；

图3为角度头模型参数示意图；

图4为角度头模型参数示意图；

图5为实例加工刀轨示意图；

图6为优化前各轴的运行曲线图；

图7为优化后各轴的运行曲线图；

图8为实际加工的现场图片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种六联动抛光设备及其后置装置，如图1和图2所示，包括：底座1；底座1上安装有X向滑轨2和立柱3；X向滑轨2上滑动连接有纵向工作台4；纵向工作台4上设有与X向滑轨2相垂直设置的Y向滑轨5；Y向滑轨5的一端固设有固定加工座6，Y向滑轨5上滑动连接有横向工作台7；

固定加工座6上设有夹持工件一端的第一夹持机构；横向工作台7上设有夹持工件另一端的第二夹持机构；立柱3上设有Z向滑轨8，Z向滑轨8沿着竖直方向设置；Z向滑轨8上滑动连接有竖向工作台9；竖向工作台9上设有转盘组件10；

转盘组件10上安装有码头箱11；码头箱11穿设有主轴12；主轴12的下端朝向横向工作台7方向设置；主轴12下端连接有刀具组件14；主轴12上连接有主轴旋转驱动组件13。

对于本发明提供的六联动抛光设备及其后置装置中，第二夹持机构设有第二卡盘，第二卡盘连接有驱动第二卡盘旋转的A轴旋转驱动电机；

转盘组件10设有固设码头箱11的第三卡盘，第三卡盘连接有驱动第三卡盘旋转，并带动码头箱11和刀具组件14旋转预设角度的B轴旋转驱动电机；

主轴旋转驱动组件13设有C轴旋转驱动电机，C轴旋转驱动电机通过齿轮与主轴12外部套设的齿轮啮合连接，驱动刀具组件14旋转。

第一夹持机构设有第一卡盘；X向滑轨2与纵向工作台4之间通过光杆和丝杠滑动连接；横向工作台7上连接横向驱动电机，横向工作台7底部设有滑轮；Y向滑轨5上设有滑轨槽；横向工作台7通过横向驱动电机驱动滑轮在Y向滑轨5上滑轨槽上移动；竖向工作台9通过设置竖向伺服电机15，实现在Z向滑轨8上移动。

这样，本发明实现了X轴方向、Y轴方向、Z轴方向、A轴旋转、B轴旋转及C轴旋转六联动抛光，实现全方位抛光，并配合角度头可实现叶片类复杂零件的全型面抛光加工，保证抛光质量和精度。其中，X轴方向、Y轴方向、Z轴方向为直线轴。

A轴旋转驱动电机驱动第二卡盘实现360°旋转，形成A轴运动数据；B轴旋转驱动电机驱动带动码头箱11和刀具组件14在水平面的±90°摆动，形成B轴运动数据；C轴旋转驱动电机驱动刀具组件14360°旋转，形成C轴运动数据。

优选地，X轴方向、Y轴方向、Z轴方向的行程可以根据抛光需要设置，具体尺寸不做限定。

本发明提供的六联动抛光设备及其后置装置还包括：控制模块；控制模块包括：通信单元21、加工数据输入单元22、感测单元23、输出单元24、存储器25、接口单元26、控制器27和用于给装置内部电气元件提供电源的电源单元28；

控制器27通过加工数据输入单元22获取用户输入的加工数据信息，并按照预设的程序执行；控制器27通过通信单元21与上位机和终端机通信连接，将加工数据以及装置运行数据进行上传；控制器27通过感测单元23感应装置的运行状态，并通过输出单元24进行显示；存储器25用于对加工数据、装置运行数据以及用户输入的数据进行储存；接口单元26用于提供数据接口，连接外部设备。

本发明提供的六联动抛光设备及其后置装置的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

本发明提供的六联动抛光设备及其后置装置附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本发明的各方面。

本发明提供的六联动抛光设备及其后置装置可以通过输出单元(24)包括的显示单元来显示装置运行数据。显示单元可以用作输入装置和输出装置。显示单元可以包括液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)、薄膜晶体管LCD(TFT-LCD，Thin FilmTransistor-LCD)、有机发光二极管(OLED，Organic Light-Emitting Diode)显示器、柔性显示器、三维(3D)显示器等等中的至少一种。这些显示器中的一些可以被构造为透明状以允许用户从外部观看，这可以称为透明显示器，典型的透明显示器可以例如为透明有机发光二极管(TOLED)显示器等等。触摸屏可用于检测触摸输入压力以及触摸输入位置和触摸输入面积。

