五轴联动加工中心操作与基础编程 第2版 课件 5.2五轴RTCP编程控制及应用

多轴数控加工技术五轴RTCP编程控制及应用RTCP和RPCP的概念

RTCP补偿控制的功能指令

五轴RTCP编程控制及应用

五轴机床RTCP参数标定与调整

RTCP（RotationalToolCenterPoint的简称，即旋转刀轴中心控制），即基于刀轴旋转中心的编程。RPCP（RotationalaroundpanCenterPoint的简称，即旋转盘中心控制），即基于工件旋转中心的编程。RTCP是现代五轴机床系统提供的一种基于旋转轴随动变化的3D刀长补偿功能，需使用如G43.4Hxx指令格式来启用。概念：RTCP

和RPCP

RTCP的基本概念RTCP功能的含义执行一条含旋转轴角度变化的线性轨迹时，不使用RTCP功能，则刀尖轨迹将为曲线，枢轴轨迹为直线使用自动刀长补偿功能时，能确保刀尖轨迹为直线，而补偿换算后的枢轴轨迹为曲线。这就是RTCP功能

RTCP功能的含义双摆头机床摆长=枢轴中心-刀尖点程序控制的旋转轴运动是绕旋转轴心旋转的含直线轴+旋转轴运动的线性刀轨

RTCP自动补偿的控制若要执行一个含直线轴+旋转轴运动的线性刀轨，如:G01X_B_不启用RTCP的枢轴点轨迹不启用RTCP的刀位点轨迹为保证刀位点的线性运动，枢轴点轨迹：Z向有个DZ的补偿移动，X向少走一个DX的移动，这就是RTCP启用后的自动补偿ΔX=L×sinβΔZ=L×sinβ×tanβRTCP补偿实现的控制方法RTCP:是对因刀具主轴摆转而实施由刀心点到枢轴旋转中心的位置调整，由此进行三维补偿换算的。主要用于摆头式五轴机床。RPCP:是对因工作台带动工件摆转而实施由刀心点到工作台旋转中心及刀具Z轴的位置调整，由此进行三维补偿换算的。主要用于摆台式五轴机床。为实现刀尖点按预定轨迹的行走，需计算刀长随摆角变化的枢轴X/Y/Z位置调整，即三维刀长补偿。若该X/Y/Z调整位置由CAM预计算得出且已呈现在输出的NC程序中，这种电脑预补偿的编程为非RTCP编程；若该X/Y/Z调整位置由机床系统实施RTCP补偿换算实时得到，NC程序中仅给出RTCP相关补偿功能的指令，则这种编程称为RTCP编程。含直线+旋转运动的线性刀轨适用于：不支持RTCP功能的老式五轴机床适用于：支持RTCP功能的现代五轴机床

RTCP补偿控制的实现RTCP补偿控制的启用和取消开启RTCP功能后，系统将对后续的直线运动和旋转轴运动自动进行刀具旋转中心或工作台旋转中心的补偿运算。其格式为：

G43.4/G43.5H_；启用RTCP(角度方式/矢量方式）G49； 取消退出RTCP补偿算法启用RTCP补偿控制的功能指令线性插补编程示例由X0到X10铣削一条直线，同时刀轴方向由B0゜改变至B45゜%0001G54G90M03S2000G43.4H1指定旋转轴角度编程方式，启用RTCPG0X0Y0Z5B0刀具定位到起始位置，刀轴平行于ZG1Z-1F100下刀切入G43.5切换为旋转轴矢量编程方式X10Y0I1K1铣削直线，I、K等比矢量为刀轴在XZ面内B45゜Z5G0Z50G49M5M30启用RTCP补偿控制的功能指令基于RTCP的工作台坐标系编程工作台坐标系是指可以随工作台一起旋转的坐标系，与工作台固连在一起并随着工作台一起旋转。通过M代码可以切换到工作台坐标系编程模式。M128开/M129关，在早期版本（如HNC808/818M系统）中使用，现已被G68.1/G68.2取代

RTCP控制的相关功能指令倾斜面的坐标定向在倾斜面上建立特性坐标系，通过基于特性坐标系的坐标变换，使得加工面总是垂直于刀具轴方向，斜面上的编程与平面上的编程同样简单。

可在系统界面内建立特性坐标系，然后在程序中使用G68.1指令来选择使用哪一个特性坐标系。也可采用G68.2XxqYyqZzqIαJβKγ按特定顺序变换的欧拉角由程序指定倾斜面转换计算关系。

系统中最多可设置16个特性坐标系实际可设置9个

RTCP控制的相关功能指令倾斜面加工方式一G68.1Qn

在系统界面内建立特性坐标系，然后在程序中使用G68.1指令来选择使用哪一个特性坐标系。

G68.1Q_；

Q后指定要选择的特性坐标系，其值范围为1-9；

G69；取消当前选择的特性坐标系。在倾斜面特性坐标系上可与平面上一样编程，配合G53.1实施刀轴摆转控制，使其刀轴方向总是垂直于加工面。特性坐标系的预置通过指定在工件坐标系中三个点构建

P1：特性坐标系零点P2：特性坐标系X轴正方向任意一点P3：特性坐标系XY平面一二象限任意一点

RTCP控制的相关功能指令法向进退刀控制G53.1/G53.2

HNC-848数控系统在通过G68.1使用特性坐标系的基础上，可以指令G53.2来控制刀具轴摆动到与特性坐标系Z轴平行的方向，从而可实现法向进退刀控制。

RTCP控制的相关功能指令特性坐标系应用编程示例1当特性坐标系构建好后，在特性坐标系下加工一个圆%0003M03S2000G54G90G43.4H2指定旋转轴角度编程方式，并启用RTCP功能G68.1Q1选择并启用1#特性坐标系G53.2刀轴方向控制G00X0Y0Z50移到特性坐标系中指定点（0，0，50）

