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· 66 · 五轴联动数控系统中 RTCP 技术的研究 * 高伟强 胡泽华 庄朱协 ( 广东工业大学机电工程学院，广东 广州 510006) 摘 要: 在论述 RTCP 功能的基础上，推导了 RTCP 通用数学模型。针对 B － C 轴双回转工作台五轴数控 机床的 RTCP 算法，开发了集成 RTCP 算法的五轴数控加工过程仿真软件，并使用该软件验证了算 法的正确性。为开发具备 RTCP 功能的高档数控系统进行了探讨性的研究。 关键词: RTCP T － FLEX CAD 五轴数控仿真 中图分类号: TG659 文献标识码: A Study on RTCP technology of 5 － axis linkage CNC system GAO Weiqiang，HU Zehua，ZHUANG Zhuxie ( Faculty of Electromechanical Engineering，Guangdong University of Technology，Guangzhou 510006，CHN) Abstract: The function of RTCP has been stated in this paper ，the general mathematical model of RTCP is de- rived． To aim at the algorithm of RTCP of B － C aixes dual rotary working table 5 － aixes CNC machine tool，accuracy of algorithm is verified with 5 － Aixes NC processing procedure simulation software which was developed by itself ，with algorithm of RTCP was integrated． The paper provides primary study on developing top quality CNC system which is equipped with the function of RTCP． Keywords: RTCP; T － FLEX CAD; Simulation of 5 － Aixes CNC 1 五轴数控系统中的 RTCP 功能 五轴数控加工技术是复杂工件加工的核心技术。 在五轴数控机床中，第一旋转轴和第二旋转轴( 有的 文献中称为主动轴和依赖轴) 的交点定义为名义坐标 系的原点，名义坐标系中 X、Y、Z 三轴的方向参照机床 坐标系。当编程坐标系( CAD /CAM 软件中选用的后 处理参考坐标系) 与名义坐标系存在偏置值时( 在双 回转工作台五轴数控机床中，如图 1 所示，Z 轴方向的 偏置值为L) 所生成的五轴联动数控程序难以在不带 RTCP 功能的五轴机床上正常运行。 解决名义坐标系与编程坐标系偏值问题的常用的 方法有两种。传统的做法是在 CAM 软件的后置处理 器中设置偏置值，通过后置处理算法消除偏置值的影 响，实际上是在软件中改变编程坐标系，使其与名义坐 标系重合。( 如 Cimatron E 8． 5 软件，该方法的流程图 如图 2 所示) 。 这种方法的缺点是: ( 1 ) 在后置处理器中消除偏 置值影响算法的实质是进行坐标变换。刀位文件进行 坐标变换后，输出的数据不再以编程坐标系为基准，因 此与编程坐标系中描述工件的数据不一致。不直观的 数据不利于理解数控加工过程和编辑数控程序。( 2 ) 产生的数控程序针对性太强，工件安装位置改变( 包 含回转工作台的五轴数控机床中) 、刀具长度( 包含摆 * 广东省科技计划项目( 2009B050100002) ，广州市科技计划项目( 2007Z1 － D6141) · 67 · 动主轴的五轴数控机床中) 的更改都要求回 CAM 软 件重新编程，反复编程更使加工效率大大降低。( 3 ) 如果能在数控系统的每个插补周期中消除偏置值的影 响，则在每行数控程序中消除偏置值的影响与该方法 比较，误差较大。 目前的做法是在数控系统中增加 RTCP ( Rotation Tool Center Point，绕刀具摆动中心点旋转) 功能［1］，使 数控系统自动对旋转轴的运动进行实时线性补偿，工 件安装位置改变或刀具长度更改时无需重新编程，只 需要将编程坐标与名义坐标原点的偏置值( 双转台 型) 或刀具旋转中心与刀尖点距离( 双摆头型) 输入到 数控系统，就能确保刀具中心点始终位于编程轨迹上。 RTCP 技术的优点是使数控机床使用者阅读的仍然是 工件安装位置未改变、刀具长度未更改以前的数控程 序