控制器可以通过使用特定用途集成电路(ASIC，Application SpecificIntegrated Circuit)、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processing)、数字信号处理装置(DSPD，Digital Signal Processing Device)、可编程逻辑装置(PLD，ProgrammableLogic Device)、现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计为执行这里描述的功能的电子单元中的至少一种来实施，在一些情况下，这样的实施方式可以在控制器中实施。对于软件实施，诸如过程或功能的实施方式可以与允许执行至少一种功能或操作的单独的软件模块来实施。软件代码可以由以任何适当的编程语言编写的软件应用程序(或程序)来实施，软件代码可以存储在存储器中并且由控制器执行。

本发明提出的六联动抛光设备及其后置装置，基于CAM(CAM，Computer AidedManufacturing)软件输出的刀轨。六联动抛光设备及其后置装置是将计算机应用于制造生产过程的过程或系统。利用计算机来进行生产设备管理控制和操作的过程。它输入信息是零件的工艺路线和工序内容，输出信息是刀具加工时的运动轨迹和数控程序。

六联动抛光设备及其后置装置涉及的CAM软件基于刀触点信息，结合刀位点、刀轴、刀具等信息进行抛光加工。

六联动抛光设备及其后置装置扩展了传统五轴机床的自由度，在保持原有机床成本低、精度高的同时实现了同机器人一样的自由度，完全可胜任复杂风扇叶片等的全型面高精度自动抛光。

基于上述六联动抛光设备及其后置装置，本发明还提供一种六联动抛光设备及其后置方法。

六联动抛光设备及其后置方法是针对现有技术中，先转动A轴使得刀触点法矢位于XOZ平面内，锁定A轴求解BC的摆角，然后计算XYZ线轴移动量实现导轨文件的后置处理。但在实际应用过程中因叶片局部曲率变化较大使得刀触点具有较大的波动，进而使得由结合刀触点、刀具参数等求得的触点法式波动较大，导致直接按触点求解的A轴在存在波动，进而导致B、C、X、Y、Z轴波动，使得加工过程中机床运行速度变化剧烈、加工质量下降、甚至存在加工报废的风险，依次需对直接求解的A轴角度进行广顺优化，本发明采用的六联动抛光设备及其后置方法是基于分段B轴运动数据对A轴数据进行光顺优化。

本发明涉及的六联动抛光设备及其后置方法中，抛光过程中一般采用单向行切刀轨，依据跨刀过程中的刀位点不存在对应刀触点这一特性提取出单行刀轨。在一行刀轨中存在P_i(i＝0、1、…、n)个刀位点，从P₀开始计算每个刀位触点法矢对应的A_i(i＝0，1，2…n)转角，并以P₀为起点依次计每个刀位点P_i(i＝1，2…n)对应的刀轨长度l_i。

以t_i＝l_i/l_n(i＝0、1、…、n)作A_i对应的参数，根据制定的参数将A_i采用最小二乘算法拟合为P阶K段B样条，具体拟合方法如下：

Step1：规划节点向量U(u₀、u₁、…、u_m-1、u_m)，其中：m＝2×P+K-1，个分项的值通过公式2求得：

Step2：依据公式3结合结节点向量U及t_i(i＝0，…，n)计算A_i(i＝0，…，n)对应的基函数，并将各A_i对应的基函数写成形如公式4的矩阵形式。

Step3：将A_i(i＝0，…，n)写成列向量的形式A＝(A₀，…，A_n)^T，并求解矩阵B的逆矩阵，通过公式5可求解拟合后B样条的各控制点X：

X＝B^-1·A (5)

将A_i(i＝0，…，n)拟合为B样条曲线后，可通过拟合的样条曲线反求A_i(i＝0，…，n)值，获取光顺的A轴运动数据。

获取A轴运动数据后，根据每个刀位点对应的A轴转角将刀位点法矢v(v_x v_y v_z)绕A轴进行旋转获取旋转后的v′(v′_x v′_y v′_z)，以便后续B、C转角的计算。

将角度头模型统一为如图3和图4所示，此时机床安装角度头后初始刀轴法矢n可有公式6求得。

n(n_x n_y n_z)＝(sin B×cos C sin B×sin C -cosB) (6)

刀轴法矢n的Z向分量n_z最大值受限为

B轴摆动n_z应与刀位点法矢v的Z向分量v_z相等。L1、L2、L3均为角度头结构长度参数。具体长度参数根据实际情况进行设置，这里不做具体限定。

采用公式7计算B轴初始角度，b₀为刀轴与Z轴的夹角范围-pi～pi。

因C轴的转动，刀位点法矢v′(v′_x v′_y v′_z)与Z轴的夹角b₁有两种可能，b₁₀＝cos^-1(v′_z/l)或b₁₁＝-cos^-1(v′_z/l)，可有公式8求得B的摆角b后，根据B角最小摆动量原则确定b₁₀、b₁₁的取舍。