Z10刀具下移到Z10处G01X90Y50刀具移到圆弧起点上方

Z3刀具下切到Z3处G91G02X0Y0I-30J0F500顺圆插补走半径R30的整圆G01Z10工进提刀到Z10处G00Z50快速提刀到Z50处G69取消并停用所选特性坐标系G49取消RTCP功能M05M30

RTCP控制的相关功能指令倾斜面加工方式二（G68.2）在程序指令中给定旋转变换关系的方法实现特性坐标系构建。格式：G68.2XxqYyqZzqIαJβKγ其中，xq、yq、zq为特性坐标系原点在WCS工件坐标系中的坐标，α、β、γ为按特定顺序变换的欧拉角。α为进动角（EULPR），围绕Z轴旋转角度；β为盘转角（EULNU），围绕由进动角改变后的X轴旋转的角度；γ为旋转角（RULROT），

围绕由盘转角改变后的Z轴旋转的角度。角度取值按逆正顺负原则。

举例：G68.2X-70Y-100Z20I120J-90K-90

进动变换

盘转变换

旋转变换

新原点

RTCP控制的相关功能指令特性坐标系应用编程示例2当特性坐标系构建好后，在特性坐标系下加工一个圆%0003M03S2000G54G90G43.4H2指定旋转轴角度编程方式，并启用RTCP功能G68.2X-70Y-100Z20I120J-90K-90选择并启用倾斜面特性坐标系G53.2刀轴方向控制G00X0Y0Z50移到特性坐标系中指定点（0，0，50）

Z10刀具下移到Z10处G01X90Y50刀具移到圆弧起点上方

Z3刀具下切到Z3处G91G02X0Y0I-30J0F500顺圆插补走半径R30的整圆G01Z10工进提刀到Z10处G00Z50快速提刀到Z50处G69取消并停用所选特性坐标系G49取消RTCP功能M05M30

RTCP控制的相关功能指令AC双摆台机床RTCP结构参数的标定

先测定出参数数据，再设置到系统参数中。主要包括：C转台中心位置（X0Y0Z0)AC轴间偏置(YfZf)

RTCP结构参数标定与调整C转台中心位置（X0Y0)的测定使用寻边器先后触碰到C轴转台圆周表面的三个测点后，按“读测量值”记录下对应A、B、C三点的机床坐标值；按“坐标设定”软键，则系统自动计算出圆心点的X0、Y0坐标并将结果设置到G54坐标系的X、Y数据中。调整A、C轴至0゜方位，使C转台置于水平位置；切换菜单“设置”→“工件测量”→“圆心测量”

RTCP结构参数标定与调整C转台中心位置Z0的测定工作台水平并放置高50mm的Z轴设定器；移动Z，至主轴下端面与Z轴设定器的测头面极限接触。记录此时的机床坐标Z值；按“增量输入”键，输入-50，则G54中的Z数据就是C转台中心的Z坐标Z0。C转台中心(X0Y0)的核准主轴上安装检棒，保持工作台水平，调整移动至G54零点X0、Y0处；打表到检棒柱面上，C轴旋转，微调X、Y坐标，使C轴转一圈百分表读数在0.02mm以内；重新将当前坐标设置为G54的X0、Y0。

RTCP结构参数标定与调整AC能±90°时轴间偏置Yf

的测定测定算法原理：R+yf=Z1+R-yf则：Yf=Z1/2操作方法：假设A轴线与C转台上表面平齐，即zf=0，后续用标准球来校正；先转A到-90°，在C轴转台外径最高点打表，将Z轴相对清零；再转A到+90°，在C轴转台外径最高点打表，读取Z轴的相对坐标值，记录为Z1。

RTCP结构参数标定与调整AC有一个能到90°时yf

、zf的测定方法在项目二单元四已介绍。AC0-90°AC±90°AC±

a

°AC不能±90°时轴间偏置Yf

的测定测定算法原理：Z1=(R+yf)×sina–(R-yf)×sina则：Yf=(Z1×sina)/2

a取A轴极限中的小值操作方法：先转A到0°，在C转台外径X方向最高点打表，将X轴相对清零；先转A到-a，X不动，移YZ在C转台边缘点处打表，Z轴相对清零；再转A到+

a

，X不动，移YZ在C转台边缘点处打表，读取Z轴的相对坐标值，记录为Z1。

RTCP结构参数标定与调整数据测定好后，要将其填入下表对应的系统参数号中，才能完成RTCP标定。参数号参数含义参数设置备注040400刀具初始方向(X)0刀具初始方向与轴线平行时设为1040401刀具初始方向(Y)0040402刀具初始方向(Z)1040425转台结构类型AC定轴A在前，动轴C在后040426转台第一旋转轴（A）方向矢量X-1转台定轴的轴线方向040427转台第一旋转轴（A）方向矢量Y0040428转台第一旋转轴（A）方向矢量Z0040429转台第二旋转轴（C）方向矢量X0转台动轴的轴线方向040430转台第二旋转轴（C）方向矢量Y0040431转台第二旋转轴（C）方向矢量Z-1040432转台第一旋转轴（A）偏移矢量X0定轴A相对于动轴C的偏移矢量040433转台第一旋转轴（A）偏移矢量Yyf040434转台第一旋转轴（A）偏