五轴联动数控系统中RTCP技术的研究_高伟强

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1、*五轴联动数控系统中RTCP技术的研究高伟强胡泽华庄朱协(广东工业大学机电工程学院，广东广州510006)摘要:在论述RTCP功能的基础上，推导了RTCP通用数学模型。针对B－C轴双回转工作台五轴数控机床的RTCP算法，开发了集成RTCP算法的五轴数控加工过程仿真软件，并使用该软件验证了算法的正确性。为开发具备RTCP功能的高档数控系统进行了探讨性的研究。关键词:RTCPT－FLEXCAD五轴数控仿真中图分类号:TG659文献标识码:AStudyonRTCPtechnologyof5－axislinkageCNCsystemGA

2、OWeiqiang，HUZehua，ZHUANGZhuxie(FacultyofElectromechanicalEngineering，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzhou510006，CHN)Abstract:ThefunctionofRTCPhasbeenstatedinthispaper，thegeneralmathematicalmodelofRTCPisde-rived．ToaimatthealgorithmofRTCPofB－Caixesdualrotaryworkin

3、gtable5－aixesCNCmachinetool，accuracyofalgorithmisverifiedwith5－AixesNCprocessingproceduresimulationsoftwarewhichwasdevelopedbyitself，withalgorithmofRTCPwasintegrated．ThepaperprovidesprimarystudyondevelopingtopqualityCNCsystemwhichisequippedwiththefunctionofRTCP．Keywo

4、rds:RTCP;T－FLEXCAD;Simulationof5－AixesCNCRTCP功能的五轴机床上正常运行。1五轴数控系统中的RTCP功能解决名义坐标系与编程坐标系偏值问题的常用的五轴数控加工技术是复杂工件加工的核心技术。方法有两种。传统的做法是在CAM软件的后置处理在五轴数控机床中，第一旋转轴和第二旋转轴(有的器中设置偏置值，通过后置处理算法消除偏置值的影文献中称为主动轴和依赖轴)的交点定义为名义坐标响，实际上是在软件中改变编程坐标系，使其与名义坐系的原点，名义坐标系中X、Y、Z三轴的方向参照机床标系重合。(如Cima

5、tronE8．5软件，该方法的流程图坐标系。当编程坐标系(CAD/CAM软件中选用的后如图2所示)。处理参考坐标系)与名义坐标系存在偏置值时(在双回转工作台五轴数控机床中，如图1所示，Z轴方向的偏置值为L)所生成的五轴联动数控程序难以在不带这种方法的缺点是:(1)在后置处理器中消除偏置值影响算法的实质是进行坐标变换。刀位文件进行坐标变换后，输出的数据不再以编程坐标系为基准，因此与编程坐标系中描述工件的数据不一致。不直观的数据不利于理解数控加工过程和编辑数控程序。(2)产生的数控程序针对性太强，工件安装位置改变(包含回转工作台的五

6、轴数控机床中)、刀具长度(包含摆*广东省科技计划项目(2009B050100002)，广州市科技计划项目(2007Z1－D6141)·66·动主轴的五轴数控机床中)的更改都要求回CAM软插补点坐标和方向矢量)，再将插补点位置转换为各件重新编程，反复编程更使加工效率大大降低。(3)控制轴的运动位置坐标。因此，每个插补周期中偏置如果能在数控系统的每个插补周期中消除偏置值的影值的旋转运动产生的影响，必须由X、Y、Z轴的直线运响，则在每行数控程序中消除偏置值的影响与该方法动补偿。把直线运动补偿量与X、Y、Z轴插补值合成，比较，误差较大。

7、才能得到控制轴的实际运动位置坐标。算法流程图如目前的做法是在数控系统中增加RTCP(Rotation图4所示。［1］ToolCenterPoint，绕刀具摆动中心点旋转)功能，使数控系统自动对旋转轴的运动进行实时线性补偿，工件安装位置改变或刀具长度更改时无需重新编程，只需要将编程坐标与名义坐标原点的偏置值(双转台型)或刀具旋转中心与刀尖点距离(双摆头型)输入到在CAM软件中，自动编程产生的数控程序是以编数控系统，就能确保刀具中心点始终位于编程轨迹上。程坐标系为基准的，而机床进行运动控制时，控制的是RTCP技术的优点是使数控机床使

8、用者阅读的仍然是名义坐标系。因此必须先把名义坐标系平移到编程坐工件安装位置未改变、刀具长度未更改以前的数控程标系中，设平移量为齐次坐标P=［X0Y0Z01］，其中序，因此能直观地观察和理解数控加工过程，使数控程X0、Y0、Z0用于描述编程坐标系相对于名义坐标系的