立转台在卧式数控机床上RTCP功能的应用

GXF360 2019-11-03

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1. RTCP功能介绍

RTCP功能是五轴联动机床必备的功能之一，正确应用RTCP功能是五轴联动机床的重要特征。从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接触点不变的情况下，改变刀柄与刀具和工件表面实际接触点处法线之间的夹角，起到发挥球头刀最佳切削效率的作用。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。使用RTCP功能和不使用RTCP功能区别如图1所示。

图1 有RTCP功能和无RTCP功能比较

2. 卧式数控机床产品TITN-P130介绍

TITN-P130产品为框架型单立柱、侧挂箱，机床带有单工作台，采取液压夹紧装置。工作台与其滑座在横床身上移动，主轴箱沿立柱导轨垂直方向移动，立柱固定在滑座上沿纵床身导轨移动，该机床呈T字型床身布局形式。数控工作台360°回转，主轴镗杆在铣轴内移动。本机床选用德国西门子SINUMERIK 840Dsl数控系统，主轴驱动单元、进给驱动单元、交流主轴电动机和交流进给伺服电动机均为进口原装，性能先进、稳定可靠。产品外观如图2所示。

表1 五轴转换轴选参数设置1

索引 0 1 2 3 4 5 6 MD10000值X1 Y1 Z1 W1 B1 A1 SP1

表2 五轴转换轴选参数设置2

索引 0 1 2 3 4 5 6 MD20070值1 2 3 4 5 6 7 MD20080值X Y Z W B A SP1

表3 五轴转换轴选参数设置3

索引 0 1 2 3 4 MD24110值1 2 3 5 6含义 X Y Z B A

表4 五轴转换轴选参数设置4

索引 0 1 2 MD24120值1 2 3含义 X Y Z

3. 功能应用

在普通四轴联动机床上应用RTCP功能，首先要选用西门子公司提供的五轴转换选项功能：6FC5800-0AM30-0YB0五轴加工包和6FC5800-0AS33-0YB0 MDynamics五轴铣削工艺包。并且在进行RTCP五轴精度检测前，需要进行五轴精度误差补偿，下面介绍各个参数的含义及补偿值。

根据表4数据可以得出，随着温度的升高，肉雏鸡的平均日采食量、平均日增重量、料重比都呈现下降趋势。其中26 ℃和30 ℃处理的平均日增重量均显著低于18 ℃和22 ℃，差异性显著（P＜0.05）。30 ℃环境下肉鸡平均日采食量、料重比，均与其他3个组别差异性显著（P＜0.05），见表4。

（1）五轴功能激活与类型选择。西门子840Dsl数控系统允许每个通道使用8个不同的转换功能，其中有两个可以定义为五轴转换，这些转换功能的类型通过机床数据MD24100～MD24460指定。

对于TITN-P130，五轴结构为双摆台形式，两个旋转轴都在工件侧，因此MD24100 $MC_TRAFO_TYPE_1＝48－8＝40。

烟草是我国重要的经济作物，病虫草害是影响烟草产量和品质的重要因素，也直接影响到烟农的经济收入。调查结果表明，贵州省烟区发生的常见病害有35种，其中病毒病害10种、真菌病害19种、细菌病害5种、根结线虫1种[1]。烟田害虫有226种[2]，田间杂草有203种[3]。在烟叶生产过程中，为了保障经济效益，对病虫草害的化学防治必不可少。农药可以有效防止病虫害对烟草的危害，是当前农业生产必备物质，对提高烟叶产量有积极作用。然而，化学农药的大量使用带来的农药残留和烟叶安全性问题受到了广泛关注[4]。烟草及烟草制品的农药残留量是各国在烟草制品贸易中的关注指标，也是国际市场烟叶评价和选购的重要因素[5]。

