本文摘要：

在五轴加工中心和五轴钻攻中心的运动过程中，经常需要进行后置处理和速度的调节，来适应不同的工件形状和加工要求。因此，后置处理和速度控制决定了机床的加工效率，并且直接影响产品的质量。如何高效准确地将复杂加工路径转化为轨迹控制指令是后置处理研究的难点。为了提高对复杂形状工件的加工精度，本文针对五轴加工中心和五轴钻攻中心的后置处理以及速度控制问题展开了研究，主要完成的工作包括以下几方面。

（1）在标准的D-H建模法基础上进行了改进。增加了机床运动参数，并根据提出的改进D-H法创建各部件坐标系，创建D-H参数表。根据D-H参数表建立各坐标系齐次变换矩阵。对机床进行正逆运动学分析，正向求解得到末端位姿模型，再根据位姿模型逆运动学求解各运动轴表达式。

（2）对NURBS曲线的插补点以及相对应速度值进行计算。介绍了NURBS曲线拟合的原理，对NURBS曲线求值求导等问题进行研究，采用矩阵法求对NURBS曲线求值求导，此外，通过对曲率极值点的讨论确定NURBS曲线临界点，利用辛普森积分法求弧长。采用二阶泰勒展开算法求取NURBS曲线插补点。

（3）针对义齿这类复杂曲面会出现刀路轨迹弯曲多变的情况，提出了基于NURBS曲线的改进S型加减速控制算法。根据临界点对NURBS曲线分段，对每段NURBS曲线单独研究。接着采用双向扫描策略对每段NURBS的起始和终止速度计算，使NURBS曲线速度更加连续。基于S型速度曲线原理规划NURBS速度曲线，使速度曲线平滑无尖点。提出了加加速度补偿策略和弧长误差补偿策略，以便将速度控制在给定范围内。通过与梯形加减速算法与S型加减速算法速度曲线轮廓比较，实验仿真曲线图表明本算法对速度曲线有更好的平滑效果。

（4）基于UG软件对义齿模型进行预处理，数控编程得到义齿加工刀路轨迹文件，通过VERICUT软件对后置处理算法进行验证。基于VERICUT软件搭建虚拟仿真环境，将机床模型和NC文件导入其中，输入机床的参数以及行程极限等相关信息，最终对义齿模型加工仿真，验证了后置处理算法的可用性。

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