多軸數控加工技術五軸RTCP編程控制及應用RTCP和RPCP的概念

RTCP補償控制的功能指令

五軸RTCP編程控制及應用

五軸機床RTCP參數標定與調整

RTCP（RotationalToolCenterPoint的簡稱，即旋轉刀軸中心控制），即基于刀軸旋轉中心的編程。RPCP（RotationalaroundpanCenterPoint的簡稱，即旋轉盤中心控制），即基于工件旋轉中心的編程。RTCP是現代五軸機床系統提供的一種基于旋轉軸隨動變化的3D刀長補償功能，需使用如G43.4Hxx指令格式來啟用。概念：RTCP

和RPCP

RTCP的基本概念RTCP功能的含義執行一條含旋轉軸角度變化的線性軌跡時，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刀長補償功能時，能確保刀尖軌跡為直線，而補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床擺長=樞軸中心-刀尖點程序控制的旋轉軸運動是繞旋轉軸心旋轉的含直線軸+旋轉軸運動的線性刀軌

RTCP自動補償的控制若要執行一個含直線軸+旋轉軸運動的線性刀軌，如:G01X_B_不啟用RTCP的樞軸點軌跡不啟用RTCP的刀位點軌跡為保證刀位點的線性運動，樞軸點軌跡：Z向有個DZ的補償移動，X向少走一個DX的移動，這就是RTCP啟用后的自動補償ΔX=L×sinβΔZ=L×sinβ×tanβRTCP補償實現的控制方法RTCP:是對因刀具主軸擺轉而實施由刀心點到樞軸旋轉中心的位置調整，由此進行三維補償換算的。主要用于擺頭式五軸機床。RPCP:是對因工作臺帶動工件擺轉而實施由刀心點到工作臺旋轉中心及刀具Z軸的位置調整，由此進行三維補償換算的。主要用于擺臺式五軸機床。為實現刀尖點按預定軌跡的行走，需計算刀長隨擺角變化的樞軸X/Y/Z位置調整，即三維刀長補償。若該X/Y/Z調整位置由CAM預計算得出且已呈現在輸出的NC程序中，這種電腦預補償的編程為非RTCP編程；若該X/Y/Z調整位置由機床系統實施RTCP補償換算實時得到，NC程序中僅給出RTCP相關補償功能的指令，則這種編程稱為RTCP編程。含直線+旋轉運動的線性刀軌適用于：不支持RTCP功能的老式五軸機床適用于：支持RTCP功能的現代五軸機床

RTCP補償控制的實現RTCP補償控制的啟用和取消開啟RTCP功能后，系統將對后續的直線運動和旋轉軸運動自動進行刀具旋轉中心或工作臺旋轉中心的補償運算。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補償算法啟用RTCP補償控制的功能指令線性插補編程示例由X0到X10銑削一條直線，同時刀軸方向由B0゜改變至B45゜%0001G54G90M03S2000G43.4H1指定旋轉軸角度編程方式，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B45゜Z5G0Z50G49M5M30啟用RTCP補償控制的功能指令基于RTCP的工作臺坐標系編程工作臺坐標系是指可以隨工作臺一起旋轉的坐標系，與工作臺固連在一起并隨著工作臺一起旋轉。通過M代碼可以切換到工作臺坐標系編程模式。M128開/M129關，在早期版本（如HNC808/818M系統）中使用，現已被G68.1/G68.2取代

RTCP控制的相關功能指令傾斜面的坐標定向在傾斜面上建立特性坐標系，通過基于特性坐標系的坐標變換，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單。

可在系統界面內建立特性坐標系，然后在程序中使用G68.1指令來選擇使用哪一個特性坐標系。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換計算關系。

系統中最多可設置16個特性坐標系實際可設置9個

RTCP控制的相關功能指令傾斜面加工方式一G68.1Qn

在系統界面內建立特性坐標系，然后在程序中使用G68.1指令來選擇使用哪一個特性坐標系。

G68.1Q_；

Q后指定要選擇的特性坐標系，其值范圍為1-9；

G69；取消當前選擇的特性坐標系。在傾斜面特性坐標系上可與平面上一樣編程，配合G53.1實施刀軸擺轉控制，使其刀軸方向總是垂直于加工面。特性坐標系的預置通過指定在工件坐標系中三個點構建

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

RTCP控制的相關功能指令法向進退刀控制G53.1/G53.2

HNC-848數控系統在通過G68.1使用特性坐標系的基礎上，可以指令G53.2來控制刀具軸擺動到與特性坐標系Z軸平行的方向，從而可實現法向進退刀控制。

RTCP控制的相關功能指令特性坐標系應用編程示例1當特性坐標系構建好后，在特性坐標系下加工一個圓%0003M03S2000G54G90G43.4H2指定旋轉軸角度編程方式，并啟用RTCP功能G68.1Q1選擇并啟用1#特性坐標系G53.2刀軸方向控制G00X0Y0Z50移到特性坐標系中指定點（0，0，50）

