五轴联动数控系统 RTCP 技术？

五轴联动机床可以应用于复杂曲面的加工、具有大的材料去除率及消除加工,干涉等优点,在航空航天、船舶、汽车制造等国家重点行业都有广泛的应用。五轴联动数控系统由于增加了两个旋转轴,通过进行刀具轴线的控制,有利于刀具保持最佳的切削状态及有效避免加工干涉,实现复合加工等。因此,五轴数控系统增加了许多功能,如三维空间刀具半径补偿功能、三维曲线的样条插补功能、五轴机床刀具旋转中心编程功能(RTCP功能)等。由于数控系统作为数控机床的核心功能部件对于数控机床的整机功能及性能具有至关重要的作用，提高我国的五轴加工技术水平势在必行。

一、五轴 RTCP功能

在三轴铣削加工时,由于没有旋转轴运动,刀具中心点轨迹与刀控点轨迹是等距线,不存在非线性误差的补偿问题,但在五轴加工时,由于刀具中心点与刀控点存在距离偏移,刀具的旋转运动引起刀具中心的附加移动即产生非线性误差，当刀具中心点进行直线运动时,刀控点以曲线形式的轨迹运动,采用 RTCP 功能可以直接编程刀具中心点的轨迹,使得数控程序独立于具体的机床结构,数控系统会自动计算并保持刀具中心总始终在编程轨迹上，由旋转轴运动引起的非线性误差都会被位移轴的运动所补偿,从而满足加工要求。

二、实现RTCP功能的主要技术难点

1.由于受到旋转运动的影响,引起五轴联动机床各轴实际运动偏离编程直线，产生非线性误差。因此如何有效控制该误差以保证刀具中心点在插补过程中始终处在编程轨迹上是实现 RTCP功能的关键问题之一。

2.此外,实现各插补轴的速度控制也是 RTCP功能开发的关键技术,由于在加减速规划时,为了提高工件的表面加工质量,需要刀具中心点速度满足连续性要求,同时保证各轴的速度及加速度满足机床的加减速要求,因此有必要进行基于前瞻算法的各轴速度控制算法，以减小机床加工的振动,提高机床加工的平稳性。

3.再者,由于 RTCP算法基于工件坐标系编程,导致其实现与机床结构相关，需要按各种不同机床结构情况分别进行处理，造成数控系统运动学模块复杂、繁琐。

三、晨灿机械五轴联动数控系统RTCP功能

我司所有的五轴加工中心都配备了各种五轴运动控制系统选项，安装在独立柜体或悬臂控制箱上。利用旋转轴角度细分技术减小了旋转轴旋转引起的非线性加工误差,利用参数配置实现同一加工程序在不同结构形式的五轴机床上进行加工,并且基于在每一插补步长内进行非线性误差的控制,满足 RTCP算法的实时性。采用 RTCP 算法对各轴速度进行光滑处理,可减小机床的振动，更有助于提高工件加工的精度及效率。确保刀具中心点和刀具与工件表面的实际接触点不变，即使在复杂的五轴运动中也能保持精确的加工路径。这一功能使得数控系统能够自动修正控制点，以保证刀尖点按指令既定轨迹运动。