五轴数据机床的 RTCP 功能的全称是“Rotation Tool Center Point”,字面意思即“旋转刀具中心点”功能,可以解释为“围绕刀具中心点旋转”功能,所以有的地方也把全称写为 “Rotating around Tool Center Point”,主要是因为该命名源自于意大利的 Fidia 公司,所以对应的英文翻译会有一些不一致的情况,但内涵是相同的。另外,该功能也有一些其他称呼,例如 TCPC(Tool Center Point Control)。
插补误差数控机床的数控系统在处理各个轴的运动时,是以脉冲当量为单位的(mm/pulse),一个脉冲其实就对应于一个最小位移量。在轴的运动过程中,数控装置在线段或圆弧的起点和终点坐标值之间进行
“数据点的密化”,将各个轴的运动坐标依据最小位移量分割成一系列的中间点,然后据此向各轴输出脉冲,保证加工出需要的直线或圆弧轮廓,完成对工件的成型加工。这里提到的“数据点的密化”就是所谓
“插补”。但是控制多轴联动时一般会采用线性插补,那么如果期望轨迹不是简单的直线,在期望轨迹和插补得到的实际运动轨迹之间就不可避免地会存在误差,下面展示了不带 RTCP 功能的五轴加工与带有
RTCP 功能的五轴加工之间插补误差的区别。从 RTCP 这个名字就可以看出,开启了该功能的数控系统将以刀具的中心点作为插补对象。而如果没有这个功能,数控系统则以机床的各个轴(包含直线轴和旋转轴)
作为插补对象PsP_sP_s 、 PeP_eP_e 分别为加工过程中的两个相邻的离散刀位点(即起始刀位点,和终止刀位点),现在期望的刀具插补运动轨迹为直线 PsPeP_sP_eP_sP_e,同时又希望刀轴在两个刀位点之间旋转一个角度。
如果不采用 RTCP 功能,如图 111 所示,那么插补运算的对象是旋转轴心点 PoP^oP^o ,也称(Pivot)。数控系统将根据各轴的运动坐标进行相应的插补,然后数控系统就会驱动直线轴使旋转轴心点从
PsoP_s^oP_s^o点 沿着直线运动到 PeoP_e^oP_e^o 点,同时驱动旋转轴运动到刀轴矢量所指定的角度,也就是说,直线轴和旋转轴在两个刀位点之间是分别进行插补的。图中的实线就是刀位点的实际插补轨
迹。刀位点的期望插补轨迹和实际插补轨迹之间的差值就是加工过程中的非线性误差。如果采用 RTCP 功能,如图 222 所示,此时插补运算的对象是刀具中点PPP,也称 TCP(Tool Center Point),那么系统就
要通过计算优先保证刀具中心点的线性插补,而各个其他的轴则需要为完成这项任务配合刀具中心点做一些列的补偿运动,最终同时实现刀具中心点的直线运动及刀轴矢量的改变,有效地降低了加工过程中的非
线性误差。加工柔性加工柔性则是更为直观的优势,因为其直接影响到工艺编程人员和机床操作人员的工作强度与难度。这一点在上面的视频中有对比演示。对于带有 RTCP 功能的五轴机床。由于其数控系统具
有依据刀尖点位置反求各个轴的运动坐标的功能,所以可以通过数控系统的操作面板直接板调用实际所用刀具的刀补信息,对于某一道加工工艺,只需要用同样的一段代码就可以实现在某一台机床上的加工,而
不需要考虑改变刀具、工件的安装配置对加工结果的影响。即时换了虎钳,调整了工件位置,需要做的也仅仅是重新对一次刀而已。而非 RTCP 的算法要求机床的转轴中心到刀具中心点的距离必须等于CAM软件
建模及刀路生成时所考虑的刀具长度补偿数值,因为这种情况下,各个轴坐标值的计算完全是在CAM软件的后处理中完成的,所以任何修改都要求重新生成程序。