Z10刀具下移到Z10處G01X90Y50刀具移到圓弧起點上方

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

RTCP控制的相關功能指令傾斜面加工方式二（G68.2）在程序指令中給定旋轉變換關系的方法實現特性坐標系構建。格式：G68.2XxqYyqZzqIαJβKγ其中，xq、yq、zq為特性坐標系原點在WCS工件坐標系中的坐標，α、β、γ為按特定順序變換的歐拉角。α為進動角（EULPR），圍繞Z軸旋轉角度；β為盤轉角（EULNU），圍繞由進動角改變后的X軸旋轉的角度；γ為旋轉角（RULROT），

圍繞由盤轉角改變后的Z軸旋轉的角度。角度取值按逆正順負原則。

舉例：G68.2X-70Y-100Z20I120J-90K-90

進動變換

盤轉變換

旋轉變換

新原點

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

Z10刀具下移到Z10處G01X90Y50刀具移到圓弧起點上方

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

RTCP控制的相關功能指令AC雙擺臺機床RTCP結構參數的標定

先測定出參數數據，再設置到系統參數中。主要包括：C轉臺中心位置（X0Y0Z0)AC軸間偏置(YfZf)

RTCP結構參數標定與調整C轉臺中心位置（X0Y0)的測定使用尋邊器先后觸碰到C軸轉臺圓周表面的三個測點后，按“讀測量值”記錄下對應A、B、C三點的機床坐標值；按“坐標設定”軟鍵，則系統自動計算出圓心點的X0、Y0坐標并將結果設置到G54坐標系的X、Y數據中。調整A、C軸至0゜方位，使C轉臺置于水平位置；切換菜單“設置”→“工件測量”→“圓心測量”

RTCP結構參數標定與調整C轉臺中心位置Z0的測定工作臺水平并放置高50mm的Z軸設定器；移動Z，至主軸下端面與Z軸設定器的測頭面極限接觸。記錄此時的機床坐標Z值；按“增量輸入”鍵，輸入-50，則G54中的Z數據就是C轉臺中心的Z坐標Z0。C轉臺中心(X0Y0)的核準主軸上安裝檢棒，保持工作臺水平，調整移動至G54零點X0、Y0處；打表到檢棒柱面上，C軸旋轉，微調X、Y坐標，使C軸轉一圈百分表讀數在0.02mm以內；重新將當前坐標設置為G54的X0、Y0。

RTCP結構參數標定與調整AC能±90°時軸間偏置Yf

的測定測定算法原理：R+yf=Z1+R-yf則：Yf=Z1/2操作方法：假設A軸線與C轉臺上表面平齊，即zf=0，后續用標準球來校正；先轉A到-90°，在C軸轉臺外徑最高點打表，將Z軸相對清零；再轉A到+90°，在C軸轉臺外徑最高點打表，讀取Z軸的相對坐標值，記錄為Z1。

RTCP結構參數標定與調整AC有一個能到90°時yf

、zf的測定方法在項目二單元四已介紹。AC0-90°AC±90°AC±

a

°AC不能±90°時軸間偏置Yf

的測定測定算法原理：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A到0°，在C轉臺外徑X方向最高點打表，將X軸相對清零；先轉A到-a，X不動，移YZ在C轉臺邊緣點處打表，Z軸相對清零；再轉A到+

a

，X不動，移YZ在C轉臺邊緣點處打表，讀取Z軸的相對坐標值，記錄為Z1。

RTCP結構參數標定與調整數據測定好后，要將其填入下表對應的系統參數號中，才能完成RTCP標定。參數號參數含義參數設置備注040400刀具初始方向(X)0刀具初始方向與軸線平行時設為1040401刀具初始方向(Y)0040402刀具初始方向(Z)1040425轉臺結構類型AC定軸A在前，動軸C在后040426轉臺第一旋轉軸（A）方向矢量X-1轉臺定軸的軸線方向040427轉臺第一旋轉軸（A）方向矢量Y0040428轉臺第一旋轉軸（A）方向矢量Z0040429轉臺第二旋轉軸（C）方向矢量X0轉臺動軸的軸線方向040430轉臺第二旋轉軸（C）方向矢量Y0040431轉臺第二旋轉軸（C）方向矢量Z-1040432轉臺第一旋轉軸（A）偏移矢量X0定軸A相對于動軸C的偏移矢量040433轉臺第一旋轉軸（A）偏移矢量Yyf040434轉臺第一旋轉軸（A）偏