五軸聯(lián)動(dòng)加工中心操作與基礎(chǔ)編程 第2版 課件 5.2五軸RTCP編程控制及應(yīng)用

多軸數(shù)控加工技術(shù)五軸RTCP編程控制及應(yīng)用RTCP和RPCP的概念

RTCP補(bǔ)償控制的功能指令

五軸RTCP編程控制及應(yīng)用

五軸機(jī)床RTCP參數(shù)標(biāo)定與調(diào)整

RTCP（RotationalToolCenterPoint的簡(jiǎn)稱(chēng)，即旋轉(zhuǎn)刀軸中心控制），即基于刀軸旋轉(zhuǎn)中心的編程。RPCP（RotationalaroundpanCenterPoint的簡(jiǎn)稱(chēng)，即旋轉(zhuǎn)盤(pán)中心控制），即基于工件旋轉(zhuǎn)中心的編程。RTCP是現(xiàn)代五軸機(jī)床系統(tǒng)提供的一種基于旋轉(zhuǎn)軸隨動(dòng)變化的3D刀長(zhǎng)補(bǔ)償功能，需使用如G43.4Hxx指令格式來(lái)啟用。概念：RTCP

和RPCP

RTCP的基本概念RTCP功能的含義執(zhí)行一條含旋轉(zhuǎn)軸角度變化的線性軌跡時(shí)，不使用RTCP功能，則刀尖軌跡將為曲線，樞軸軌跡為直線使用自動(dòng)刀長(zhǎng)補(bǔ)償功能時(shí)，能確保刀尖軌跡為直線，而補(bǔ)償換算后的樞軸軌跡為曲線。這就是RTCP功能

RTCP功能的含義雙擺頭機(jī)床擺長(zhǎng)=樞軸中心-刀尖點(diǎn)程序控制的旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)是繞旋轉(zhuǎn)軸心旋轉(zhuǎn)的含直線軸+旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)的線性刀軌

RTCP自動(dòng)補(bǔ)償?shù)目刂迫粢獔?zhí)行一個(gè)含直線軸+旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)的線性刀軌，如:G01X_B_不啟用RTCP的樞軸點(diǎn)軌跡不啟用RTCP的刀位點(diǎn)軌跡為保證刀位點(diǎn)的線性運(yùn)動(dòng)，樞軸點(diǎn)軌跡：Z向有個(gè)DZ的補(bǔ)償移動(dòng)，X向少走一個(gè)DX的移動(dòng)，這就是RTCP啟用后的自動(dòng)補(bǔ)償ΔX=L×sinβΔZ=L×sinβ×tanβRTCP補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)的控制方法RTCP:是對(duì)因刀具主軸擺轉(zhuǎn)而實(shí)施由刀心點(diǎn)到樞軸旋轉(zhuǎn)中心的位置調(diào)整，由此進(jìn)行三維補(bǔ)償換算的。主要用于擺頭式五軸機(jī)床。RPCP:是對(duì)因工作臺(tái)帶動(dòng)工件擺轉(zhuǎn)而實(shí)施由刀心點(diǎn)到工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)中心及刀具Z軸的位置調(diào)整，由此進(jìn)行三維補(bǔ)償換算的。主要用于擺臺(tái)式五軸機(jī)床。為實(shí)現(xiàn)刀尖點(diǎn)按預(yù)定軌跡的行走，需計(jì)算刀長(zhǎng)隨擺角變化的樞軸X/Y/Z位置調(diào)整，即三維刀長(zhǎng)補(bǔ)償。若該X/Y/Z調(diào)整位置由CAM預(yù)計(jì)算得出且已呈現(xiàn)在輸出的NC程序中，這種電腦預(yù)補(bǔ)償?shù)木幊虨榉荝TCP編程；若該X/Y/Z調(diào)整位置由機(jī)床系統(tǒng)實(shí)施RTCP補(bǔ)償換算實(shí)時(shí)得到，NC程序中僅給出RTCP相關(guān)補(bǔ)償功能的指令，則這種編程稱(chēng)為RTCP編程。含直線+旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的線性刀軌適用于：不支持RTCP功能的老式五軸機(jī)床適用于：支持RTCP功能的現(xiàn)代五軸機(jī)床