（2）五轴转换中轴的分配。五轴转换时需要指定通道中的哪个轴被选为五轴转换轴，参数设置如表1～表4所示，具体含义如下：

机床数据MD20070是定义该通道使用的机床轴，对于TITN-P130，所有的机床轴都在通道1中使用。

机床数据MD24110表示在通道轴中选择的轴作为变换轴，其中索引3表示第一个旋转轴，索引4表示第二个旋转轴，前3个轴为几何轴。

图2 TITN-P130产品外观

机床数据MD24120表示在通道轴中选择的几何轴，要与MD24110的前3个轴相同。

（3）五轴转换旋转轴方向设置。对于通用转换，控制系统并未定义旋转轴的方向，需要在机床参数中设置。

老师的幸福无处不在。其实，学生工工整整的作业本、付出努力回报给自己的满意答卷和家长充满谢意的神情和语言，是一种幸福。自己的教学方式有了魅力，是一种幸福。自己的教育理想和信念开始落地生根，是一种幸福。得到同事、家长和学生的认可与接纳，更是一种幸福……

机床数据MD24570用来定义第一个旋转轴的方向，其值是矢量形式的，索引0、1和2分别代表该旋转轴平行于哪个几何轴。[0]表示X轴方向，[1]为Y轴方向，[2]则为Z轴方向。

对于TITN-P130，五轴结构为双摆台形式，第一旋转轴为B轴，因此机床数据MD24570的设置方式为：

MD24570 TRAFO5_AXIS1_1[0]=0；

MD24570 TRAFO5_AXIS1_1[1]=-1；

MD24570 TRAFO5_AXIS1_1[2]=0。

光学显微镜OLYMPUS BX51，日本株式会社；高速剪切机T25，IKA艾卡（广州）仪器设备有限公司；扫描电镜ZEISS EVO18，德国卡尔蔡司；傅立叶红外光谱仪Vector 33-MIR，德国 Brukev Optik；激光粒度仪 Malvern 2000，英国马尔文仪器有限公司；TDL-5-A离心机，上海安亭科学仪器厂。

机床数据MD24572用来定义第二个旋转轴的方向，索引含义与MD24570相同，第二旋转轴为A轴，因此机床数据MD24572的设置方式为：

习字教学在现行教学资源丰富的情况下，打破了空间限制。微课制作、PPT制作，使学生从枯燥单一的写字训练，变成轻松愉快的写字。练就一手好字，提高了语文知识的学习，提升了学生综合素质，传承了中华汉字文化发展。

MD24572 TRAFO5_AXIS2_1[1]=0；

山科村自分田包干到户、组后，社员即从磨洋工、混工分的“囚笼”中解放出来。以前二晚稻管理耘一次禾需要一星期，责任到户、组后只用三天就高质量地完成。腾出的时间各家各户即转移到家庭副业。每家当月都有60元至80元收入。二晚禾苗滋露长，山科社员勤劳忙。炉前大队党支书黄发旺、公社驻队干部熊荣辉看到山科村二晚禾苗长势好，社员生产生活明显改善，深知是分田包干到户、组所带来的。他们明知此举违反中央文件规定，出于尊重民意为民解忧的本能，暗中给予了理解、同情和默认。

MD24572 TRAFO5_AXIS2_1[2]=-1。

机床数据MD24574用于定义刀具方向，索引含义与MD24570相同，对于TITN-P130，刀具方向与Z轴平行，因此机床数据MD24574的设置方式为：

“是我。”楚墨站起来，将茶壶碰翻。茶壶滚落地上，发出一声钝响，砂片飞溅。一生里从未如此慌乱，楚墨变成手足无措的小男孩。

MD24574 TRAFO5_BASE_ORIENT_1[1]=0；

MD24574 TRAFO5_BASE_ORIENT_1[2]=1。

(2)次生地质灾害严重，道路、电力、通讯全面受阻，救援生命线修复艰难。云南地震带与河谷叠合，地震区多为高山峡谷区，地震常造成巨型次生地质灾害，道路打通极为困难。余震、降雨又会诱发新的地质灾害，造成交通再次阻断，伤员转运困难，滞留在重灾区转运不出去。生活物资因地震被毁，而救援物资又难以进入灾区，造成交通大堵塞，大量救灾物资停留在重灾区10 km左右，而灾区物资又十分缺乏，且救援的核心之一医护人员难以第一时间到达灾区。

