劉傳 孫雨鋒

摘 要：在機械加工領(lǐng)域，機床的重要性是毋庸置疑的，而在機床設(shè)備中，五軸聯(lián)動機床是機床設(shè)備中，加工精度，加工范圍最廣的設(shè)備，本文研究分析五軸聯(lián)動機床的RTCP算法，同時還分析機床結(jié)構(gòu)參數(shù)測量算法，如何使用測量方法，研究測量應(yīng)用機床，將機床的精度和誤差得到提高和控制，提高產(chǎn)品的加工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：RTCP算法;結(jié)構(gòu)參數(shù)測量方案;測量應(yīng)用

1 RTCP算法

五軸聯(lián)動機床中RTCP功能是一種建模方法，是一種算法，可以對回轉(zhuǎn)刀具中心點進行精確控制的技術(shù)，基本原理就是利用線性軸的運動補償因旋轉(zhuǎn)運動對機床刀具中心點造成的位移，五軸聯(lián)動機床常見的有雙擺頭、雙轉(zhuǎn)臺和混合臺這幾種，如圖1。

以上三種機床中，雙擺頭是最常見的五軸聯(lián)動機床，通過對它進行舉例說明RTCP的算法，模型如圖2在雙擺頭機床的主軸運動中，主動軸與從動軸之間的軸線是相交的，在空間上不存在距離的，所以可以得出主軸既不正交也不相交。

通過上圖的模型可以看出，V1和V2分別代表的是主動軸和從動軸，A表述的是主軸回轉(zhuǎn)線，M2為主軸的初始位置，圖2表述的是刀具、主動軸、從動軸的初始狀態(tài)。

2 結(jié)構(gòu)參數(shù)測量方案

五軸聯(lián)動結(jié)構(gòu)參數(shù)的測量主要是測量RTCP參數(shù)，目的是實行對刀具中心的監(jiān)控，測量的方法是采用觸發(fā)式測量探頭和標(biāo)準(zhǔn)球頭兩種工具對設(shè)備進行測量，測量方案的流程為：

（1）儀器安裝，測量就需要儀器，儀器是關(guān)鍵，需要將測量參數(shù)設(shè)計完成，需要確定測量的類型，參數(shù)的設(shè)置中，需要將基本參數(shù)調(diào)試完成，包含一些旋轉(zhuǎn)參數(shù)、高度、速度等，同時還需要將示教點參數(shù)設(shè)置完成，如圖3，工作臺的校準(zhǔn)等。

示教點的作用在測量系統(tǒng)中是非常重要的，是確定校準(zhǔn)球與觸發(fā)試側(cè)頭的相對位置，同時還是進行碰撞的基準(zhǔn)點，所以在測量系統(tǒng)中的需要進行設(shè)置。

（2）碰撞采集，在硬件和參數(shù)設(shè)置完成之后，需要進行數(shù)據(jù)實驗，將測頭探針與標(biāo)準(zhǔn)球進行碰撞，在碰撞過程中，需要記錄每個坐標(biāo)值，X、Y、Z三個方向的數(shù)值，同時每個示教點的碰撞需要保證探針和球4點碰撞。

（3）RTCP參數(shù)計算，在完成碰撞之后，需要對示教點的坐標(biāo)進行數(shù)據(jù)處理，得出主軸和從動軸之間的位置，最終需要轉(zhuǎn)換為RTCP參數(shù)。

3 測量應(yīng)用

在對機床的測量研究中，開發(fā)了測量軟件，HNC-8是實現(xiàn)五軸聯(lián)動機床自動測量的系統(tǒng)，該軟件的主要操作界面如下：

（1）機床坐標(biāo)區(qū)，該界面的主要功能為顯示機床坐標(biāo)系和相對坐標(biāo)系的界面;

（2）參數(shù)設(shè)置，主要實現(xiàn)對測量類型、旋轉(zhuǎn)軸、等參數(shù)的設(shè)置;

（3）宏程序系統(tǒng)，主要是與測量宏程序相關(guān);

（4）RTCP參數(shù)，主要顯示參數(shù)數(shù)值。

HNC-8軟件界面需要符合上述的要求，同時還需要實現(xiàn)如下的功能，保證測量的真實和有效，需要實現(xiàn)主軸示教點和從動示教點位置的顯示功能，保證坐標(biāo)系參數(shù)的獲得，宏程序的使用功能，在測量中可以實時加載宏程序，在最終的測量系統(tǒng)完成之后，需要實現(xiàn)結(jié)果的導(dǎo)入和導(dǎo)出功能，導(dǎo)入時測量數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，導(dǎo)出是RTCP數(shù)據(jù)的導(dǎo)出。

在數(shù)據(jù)測量的過程中，如果實現(xiàn)RTCP數(shù)據(jù)的高精度，在測量的過程中，在千分表與標(biāo)準(zhǔn)球接觸的一瞬間在啟動RTCP功能，在運動過程中，需要先從從動軸開始進行單軸旋轉(zhuǎn)，不同角度進行暫停測量，記錄千分表的數(shù)值，通過這種方法可以實現(xiàn)高精度測量。

4 結(jié)論

五軸聯(lián)動機床的RTCP主要是是簡化程序和較小運動誤差，通過RTCP的算法和測量技術(shù)可以監(jiān)控機床加工中的參數(shù)和運動，得到良好的加工精度，機床的測量中，主要是通過多點和手動兩個方面結(jié)合，在實際的測量中也會出現(xiàn)偏差，所以在設(shè)計和測量中，需要進行優(yōu)化、排除環(huán)境的影響，同時還需要剔除一些測量數(shù)據(jù)偏差大的數(shù)據(jù)，通過RTCP技術(shù)提高機床的的智能化和高精度化。

參考文獻(xiàn)

[1]范超毅.透過CIMT2007看五軸聯(lián)動加工機床的發(fā)展與液壓[J].2008，36（8）：166-169.

[2]林勝.五軸數(shù)控機床發(fā)展及應(yīng)用航空精密制造技術(shù)[J].2005，41（4）：1-6.

[3]孔維堂，劉偉軍，于東，等.五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)RTCP技術(shù)的研究與實現(xiàn)[J].小型微型計算機系統(tǒng)，2011，12.

[4]鄧夢.基于RTCP的五軸聯(lián)動數(shù)控機床動態(tài)誤差溯源方法研究[D].成都：電子科技大學(xué)，2014.