五軸聯動數控系統 RTCP 技術？

五軸聯動機床可以應用于復雜曲面的加工、具有大的材料去除率及消除加工,干涉等優點,在航空航天、船舶、汽車制造等國家重點行業都有廣泛的應用。五軸聯動數控系統由于增加了兩個旋轉軸,通過進行刀具軸線的控制,有利于刀具保持最佳的切削狀態及有效避免加工干涉,實現復合加工等。因此,五軸數控系統增加了許多功能,如三維空間刀具半徑補償功能、三維曲線的樣條插補功能、五軸機床刀具旋轉中心編程功能(RTCP功能)等。由于數控系統作為數控機床的核心功能部件對于數控機床的整機功能及性能具有至關重要的作用，提高我國的五軸加工技術水平勢在必行。

一、五軸 RTCP功能

在三軸銑削加工時,由于沒有旋轉軸運動,刀具中心點軌跡與刀控點軌跡是等距線,不存在非線性誤差的補償問題,但在五軸加工時,由于刀具中心點與刀控點存在距離偏移,刀具的旋轉運動引起刀具中心的附加移動即產生非線性誤差，當刀具中心點進行直線運動時,刀控點以曲線形式的軌跡運動,采用 RTCP 功能可以直接編程刀具中心點的軌跡,使得數控程序獨立于具體的機床結構,數控系統會自動計算并保持刀具中心總始終在編程軌跡上，由旋轉軸運動引起的非線性誤差都會被位移軸的運動所補償,從而滿足加工要求。

二、實現RTCP功能的主要技術難點

1.由于受到旋轉運動的影響,引起五軸聯動機床各軸實際運動偏離編程直線，產生非線性誤差。因此如何有效控制該誤差以保證刀具中心點在插補過程中始終處在編程軌跡上是實現 RTCP功能的關鍵問題之一。

2.此外,實現各插補軸的速度控制也是 RTCP功能開發的關鍵技術,由于在加減速規劃時,為了提高工件的表面加工質量,需要刀具中心點速度滿足連續性要求,同時保證各軸的速度及加速度滿足機床的加減速要求,因此有必要進行基于前瞻算法的各軸速度控制算法，以減小機床加工的振動,提高機床加工的平穩性。

3.再者,由于 RTCP算法基于工件坐標系編程,導致其實現與機床結構相關，需要按各種不同機床結構情況分別進行處理，造成數控系統運動學模塊復雜、繁瑣。

三、晨燦機械五軸聯動數控系統RTCP功能

我司所有的五軸加工中心都配備了各種五軸運動控制系統選項，安裝在獨立柜體或懸臂控制箱上。利用旋轉軸角度細分技術減小了旋轉軸旋轉引起的非線性加工誤差,利用參數配置實現同一加工程序在不同結構形式的五軸機床上進行加工,并且基于在每一插補步長內進行非線性誤差的控制,滿足 RTCP算法的實時性。采用 RTCP 算法對各軸速度進行光滑處理,可減小機床的振動，更有助于提高工件加工的精度及效率。確保刀具中心點和刀具與工件表面的實際接觸點不變，即使在復雜的五軸運動中也能保持精確的加工路徑。這一功能使得數控系統能夠自動修正控制點，以保證刀尖點按指令既定軌跡運動。