本发明公开了一种双转台五轴联动数控机床的夹具高度及加工路径优化方法，该方法包括：(1)生成刀位轨迹文件；(2)提取刀位点位置坐标值和刀轴矢量；(3)计算双转台 A 轴旋转角度θA 和 C 轴旋转角度θC；(4)计算出系数和以及(5)利用这些系数计算出最优夹具高度，由此实现对机床的夹具高度及加工路径优化过程。通过本发明，由于最大程度避免了刀具及安装刀具的机床主轴在机床坐标系下的 X、Y、Z 轴上不必要的平移运动，可以有效地缩短加工时间，并能够避免局部运动幅度过大造成的加工质量劣化和撞刀事故。

本发明公开了一种对采用球头刀具的五轴联动机床平滑加工路径的方法，包括：(1)根据加工零件的几何形状和工艺参数，生成刀位轨迹源文件；(2)对源文件依次进行逐行读取、解析并提取其刀位点位置和刀轴矢量，以及判断刀位行有无干涉锥角以确定其锥角值的操作，由此获得锥角刀路文件；(3)对锥角刀路文件依次进行逐行读取，解析并提取其刀位位置、刀轴矢量和锥角，以及确定所有刀位行最优刀轴矢量的操作；以及(4)根据最优刀轴矢量计算刀位点坐标并执行后置处理以生成机床加工路径，从而实现对机床加工路径的平滑处理。通过本发明，能够使刀轴平滑过渡局部变成三轴加工，以消除局部非线性误差，并消除了奇异位置机床旋转轴大幅旋转问题，提高加工效率。

成果与项目的背景及主要用途： 随着与信息技术和网络技术的不断发展融合，工业机器人已由仅完成单项、 重复性操作任务的机械手逐步发展成为具有快速可重构、多功能、智能化等特征 的作业单元及大型自动化生产线，并随着技术的进步和市场的需求将在工业生产 中逐渐开始全面推广。 技术原理与工艺流程简介： 四轴高速机器人采用 4-R(2-SS)型并联机构,其机械本体结构,包括固定平台、 私服驱动机构、支链和动平台四部分组成。 51天津大学科技成果选编 四条支链结构相同且轴对称均匀布置,其功能是用于传递驱动机构和动平台 间的运动。各零件的连接方式：主动臂 1 上端连接驱动机构的精密减速器输出法 兰轴,使主动臂的旋转角度与精密减速器输出法兰同步；另一端通过两个球关节 6 分别连接两个相互平行的从动臂 7,从动臂 7 两端带有球关节连接件 2，与球关节 6 之间通过从动臂连接销 3 和销端螺母 4 固定连接,相对应的销端螺母 4 上挂有从 动臂拉賛 5；所述支链主动臂采用工字型结构,以增强主动臂强度;所述支链从动 臂采用管型结构,材质为碳纤维高分子材料。 四自由度高速并联机器人支链传递运动的实现：当精密减速器被伺服电机的 驱动旋转时,连接在精密减速器输出法兰上的主动臂 1 也被驱动进行同步旋转； 由从动臂 7 和球关节 6 组成的平行四边形机构将主动臂 1 末端的摆动传递给动平 台。 性能参数如下： 工作空间: ￠1000mm×150mm，-180°~180° ￠700mm×100mm， -180°~180° 加 速 度: 100~200m/s2 抓取频次: 120-180picks/min 定位精度: ±0.2mm/±1° 重复精度: ±0.1mm/±0.5° 应用领域： 食品、医药、电子、新能源等行业中高速智能分选与包装 52天津大学科技成果选编 53 合作方式及条件：具体面议

开发了可侧弯和机头旋转的，多层模具，大口径的全伺服弯管机的控制系统和仿真软件。仿真软件能够通过输入管型和模具参数后自动生成加工轨迹，三维动画显示管子变形和机器动作，并确保与  实际加工过程动作一致。因此能够在仿真阶段对干涉等问题进行检查和处理。控制系统为总线方式， 采用先进的 IEC61131-3PLC 语言编程标准，通过同步 13 个电机的运动，精确流畅高效地控制整个弯管过程。并具备焊缝识别，预料辅推等先进功能。各项技术和性能均到达国内和国际领先水平。

龙门式五轴五联动数控机床是科技部确定的“十五”国家科技攻关重点项目，具有三向伺服轴X、Y、Z和主轴C轴及摆角A轴-5根控制轴，能进行空间曲面和五面体加工，可广泛应用于航天、造船、汽车、军工等重要行业，代表了当今国际制造业发展的最新水平。 开发设计的“高速摆角镗铣头”和“强力摆角铣头”具有C轴和A轴双摆角功能：高速摆角镗铣头采用内装式主轴电机、电机功率18.5/15.1Kw、最高转速10000r/min(无级变速)，可进行高速切削；强力摆角镗铣头采取两段无级变速，电机功率30/22Kw、输出扭矩940Nm,可实行强力切削；并且配置了立铣头、卧铣头等，可组成铣头库进行互换，扩展了机床功能。