RTCP補(bǔ)償控制的實(shí)現(xiàn)RTCP補(bǔ)償控制的啟用和取消開(kāi)啟RTCP功能后，系統(tǒng)將對(duì)后續(xù)的直線運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動(dòng)自動(dòng)進(jìn)行刀具旋轉(zhuǎn)中心或工作臺(tái)旋轉(zhuǎn)中心的補(bǔ)償運(yùn)算。其格式為：

G43.4/G43.5H_；啟用RTCP(角度方式/矢量方式）G49； 取消退出RTCP補(bǔ)償算法啟用RTCP補(bǔ)償控制的功能指令線性插補(bǔ)編程示例由X0到X10銑削一條直線，同時(shí)刀軸方向由B0゜改變至B45゜%0001G54G90M03S2000G43.4H1指定旋轉(zhuǎn)軸角度編程方式，啟用RTCPG0X0Y0Z5B0刀具定位到起始位置，刀軸平行于ZG1Z-1F100下刀切入G43.5切換為旋轉(zhuǎn)軸矢量編程方式X10Y0I1K1銑削直線，I、K等比矢量為刀軸在XZ面內(nèi)B45゜Z5G0Z50G49M5M30啟用RTCP補(bǔ)償控制的功能指令基于RTCP的工作臺(tái)坐標(biāo)系編程工作臺(tái)坐標(biāo)系是指可以隨工作臺(tái)一起旋轉(zhuǎn)的坐標(biāo)系，與工作臺(tái)固連在一起并隨著工作臺(tái)一起旋轉(zhuǎn)。通過(guò)M代碼可以切換到工作臺(tái)坐標(biāo)系編程模式。M128開(kāi)/M129關(guān)，在早期版本（如HNC808/818M系統(tǒng)）中使用，現(xiàn)已被G68.1/G68.2取代

RTCP控制的相關(guān)功能指令傾斜面的坐標(biāo)定向在傾斜面上建立特性坐標(biāo)系，通過(guò)基于特性坐標(biāo)系的坐標(biāo)變換，使得加工面總是垂直于刀具軸方向，斜面上的編程與平面上的編程同樣簡(jiǎn)單。

可在系統(tǒng)界面內(nèi)建立特性坐標(biāo)系，然后在程序中使用G68.1指令來(lái)選擇使用哪一個(gè)特性坐標(biāo)系。也可采用G68.2XxqYyqZzqIαJβKγ按特定順序變換的歐拉角由程序指定傾斜面轉(zhuǎn)換計(jì)算關(guān)系。

系統(tǒng)中最多可設(shè)置16個(gè)特性坐標(biāo)系實(shí)際可設(shè)置9個(gè)

RTCP控制的相關(guān)功能指令傾斜面加工方式一G68.1Qn

在系統(tǒng)界面內(nèi)建立特性坐標(biāo)系，然后在程序中使用G68.1指令來(lái)選擇使用哪一個(gè)特性坐標(biāo)系。

G68.1Q_；

Q后指定要選擇的特性坐標(biāo)系，其值范圍為1-9；

G69；取消當(dāng)前選擇的特性坐標(biāo)系。在傾斜面特性坐標(biāo)系上可與平面上一樣編程，配合G53.1實(shí)施刀軸擺轉(zhuǎn)控制，使其刀軸方向總是垂直于加工面。特性坐標(biāo)系的預(yù)置通過(guò)指定在工件坐標(biāo)系中三個(gè)點(diǎn)構(gòu)建

P1：特性坐標(biāo)系零點(diǎn)P2：特性坐標(biāo)系X軸正方向任意一點(diǎn)P3：特性坐標(biāo)系XY平面一二象限任意一點(diǎn)

RTCP控制的相關(guān)功能指令法向進(jìn)退刀控制G53.1/G53.2

HNC-848數(shù)控系統(tǒng)在通過(guò)G68.1使用特性坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上，可以指令G53.2來(lái)控制刀具軸擺動(dòng)到與特性坐標(biāo)系Z軸平行的方向，從而可實(shí)現(xiàn)法向進(jìn)退刀控制。

RTCP控制的相關(guān)功能指令特性坐標(biāo)系應(yīng)用編程示例1當(dāng)特性坐標(biāo)系構(gòu)建好后，在特性坐標(biāo)系下加工一個(gè)圓%0003M03S2000G54G90G43.4H2指定旋轉(zhuǎn)軸角度編程方式，并啟用RTCP功能G68.1Q1選擇并啟用1#特性坐標(biāo)系G53.2刀軸方向控制G00X0Y0Z50移到特性坐標(biāo)系中指定點(diǎn)（0，0，50）

