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五轴加工的RTCP技术【原创+整理】 gongkong网 运控论坛 波恩 一点儿背景 十数年前，一汽为模具加工招标五轴机床，据说当时去了不少国际大牌厂商，招标现场有外商提出他们的产品好，有RTCP功能，在坐的国内厂商和业内专家一时语塞，几乎无人知晓RTCP为何方神圣，最后还是国内最早从事数控研究的某高校知名教授现场指点迷津，才为国内业界挽回局面。但一直到十几年之后的“十一五”数控重大专项出台前后，RTCP概念才开始得到国内数控业界和学界的广泛关注。 差不多两年，一业内企业在媒体上高调宣称其具有自主知识产权的高端数控系统具有RTCP和极高段数的前瞻功能，问及RTCP和前瞻的精髓是什么时，也就噤声不语了，不知是不愿说，还是没法说。 今年年底“十一五”数控重大专项的高端数控系统的五家中标企业：华中、广数、高精（蓝天）、航天、光洋都将进行项目验收，届时RTCP将不可避免地称为验收的焦点之一，八仙过海，各显神通，验收原则上不会不过，但实效如何，国产的RTCP能否稳健走向市场，并为用户创造价值，大家仍需拭目以待。 个人对RTCP的理解 一台数控机床有五个联动轴并不能就此简单地称之为五轴机床，同样，一套数控系统能控五个轴，也不能就此声称为五轴数控系统，判断一台数控机床是不是五轴机床，一套数控系统是不是真正的五轴系统，首先必须看其是否具备RTCP功能，Fidia的RTCP是“Rotational Tool Center Point”的缩写，字面意思是“旋转刀具中心”，业内往往会稍加转义为“围绕刀具中心转”，也有一些人直译为“旋转刀具中心编程”，其实这只是RTCP的结果。PA的RTCP则是“Real-time Tool Center Point rotation”前几个单词的缩写。海德汉则将类似的所谓升级技术称为TCPM，即“Tool Centre Point Management”的缩写，刀具中心点管理。还有的厂家则称类似技术为TCPC，即“Tool Center Point Control”的缩写，刀具中心点控制。 从Fidia的RTCP的字面含义看，假设以手动方式定点执行RTCP功能，刀具中心点和刀具与工件表面的实际接触点将维持不变，此时刀具中心点落在刀具与工件表面实际接触点处的法线上，而刀柄将围绕刀具中心点旋转，对于球头刀而言，刀具中心点就是数控代码的目标轨迹点。为了达到让刀柄在执行RTCP功能时能够单纯地围绕目标轨迹点（即刀具中心点）旋转的目的，就必须实时补偿由于刀柄转动所造成的刀具中心点各直线坐标的偏移，这样才能够在保持刀具中心点以及刀具和工件表面实际实际接触点不变的情况，改变刀柄与刀具和工件表面实际接触点处的法线之间的夹角，起到发挥球头刀的最佳切削效率，并有效避让干涉等作用。因而RTCP似乎更多的是站在刀具中心点（即数控代码的目标轨迹点）上，处理旋转坐标的变化。 不具备RTCP的五轴机床和数控系统必须依靠CAM编程和后处理，事先规划好刀路，同样一个零件，机床换了，或者刀具换了，就必须重新进行CAM编程和后处理，因而只能被称作假五轴，国内很多五轴数控机床和系统都属于这类假五轴。当然了，人家硬撑着把自己称作是五轴联动也无可厚非，但此（假）五轴并非彼（真）五轴！ Fidia C20数控系统宣传样本关于RTCP的描述 （以下文字面由本人参照英文样本翻译，不够贴切之处请不吝指正） RTCP功能可以直接在机床上针对双摆铣头和双转台管理刀具的空间长度补偿。 这样一来，五轴刀路的编程就可以不必在数控代码生成之前就考虑该如何在刀路中体现数控机床的刀具或者工作台的轴心及其偏差。 RTCP具有一下特点： 1.针对刀具的实际切削点执行进给控制； 2.针对五个轴的前瞻控制； 3.可处理垂直、倾斜和存在偏心的铣头； 4.“虚拟主轴”：将某个轴定向到刀具轴线上执行钻削和回退操作； 5.针对五轴的坐标旋转和（或）坐标变换； 6.参考坐标系（G194）的旋转：应用于加工程序以及那些来自JOG或手轮的运动； RTCP功能也可以用于三轴加工程序：在保持刀具与工件的实际接触点不变的前提下，以手动方式改变铣头或工作台的姿态角。 RTCP和HMS RTCP功能和HMS铣头标定系统相结合是五轴铣削领域独一无二的成果技术，非常有助于提高刀尖运动精度。 HMS（节选） HMS铣头量测系统用于量测和校验双摆铣头和双转台的连续运动和定位数据，配备有连接到数控系统的三只传感器和专门的测量管理软件。软件实时处理输入数据，并功