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五轴加工中心的RTCP功能怎么理解,五轴怎么调试

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五轴加工中心的RTCP功能怎么理解,五轴怎么调试

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!

五轴联动加工中心技术是指一个复杂形状的表面需要用5个独立轴共同进行数控插补运动才能获得光顺平滑形面的加工技术。虽然从理论上讲任何复杂表面都可用X、Y、Z三轴坐标来表述,但实际加工刀具并不是一个点,而是有一定尺寸的实体,为了避免对空间扭曲面加工时出现刀具与加工面间的干涉以及保证曲面各点的切削条件的一致性,需要调整刀具轴线与曲面法矢间在两维方向上的夹角。

五轴联动加工中心的轴数是指加工同一表面时所需独立运动的轴的数量,而非指该数控拥有的可控制轴的数量。例如龙门铣床为保证横梁升降的平行性,需要左右两根驱轴W1,W2同步运动,也就是以W1为主动轴,而使W2轴与之保持同步。因此,它们只能作为1根独立运动轴。另外如果复杂雕塑表面具有回转体特征的话,不需要Y轴运动,可以在数控车床或车削中心上实现。

五轴加工中心加工的范围很广泛,可以加工常规三轴无法加工或难以加工的零件,而且五轴加工中心涉及到的行业比较广泛,主要涉及到的行业有航空、航天、军事、科研、高精度医疗设备和高精密模具等国家重视的行业,由此可见,五轴加工中心对国家重视的行业有着举足轻重的影响力。五轴加工中心可以加工各种复杂曲面或者异形零件,比如:涡轮发动机叶片、飞机引擎螺旋桨、船用螺旋桨等这些复杂曲面类和异形类零件。一般购买五轴加工中心的客户都是需要加工比较复杂形状的零件,不会用于加工简单的平面类和简单曲面类零件,使用五轴加工中心加工平面类零件,那可真是大材小用了。

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标签: 加工 运动 简单
 
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