关于数控机床RTCP精度的分析与研究

谭伟

【摘要】对于五轴联动数控机床来说，RTCP精度是十分重要的指标之一，直接影響数控机床的生产精度和生产质量，这就需要加强对数控机床RTCP精度的分析，并正确校正机床RTCP精度。基于此，本文首先提出数控机床RTCP精度定义，找出影响RTCP精度的因素，并提出正确的校正方法。

【关键词】数控机床;RTCP精度;影响因素;方法

引言

随着我国科学技术的不断发展，新时期工业领域对机械设计制造提出了更高的要求。当代机械零部件结构愈加复杂、精度要求高、加工难度大、薄壁多、质量要求高，这就需要保障数控机床RTCP精度。数轴联动机床作为一种精加工机床种类，在机械生产领域中的应用也愈加广泛，为了能够满足生产要求，五轴联动机床必须要保证生产效率、动态响应速度、高精度。RTCP精度作为数控机床核心参数，只有掌握RTCP精度调整方法，才能够确保工件最终生产质量。

一、影响RTCP精度的重要因素

RTCP围绕着刀具中心点转动，在实际生产中摆动轴中任何一个机械偏心最终都会影响到RTCP精度。想要校正RTCP精度，需要补偿机床旋转轴机械偏心。

第一，结合RTCP的X轴、生产时刀具轴和RTCP（c）轴偏心，沿着X轴（c）的回转轴回转中心和刀具中心之间的距离。第二，结合RTCP的Z轴、生产时刀具轴和RTCP（a）轴偏心，沿着Y轴的回转轴（a）回转中心和刀具中心之间的距离。第三，结合RTCP的Y轴、RTCP（a）轴和RTCP轴的偏心，RTCP（a）轴回转中心和RTCP（c）轴之间的回转中心之间的距离。

二、RTCP精度检测以及校准

（一）RTCP精度检测

RTCP精度会直接影响机床的最终加工精度，所以在正式生产之前需要采取相关措施检测RTCP精度。特别是在实际生产中出现了意外情况下，如机床发生了碰撞，则必须要对RTCP精度进行检测。需要安装球头芯棒以及磁力百分表，采用TRAORI指令激活RTCP功能，并按照指定方法转动回转坐标，观察表当中的显示数值即可获取到机床的RTCP精度值。

（二）RTCP精度校正

虽然利用相关仪器即可检测RTCP精度，较为简单。但由于RTCP精度作为五轴联动的空间精度值，涉及诸多影响因素，所以在精度校正当中也十分复杂，需要结合机床实际生产情况，分情况进行校正，坐标轴如图1。

1.校正机床回转轴绝对零点位置

在校正当中，需要对主轴绝对零点位置进行校正，并关闭RTCP功能，将a轴摆正到0位上，操作手轮移动Z轴，找到芯棒的最高点上，进而检测a轴的偏差，将所检测到的数据补偿到数控机床参数a轴控制系统当中，在补偿完毕后让a轴重新会原点，检测a轴零点偏差，反复如此，直到零点偏差符合实际要求为主。在a轴0度补偿完成之后，将a轴摆放到90度位置进行c轴0度位置检测，找到芯棒最高点之后操作手轮移动Y轴，检测到c轴的偏差，并将偏差补偿到c轴参数当中，补偿之后的c轴重新回到原点，反复如此，直到c轴零点偏差达到理想精度即可。

2.校正机床回转轴定位精度

如果机床回转轴定位精度不准，精度值超出了机床精度标准，则在RTCP运动当中，机床各个坐标轴则无法进行精准的位移补偿，导致刀具中心出现偏移问题，最终造成RTCP精度误差。将补偿值深入到数控机床系统定位精度补偿当中，在程序运行之后，补偿会产生效果，确保每个回转轴定位精度能够达到标准范围内，并且这个补偿数值越小越好，表明精度越来越高。

3.转心距校正

主轴端面到主轴头转动中心距离就是转心距。将磁力百分表、芯棒安装到机床上，之后将a轴旋转到90度，操作手轮移动Z轴，此时白分表上会出现一个定值，读取并标定Z轴值为zl，之后把a轴旋转到0度位，压百分表，读取并标定Z轴数值为z2，此时即可获取转心距的数值，计算公式为：（zl - z2）一芯棒长+芯棒半径。之后将所计算出的数值输入到数控机床中即可。

4.同轴度检测

机床检测中，主轴的轴线和c轴的轴线重合度也是十分重要的参数。在校正中，需要将a轴旋转到0度，此时将c轴旋转，观察百分表数值的变化情况。之后，旋转c轴分别到0度、90度、180度、- 90度，观察四个位置百分表数值变化，并分别输入到数控机床中进行补偿。

根据以上几个检测环节，即可将偏差数值补偿完成，并重新激活RTCP，重新检测RTCP精度。如果在操作完成后依然无法达到指定要求，则需要结合实际情况重新进行补偿，直到RTCP精度达到生产要求为止。

结语

综上所述，RTCP精度对数控机床加工质量、加工精度有着极大的影响，这就需要不断加强RTCP精度研究，减少影响RTCP精度的因素，并有针对性地对RTCP精度进行校正和补偿，这样才能够保障数控机床的加工精度。

参考文献：

[1]张翔，程志.数控机床RTCP精度的分析[J].自动化与仪器仪表，2012 （5）：179-181.

[2]唐清春，黎国强，刘谦.摆头转台五轴数控机床RTCP算法的研究[J].组合机床与自动化加工技术，2016 （5）：39-42.