五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng) RTCP 技術(shù)？

五軸聯(lián)動機(jī)床可以應(yīng)用于復(fù)雜曲面的加工、具有大的材料去除率及消除加工,干涉等優(yōu)點(diǎn),在航空航天、船舶、汽車制造等國家重點(diǎn)行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)由于增加了兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸,通過進(jìn)行刀具軸線的控制,有利于刀具保持最佳的切削狀態(tài)及有效避免加工干涉,實(shí)現(xiàn)復(fù)合加工等。因此,五軸數(shù)控系統(tǒng)增加了許多功能,如三維空間刀具半徑補(bǔ)償功能、三維曲線的樣條插補(bǔ)功能、五軸機(jī)床刀具旋轉(zhuǎn)中心編程功能(RTCP功能)等。由于數(shù)控系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床的核心功能部件對于數(shù)控機(jī)床的整機(jī)功能及性能具有至關(guān)重要的作用，提高我國的五軸加工技術(shù)水平勢在必行。

一、五軸 RTCP功能

在三軸銑削加工時(shí),由于沒有旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動,刀具中心點(diǎn)軌跡與刀控點(diǎn)軌跡是等距線,不存在非線性誤差的補(bǔ)償問題,但在五軸加工時(shí),由于刀具中心點(diǎn)與刀控點(diǎn)存在距離偏移,刀具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動引起刀具中心的附加移動即產(chǎn)生非線性誤差，當(dāng)?shù)毒咧行狞c(diǎn)進(jìn)行直線運(yùn)動時(shí),刀控點(diǎn)以曲線形式的軌跡運(yùn)動,采用 RTCP 功能可以直接編程刀具中心點(diǎn)的軌跡,使得數(shù)控程序獨(dú)立于具體的機(jī)床結(jié)構(gòu),數(shù)控系統(tǒng)會自動計(jì)算并保持刀具中心總始終在編程軌跡上，由旋轉(zhuǎn)軸運(yùn)動引起的非線性誤差都會被位移軸的運(yùn)動所補(bǔ)償,從而滿足加工要求。

二、實(shí)現(xiàn)RTCP功能的主要技術(shù)難點(diǎn)

1.由于受到旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的影響,引起五軸聯(lián)動機(jī)床各軸實(shí)際運(yùn)動偏離編程直線，產(chǎn)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(diǎn)在插補(bǔ)過程中始終處在編程軌跡上是實(shí)現(xiàn) RTCP功能的關(guān)鍵問題之一。

2.此外,實(shí)現(xiàn)各插補(bǔ)軸的速度控制也是 RTCP功能開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù),由于在加減速規(guī)劃時(shí),為了提高工件的表面加工質(zhì)量,需要刀具中心點(diǎn)速度滿足連續(xù)性要求,同時(shí)保證各軸的速度及加速度滿足機(jī)床的加減速要求,因此有必要進(jìn)行基于前瞻算法的各軸速度控制算法，以減小機(jī)床加工的振動,提高機(jī)床加工的平穩(wěn)性。

3.再者,由于 RTCP算法基于工件坐標(biāo)系編程,導(dǎo)致其實(shí)現(xiàn)與機(jī)床結(jié)構(gòu)相關(guān)，需要按各種不同機(jī)床結(jié)構(gòu)情況分別進(jìn)行處理，造成數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)模塊復(fù)雜、繁瑣。

三、晨燦機(jī)械五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)RTCP功能

我司所有的五軸加工中心都配備了各種五軸運(yùn)動控制系統(tǒng)選項(xiàng)，安裝在獨(dú)立柜體或懸臂控制箱上。利用旋轉(zhuǎn)軸角度細(xì)分技術(shù)減小了旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)引起的非線性加工誤差,利用參數(shù)配置實(shí)現(xiàn)同一加工程序在不同結(jié)構(gòu)形式的五軸機(jī)床上進(jìn)行加工,并且基于在每一插補(bǔ)步長內(nèi)進(jìn)行非線性誤差的控制,滿足 RTCP算法的實(shí)時(shí)性。采用 RTCP 算法對各軸速度進(jìn)行光滑處理,可減小機(jī)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(diǎn)和刀具與工件表面的實(shí)際接觸點(diǎn)不變，即使在復(fù)雜的五軸運(yùn)動中也能保持精確的加工路徑。這一功能使得數(shù)控系統(tǒng)能夠自動修正控制點(diǎn)，以保證刀尖點(diǎn)按指令既定軌跡運(yùn)動。