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针对五轴数控机床种类繁多、运动学构成复杂、运动学模型求解不便的问题,分析了三大类五轴数控机床旋转运动特征,结合运动学原理,建立其各自的运动学模型,进而抽象出五轴数控机床旋转运动的通用模型。基于旋转矩阵的正交特性,对通用模型进行变换,最后使用Gauss消元法来求解模型。对于多解的情况,给出一种选择最优解的策略。最后通过仿真验证了处理方法的可行性和高效性。