5X-MILLING桌面型5轴数控机床是五轴五联动立式数控铣床，能在一次装夹下自动加工复杂工件，完成钻、扩、铣、雕刻等多种加工。具有高集成度、高精度，使用维护简单，满足对三维曲面复杂结构微小零件加工要求。具有 USB 接口可实现数控加工程序、各种工艺参数和机床状态信息的传输。 机床封闭式防护装置齐全可靠，符合金属切削机床安全防护通用技术条件。 在机床正面设置有12寸电容触摸屏操作面板。机床结构设计合理，有足够的静态、动态、热态刚度，并能采用先进技术， 保证系统具有良好的动态品质。所有伺服驱动系统执行元件精度高、可靠性好、响应速度快。 利用该数控铣床，学生可以实际操作生产，体验高精度加工过程，学生将有效的学习到UG软件编程和数控操作能力，对数控刀具和几何视图里的MCS的建立知识有一个很好的掌握。

XH-630A卧式加工中心的双驱机构 “高速精密卧式加工中心”是先进制造业的关键装备，可实现工件一次装夹五面加工。工信部“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项——列有“高速、精密卧式加工中心”课题予以重点支持，其精密主轴结构设计、精密回转工作台结构设计，精密拖动机构设计技术，整机结构优化设计是本课题的关键技术。 “XH-630A卧式加工中心”采用重心驱动技术，X和Y进给设计了双伺服/双丝杠驱动系统，大大提高进给部件的响应速度和精度，项目被上海市经委列为“上海市重大技术装备首台业绩突破项目”。 本项目首台样机，参展了第11届上海国际机床展。项目通过了上海市经济和信息化委主持的专家组验收。

MX220桌面五轴联动数控机床   MX220桌面五轴联动数控机床是一款桌面式微型五轴联动数控机床，适用于小型精密五轴零件及各种各样的复杂零件加工；具有体积小、重量轻、搬运方便、操作灵活等优点；使用220伏电压，配置工业级五轴联动控制系统面板，带5轴三档电子手脉；机床具有X、Y、Z三个直线轴和两个旋转轴（B轴+C轴）五个坐标轴，X、Y、Z直线轴采用直线导轨，BC两个旋转轴采用谐波减速机，保证高精度和高稳定性；具有一次装夹、任意曲面加工、复合工艺加工等优势、操作便利；具有性价比高、性能稳定、故障率低、维护成本低等优点； 主要用途 MX220桌面五轴联动数控机床主要用于数控教学与培训，该机床主要加工铝合金、铜、塑料及铁、模具钢轻加工，主要用于职业院校、高校创客创新实验室等，进行五轴联动数控编程教学和实操培训等。   产品特性： 工业级五轴联动控制系统面板；带5轴三档电子手脉； 高精度带预紧滚珠丝杆及螺母，具有运动灵活性、热变形量小； XYZ轴采用直线导轨，BC旋转轴采用高精度诣波减速机； 采用铸件床身，机床稳定性好，刚性好，精度稳定； 使用220电压、全封闭钣金结构； 展现当代先进制造业的高速高效高精尖加工的理念； 应用于职业院校、高校创客创新实验室等，进行五轴联动数控编程教学和实操培训等； 执行国际标准G代码和多种CAM软件（MasterCAM、UG、Fusion360等）； 便于课程开发，满足老师教学，强化学生技能； 工作环境干净整洁，无油污，异味；改善环境，低碳环保； 价格实惠，教学成本低，解决了大型工业级多轴数控机床的价格昂贵，增加学生实践上手的机会； 序号 项目内容 技术参数 1 床身及回转台 结构：铸铁立式结构，XYZ轴直线导轨，主轴立柱带动刀具移动 回转轴：BC轴摇篮式转台，高精度诣波减速机 2 全封闭防护罩，抬起式单门（气动门） 3 工件冷却装置 冷却装置为内置风冷，使用0.6帕气压，M指令控制 4 线性轴精度 定位精度：0.02mm 重复定位精度：0.015mm 5 旋转轴精度 定位精度：16" 重复定位精度：12" 6 轴移动行程 X/Y/Z行程：220×120×200mm 7 B轴行程：+30～-120° 8 C轴行程：+/- N×360° 9 最大加工范围：Φ100×180mm 10 机床主轴 主轴锥柄：MT3 11 主轴最大功率：550w 12 主轴最高转速：3500rpm 13 最大夹持刀具直径：Φ16mm 14 工作台参数 工作台尺寸: 100/460×130mm 15 工作台承重：15kg 16 T型槽：12 mm/3 17 线性轴移动速度 X/Y/Z轴：2000mm/min 18 回转轴移动速度 B/C轴：≥50r/min 19 数控系统 YORNEW M5工业级五轴联动控制系统面板 20 电子手脉 5轴三档电子手脉 21 使用电压 AC220V/50H 22 外形尺寸 930×750×920mm 23 净重/毛重 180kg/220kg  

五轴和五轴以上联动数控机床是高效率高精度加工空间曲面类零件，如各类模具、水轮机和汽轮机叶片、三元流离心压气机、船用螺旋浆和推进器及螺旋锥齿轮的关键设备，目前我国不能自行生产，几乎全部依赖进口，每年达上百台之多。中型五轴联动数控机床的价格为每台60-80万美元，大型的约200-600万美元，还要附带许多条件，如不准加工军品，每年要检查生产记录等。