将刀轴初始刀轴矢量沿B轴旋转b角度获取旋转后的刀轴法矢

在XOY平面内求解

与刀位法矢v′的夹角c，夹角c为C轴摆动角度。

BC联合优化，当初始刀轴与Z轴平行时，如图5所示刀轨，刀轴在XOZ平面内过象限时，会导致C轴大幅度摆动，对B轴摆角取负

计算

对应的C轴摆角

比较|b|+|c|与

取和小的作为BC轴的摆角。

求得ABC的角度a、b、c后可求解XYZ的坐标。若对刀点在A轴中心，且B轴回转中心与A轴相交事Z轴工件坐标为零，B轴回转中心到主轴端面的距离为L₀，则XYZ的坐标可通过公式9求得

(x y z)＝(P_x P_y P_z)×rot(a，X)+((0 0 L₀+L₁)+((n×(L₂+L₃)+E×(sin C cos C0))×rot(c，Z)))×rot(b，Y) (9)

如图6所示为叶片抛光加工刀轨及其经后置处理后生成的加工刀轨示意图。

刀轨在进行优化前第18行刀轨各轴的运行情况如图6所示，采用3次1段的B样条优化后各轴的运行情况如图7所示，由各轴的运行可知经A轴光顺优化后各轴的运行轨迹显著得到了改善。图8为实际加工的现场图片。

本发明提出的六联动抛光设备及其后置装置和方法扩展了传统五轴机床的自由度，在保持原有机床成本低、精度高的同时实现了同机器人一样的自由度，完全可胜任复杂风扇叶片等的全型面高精度自动抛光。

本发明提出的六联动抛光设备及其后置装置和方法是结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属技术领域的技术人员能够理解，本发明提出的六联动抛光设备及其后置装置和方法的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本公开的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种六联动抛光设备及其后置装置，其特征在于，包括：底座(1)；底座(1)上安装有X向滑轨(2)和立柱(3)；X向滑轨(2)上滑动连接有纵向工作台(4)；纵向工作台(4)上设有与X向滑轨(2)相垂直设置的Y向滑轨(5)；Y向滑轨(5)的一端固设有固定加工座(6)，Y向滑轨(5)上滑动连接有横向工作台(7)；

固定加工座(6)上设有夹持工件一端的第一夹持机构；横向工作台(7)上设有夹持工件另一端的第二夹持机构；

立柱(3)上设有Z向滑轨(8)，Z向滑轨(8)沿着竖直方向设置；

Z向滑轨(8)上滑动连接有竖向工作台(9)；

竖向工作台(9)上设有转盘组件(10)；

转盘组件(10)上安装有码头箱(11)；码头箱(11)穿设有主轴(12)；主轴(12)的下端朝向横向工作台(7)方向设置；主轴(12)下端连接有刀具组件(14)；主轴(12)上连接有主轴旋转驱动组件(13)。

2.根据权利要求1所述的六联动抛光设备及其后置装置，其特征在于，

第二夹持机构设有第二卡盘，第二卡盘连接有驱动第二卡盘旋转的A轴旋转驱动电机；

转盘组件(10)设有固设码头箱(11)的第三卡盘，第三卡盘连接有驱动第三卡盘旋转，并带动码头箱(11)和刀具组件(14)旋转预设角度的B轴旋转驱动电机；

主轴旋转驱动组件(13)设有C轴旋转驱动电机，C轴旋转驱动电机通过齿轮与主轴(12)外部套设的齿轮啮合连接，驱动刀具组件(14)旋转。

3.根据权利要求1所述的六联动抛光设备及其后置装置，其特征在于，

第一夹持机构设有第一卡盘；

X向滑轨(2)与纵向工作台(4)之间通过光杆和丝杠滑动连接；

横向工作台(7)上连接横向驱动电机，横向工作台(7)底部设有滑轮；

Y向滑轨(5)上设有滑轨槽；

横向工作台(7)通过横向驱动电机驱动滑轮在Y向滑轨(5)上滑轨槽上移动；

竖向工作台(9)通过设置竖向伺服电机(15)，实现在Z向滑轨(8)上移动。

4.根据权利要求2所述的六联动抛光设备及其后置装置，其特征在于，

A轴旋转驱动电机驱动第二卡盘实现360°旋转，形成A轴运动数据；

B轴旋转驱动电机驱动带动码头箱(11)和刀具组件(14)在水平面的±90°摆动，形成B轴运动数据；

C轴旋转驱动电机驱动刀具组件(14)360°旋转，形成C轴运动数据。

5.根据权利要求1或2所述的六联动抛光设备及其后置装置，其特征在于，

还包括：控制模块；

控制模块包括：通信单元(21)、加工数据输入单元(22)、感测单元(23)、输出单元(24)、存储器(25)、接口单元(26)、控制器(27)和用于给装置内部电气元件提供电源的电源单元(28)；