Z10刀具下移到Z10處G01X90Y50刀具移到圓弧起點(diǎn)上方

Z3刀具下切到Z3處G91G02X0Y0I-30J0F500順圓插補(bǔ)走半徑R30的整圓G01Z10工進(jìn)提刀到Z10處G00Z50快速提刀到Z50處G69取消并停用所選特性坐標(biāo)系G49取消RTCP功能M05M30

RTCP控制的相關(guān)功能指令傾斜面加工方式二（G68.2）在程序指令中給定旋轉(zhuǎn)變換關(guān)系的方法實(shí)現(xiàn)特性坐標(biāo)系構(gòu)建。格式：G68.2XxqYyqZzqIαJβKγ其中，xq、yq、zq為特性坐標(biāo)系原點(diǎn)在WCS工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，α、β、γ為按特定順序變換的歐拉角。α為進(jìn)動(dòng)角（EULPR），圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)角度；β為盤(pán)轉(zhuǎn)角（EULNU），圍繞由進(jìn)動(dòng)角改變后的X軸旋轉(zhuǎn)的角度；γ為旋轉(zhuǎn)角（RULROT），

圍繞由盤(pán)轉(zhuǎn)角改變后的Z軸旋轉(zhuǎn)的角度。角度取值按逆正順負(fù)原則。

舉例：G68.2X-70Y-100Z20I120J-90K-90

進(jìn)動(dòng)變換

盤(pán)轉(zhuǎn)變換

旋轉(zhuǎn)變換

新原點(diǎn)

RTCP控制的相關(guān)功能指令特性坐標(biāo)系應(yīng)用編程示例2當(dāng)特性坐標(biāo)系構(gòu)建好后，在特性坐標(biāo)系下加工一個(gè)圓%0003M03S2000G54G90G43.4H2指定旋轉(zhuǎn)軸角度編程方式，并啟用RTCP功能G68.2X-70Y-100Z20I120J-90K-90選擇并啟用傾斜面特性坐標(biāo)系G53.2刀軸方向控制G00X0Y0Z50移到特性坐標(biāo)系中指定點(diǎn)（0，0，50）

Z10刀具下移到Z10處G01X90Y50刀具移到圓弧起點(diǎn)上方

Z3刀具下切到Z3處G91G02X0Y0I-30J0F500順圓插補(bǔ)走半徑R30的整圓G01Z10工進(jìn)提刀到Z10處G00Z50快速提刀到Z50處G69取消并停用所選特性坐標(biāo)系G49取消RTCP功能M05M30

RTCP控制的相關(guān)功能指令A(yù)C雙擺臺(tái)機(jī)床RTCP結(jié)構(gòu)參數(shù)的標(biāo)定

先測(cè)定出參數(shù)數(shù)據(jù)，再設(shè)置到系統(tǒng)參數(shù)中。主要包括：C轉(zhuǎn)臺(tái)中心位置（X0Y0Z0)AC軸間偏置(YfZf)

RTCP結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定與調(diào)整C轉(zhuǎn)臺(tái)中心位置（X0Y0)的測(cè)定使用尋邊器先后觸碰到C軸轉(zhuǎn)臺(tái)圓周表面的三個(gè)測(cè)點(diǎn)后，按“讀測(cè)量值”記錄下對(duì)應(yīng)A、B、C三點(diǎn)的機(jī)床坐標(biāo)值；按“坐標(biāo)設(shè)定”軟鍵，則系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出圓心點(diǎn)的X0、Y0坐標(biāo)并將結(jié)果設(shè)置到G54坐標(biāo)系的X、Y數(shù)據(jù)中。調(diào)整A、C軸至0゜方位，使C轉(zhuǎn)臺(tái)置于水平位置；切換菜單“設(shè)置”→“工件測(cè)量”→“圓心測(cè)量”

