二手五轴数控机床的 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)。
三轴数控机床是用不到 RTCP 功能的,因为三轴机床不存在刀轴矢量的旋转问题。 而在五轴数控加工过程中,由于旋转轴的存在,RTCP 功能就变得尤为重要,具体可从插补误差和加工柔性上去考量。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。
RTCP应用场景:
刀头误差补偿:CAM后处理也能处理,但通常机床厂商没法精确测量,就算可以测量,针对同一机型,每个刀头误差都不一样,加工同一个工件,需要对每个机床出不同的G代码,不方便终端客户使用;
换刀不需要重出G代码:当加工中出现断刀,换刀后可能新刀和旧刀长度不同,此时不要另出G代码;
工件偏置补偿:以3C行业应用举例,由于每次夹具放在工作台上的工件不能保证一样,位置可能会有偏移,只有RTCP能进行补偿。
手动RTCP功能由R518、R519控制,相关功能解说如下:
R518是在手动操作线性轴时,用来选择坐标系的暂存器,设定值与对应的坐标系说明如下:
1.当R518=0时,手动移动线性轴,会根据机械坐标来移动
2.当R518=1时,手动移动线性轴,会根据程序坐标来移动
3.当R518=2时,手动移动线性轴,会根据刀具坐标来移动
R519是专门给五轴机手动功能使用的暂存器,当使用在非五轴机上时,没有任何效果。在使用五轴手动功能时,若R519=1,则开启RTCP的功能;若R519=0,则关闭RTCP功能。当RTCP功能启动后,手动操作旋转轴时,刀尖点的程序坐标固定不变,但刀具(或工作台)的姿态、方向会随着旋转轴转动而变动
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