控制器(27)通过加工数据输入单元(22)获取用户输入的加工数据信息，并按照预设的程序执行；

控制器(27)通过通信单元(21)与上位机和终端机通信连接，将加工数据以及装置运行数据进行上传；

控制器(27)通过感测单元(23)感应装置的运行状态，并通过输出单元(24)进行显示；

存储器(25)用于对加工数据、装置运行数据以及用户输入的数据进行储存；

接口单元(26)用于提供数据接口，连接外部设备。

6.一种六联动抛光设备及其后置方法，其特征在于，方法采用如权利要求1至5任一所述的六联动抛光设备及其后置装置；

方法包括：

获取用户输入的加工控制指令，并按照预设的执行程序执行加工进程；

在加工过程中，配置一行刀轨中存在P_i(i＝0、1、…、n)个刀位点，从预设的初始刀位点P₀开始计算每个刀位触点法矢对应的A_i(i＝0，1，2…n)转角，并以P₀为起点依次计每个刀位点P_i(i＝1，2…n)对应的刀轨长度l_i；

以t_i＝l_i/l_n(i＝0、1、…、n)作A_i对应的参数，根据制定的参数将A_i采用最小二乘算法拟合为P阶K段B样条，拟合方法如下：

Step1：规划节点向量U(u₀、u₁、…、u_m-1、u_m)，其中：m＝2×P+K-1，个分项的值通过公式2求得：

Step2：依据公式3结合结节点向量U及t_i(i＝0，…，n)计算A_i(i＝0，…，n)对应的基函数，并将各A_i对应的基函数写成形如公式4的矩阵形式；

Step3：将A_i(i＝0，…，n)写成列向量的形式A＝(A₀，…，A_n)^T，并求解矩阵B的逆矩阵，通过公式(5)求解拟合后B样条的各控制点X：

X＝B^-1·A (5)

将A_i(i＝0，…，n)拟合为B样条曲线后，通过拟合的样条曲线反求A_i(i＝0，…，n)值，获取光顺的A轴运动数据；

获取A轴运动数据后，根据每个刀位点对应的A轴转角将刀位点法矢v(v_x v_y v_z)绕A轴进行旋转获取旋转后的v′(v′_x v′_y v′_z)，以用于后续B转角和C转角的计算；

配置角度头模型，使机床安装角度头后初始刀轴法矢n可有公式(6)求得；

n(n_x n_y n_z)＝(sin B×cos C sin B×sin C-cos B) (6)

刀轴法矢n的Z向分量n_z最大值受限为

B轴摆动n_z应与刀位点法矢v的Z向分量v_z相等；采用公式7计算B轴初始角度，b₀为刀轴与Z轴的夹角范围-pi～pi；

因C轴的转动，刀位点法矢v′(v′_x v′_y v′_z)与Z轴的夹角b₁为，b₁₀＝cos^-1(v′_z/l)或b₁₁＝-cos^-1(v′_z/l)，基于公式(8)求得B的摆角b后，根据B角最小摆动量原则确定b₁₀、b₁₁的取舍；

将刀轴初始刀轴矢量沿B轴旋转b角度获取旋转后的刀轴法矢

在XOY平面内求解

与刀位法矢v′的夹角c，夹角c为C轴摆动角度；

当初始刀轴与Z轴平行时，刀轴在XOZ平面内过象限时，导致C轴大幅度摆动，对B轴摆角取负

计算

对应的C轴摆角

比较|b|+|c|与

取和小的作为BC轴的摆角；

求得ABC的角度a、b、c后可求解XYZ的坐标；

若对刀点在A轴中心，且B轴回转中心与A轴相交事Z轴工件坐标为零，B轴回转中心到主轴端面的距离为L₀，则XYZ的坐标通过公式(9)求得

(x y z)＝(P_x P_y P_z)×rot(a，X)+((0 0 L₀+L₁)+((n×(L₂+L₃)+E×(sin C cos C 0))×rot(c，Z)))×rot(b，Y) (9)。

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