RTCP結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定與調(diào)整C轉(zhuǎn)臺(tái)中心位置Z0的測(cè)定工作臺(tái)水平并放置高50mm的Z軸設(shè)定器；移動(dòng)Z，至主軸下端面與Z軸設(shè)定器的測(cè)頭面極限接觸。記錄此時(shí)的機(jī)床坐標(biāo)Z值；按“增量輸入”鍵，輸入-50，則G54中的Z數(shù)據(jù)就是C轉(zhuǎn)臺(tái)中心的Z坐標(biāo)Z0。C轉(zhuǎn)臺(tái)中心(X0Y0)的核準(zhǔn)主軸上安裝檢棒，保持工作臺(tái)水平，調(diào)整移動(dòng)至G54零點(diǎn)X0、Y0處；打表到檢棒柱面上，C軸旋轉(zhuǎn)，微調(diào)X、Y坐標(biāo)，使C軸轉(zhuǎn)一圈百分表讀數(shù)在0.02mm以?xún)?nèi)；重新將當(dāng)前坐標(biāo)設(shè)置為G54的X0、Y0。

RTCP結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定與調(diào)整AC能±90°時(shí)軸間偏置Yf

的測(cè)定測(cè)定算法原理：R+yf=Z1+R-yf則：Yf=Z1/2操作方法：假設(shè)A軸線與C轉(zhuǎn)臺(tái)上表面平齊，即zf=0，后續(xù)用標(biāo)準(zhǔn)球來(lái)校正；先轉(zhuǎn)A到-90°，在C軸轉(zhuǎn)臺(tái)外徑最高點(diǎn)打表，將Z軸相對(duì)清零；再轉(zhuǎn)A到+90°，在C軸轉(zhuǎn)臺(tái)外徑最高點(diǎn)打表，讀取Z軸的相對(duì)坐標(biāo)值，記錄為Z1。

RTCP結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定與調(diào)整AC有一個(gè)能到90°時(shí)yf

、zf的測(cè)定方法在項(xiàng)目二單元四已介紹。AC0-90°AC±90°AC±

a

°AC不能±90°時(shí)軸間偏置Yf

的測(cè)定測(cè)定算法原理：Z1=(R+yf)×sina–(R-yf)×sina則：Yf=(Z1×sina)/2

a取A軸極限中的小值操作方法：先轉(zhuǎn)A到0°，在C轉(zhuǎn)臺(tái)外徑X方向最高點(diǎn)打表，將X軸相對(duì)清零；先轉(zhuǎn)A到-a，X不動(dòng)，移YZ在C轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣點(diǎn)處打表，Z軸相對(duì)清零；再轉(zhuǎn)A到+

a

，X不動(dòng)，移YZ在C轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣點(diǎn)處打表，讀取Z軸的相對(duì)坐標(biāo)值，記錄為Z1。

RTCP結(jié)構(gòu)參數(shù)標(biāo)定與調(diào)整數(shù)據(jù)測(cè)定好后，要將其填入下表對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)號(hào)中，才能完成RTCP標(biāo)定。參數(shù)號(hào)參數(shù)含義參數(shù)設(shè)置備注040400刀具初始方向(X)0刀具初始方向與軸線平行時(shí)設(shè)為1040401刀具初始方向(Y)0040402刀具初始方向(Z)1040425轉(zhuǎn)臺(tái)結(jié)構(gòu)類(lèi)型AC定軸A在前，動(dòng)軸C在后040426轉(zhuǎn)臺(tái)第一旋轉(zhuǎn)軸（A）方向矢量X-1轉(zhuǎn)臺(tái)定軸的軸線方向040427轉(zhuǎn)臺(tái)第一旋轉(zhuǎn)軸（A）方向矢量Y0040428轉(zhuǎn)臺(tái)第一旋轉(zhuǎn)軸（A）方向矢量Z0040429轉(zhuǎn)臺(tái)第二旋轉(zhuǎn)軸（C）方向矢量X0轉(zhuǎn)臺(tái)動(dòng)軸的軸線方向040430轉(zhuǎn)臺(tái)第二旋轉(zhuǎn)軸（C）方向矢量Y0040431轉(zhuǎn)臺(tái)第二旋轉(zhuǎn)軸（C）方向矢量Z-1040432轉(zhuǎn)臺(tái)第一旋轉(zhuǎn)軸（A）偏移矢量X0定軸A相對(duì)于動(dòng)軸C的偏移矢量040433轉(zhuǎn)臺(tái)第一旋轉(zhuǎn)軸（A）偏移矢量Yyf040434轉(zhuǎn)臺(tái)第一旋轉(zhuǎn)軸（A）偏