五坐標機床及其加工編程中,常運用 RTCP 功能簡化機床的運動精度控制與數(shù)控編程。以下對 RTCP(Rotation Tool Centre Point,旋轉(zhuǎn)刀具中心)編程予以簡要闡釋。
非 RTCP 模式編程
在進行五坐標曲面加工編程時,需明確刀具中心與旋轉(zhuǎn)主軸頭中心的距離,此距離被定義為轉(zhuǎn)軸中心(pivot)。依據(jù)轉(zhuǎn)軸中心以及坐標轉(zhuǎn)動值,計算出 X、Y、Z 方向的直線補償量,以確保刀具中心處于預(yù)期位置。運行基于此計算得出的程序,要求機床的轉(zhuǎn)軸中心長度與編程時所設(shè)定的數(shù)值完全一致。若有任何參數(shù)修改,均需重新編寫程序。
RTCP 模式編程
RTCP 選件的運行原理為:當該選項啟用時,控制系統(tǒng)會使刀具中心始終保持在編程指定的 XYZ 位置。為維持這一位置,轉(zhuǎn)動坐標的每一次運動都會由 XYZ 坐標的直線位移進行補償。相較于其他傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng),一個或多個轉(zhuǎn)動坐標的運動會引發(fā)刀具中心的位移;而對于 FIDIA 數(shù)控系統(tǒng)(當 RTCP 選件生效時),則是坐標旋轉(zhuǎn)中心發(fā)生位移,從而保證刀具中心始終處于同一位置。在此情形下,可直接對刀具中心的軌跡進行編程,無需考慮轉(zhuǎn)軸中心。該轉(zhuǎn)軸中心獨立于編程過程,在執(zhí)行程序前通過顯示終端輸入,與程序本身無關(guān)。經(jīng)由計算機編程或通過 PLP 選件記錄的三坐標程序,可借助 RTCP 邏輯以五坐標方式執(zhí)行。針對這種特殊應(yīng)用方式,必須使用球形刀具。轉(zhuǎn)動坐標的運動可通過 JOG 方式或手輪實現(xiàn),因此在某些加工條件下,允許使用長度小于三坐標加工所用刀具的刀具。
RTCP 功能旨在補償轉(zhuǎn)動坐標引起的平動坐標變化。例如,在不具備 RTCP 功能時,刀具擺動角度 B,為保證刀尖點處于給定角度,需對擺刀中心的 XYZ 值進行補償,此時得到的 XYZ 值與刀尖點的實際位置存在差異;若具備 RTCP 功能,該補償由系統(tǒng)自動完成,后置處理過程中無需額外處理,G 文件中的 XYZ 即為實際刀尖點的位置。

Fanuc 系統(tǒng)的 RTCP 功能指令
Fanuc 系統(tǒng)常用 G43.4 指令來啟用 RTCP 功能,其格式為:G43.4 Zxxx.xxx Hxx。若系統(tǒng)能夠執(zhí)行該指令,則表明具備此功能,且可通過類似 G49 的指令取消該功能。
在進行五軸后置處理時,需對控制系統(tǒng)有較為深入的了解,特別是以下相關(guān)指令:
- Siemens 840D:Traori G642 OriCurve
- Fanuc:G43.1、G43.2、G43.3、G05P
- Fidia:G96、G97
- Heidenhain:M128、M129
對于 FIDIA C20 數(shù)控系統(tǒng),G96 指令用于激活 RTCP,G97 指令用于禁止 RTCP。在 HEIDENHAIN MILLPLUS IT 5.1 系統(tǒng)中,G141 下的后處理,機床型號為 DMU80T(C 軸 360°范圍,B 軸 -91°至 +12°),涉及 HEIDENHAIN MILLPLUS IT 5.1 POST。