以上机床数据设置了五轴转换的类型，指定了五轴转换所使用的通道轴和几何轴，定义了旋转轴方向。

分析文献[21]中的数据，确定各个计算参数。最后，利用MATLAB计算出该非线性优化函数在约束条件下的最小成本及相对应的工序公差值。同理，根据带检测环节的目标优化函数和约束条件，优化计算出零件A带检测环节时的最小成本及相对应的工序公差值，表3所示为两次仿真结果。另外，分别固定某一工序公差变量，得到无检测下的成本结果，如图13所示，带检测环节下成本结果如图14所示。

“如果没有猜错，两位就是子虚先生与乌有先生吧！纯阳子虚，翠玉白衣，烛花掌天下无对；皇家乌有，李弘之师，一身点穴功夫深不可测，我在长安都听说过的！”袁安说。

（4）五轴补偿参数设置。对于TITN-P130这种五轴结构为双摆台形式的机床，五轴转换类型是40。

MD24550 --- Base_Tool：机床零点到1st旋转轴的回转中心。

MD24560 --- Joint_Offset：1st旋转轴的回转中心到2nd旋转轴的回转中心。

MD24500 ---Part_Offset：2nd旋转轴的回转中心到机床零点。

几何关系为Base_Tool＝Part_Offset－Joint_Offset。

其中，A/B轴与主轴端面中心点的距离矢量示意图，如图3所示。

对于TITN-P130，经过测量，得到五轴补偿数据如下：

MD 24550 TRAFO5_BASE_TOOL_1[0]= 1485.643；

MD 24550 TRAFO5_BASE_TOOL_1[1]= -2123；

MD 24550 TRAFO5_BASE_TOOL_1[2]= - 2034.18；

MD 24500 TRAFO5_PART_OFFSET_1[0]= 1496.775；

MD 24500 TRAFO5_PART_OFFSET_1[1]= - 1273.28；

MD 24500 TRAFO5_PART_OFFSET_1[2]= - 1780。

MD 24560 TRAFO5_JOINT_OFFSET_1[0]= 11.132；

MD 24560 TRAFO5_JOINT_OFFSET_1[1]= 849.72；

沙朗舞的手部动作多是藏族舞蹈的动作语汇，比较粗犷豪迈。沙朗舞有很多用胯的动作，通常以胯部带动全身动作，并通过多种侧面顶胯与送胯来保证身体重心的稳定，特别是羌族女子在跳沙朗舞时对胯部的灵活运用，很能体现少女们体态的婀娜多姿。沙朗舞伴唱的每段唱词都对应着多个舞蹈动作，其中还包括不同的转身动作。在众多的羌族舞蹈中，有大量的胯部动作用来彰显民族风韵，并以其独特的韵味显示出各自不同的舞蹈风采，比如关胯、甩胯、顶胯、转胯等。沙朗舞的胯部动作体现了羌族人民劳作的特点，更适合女性表演，其舞蹈动律富有个性与魅力。

MD 24560 TRAFO5_JOINT_OFFSET_1[2]= 254.18；

以上机床数据为五轴精度补偿数据，将通过测量得到数值，实现五轴精度补偿。至此，五轴补偿参数设置完毕，可以进行五轴精度检测，参数可以根据检测结果修改，最终达到精度要求的目的。

（5）PLC程序设计。由于此机床的A轴和B轴是液压夹紧机构，没有旋转指令的时候，是没有使能信号的，当执行TRAORI指令时，将没有动作。需要在PLC中加入控制A、B轴强制松开的M指令，代码如下：

DB21.DBX202.6 M70 打开TRAORI功能，B轴夹紧；

DB21.DBX202.7 M71 打开TRAORI功能，B轴松开；

DB21.DBX203.0 M72 打开TRAORI功能，A轴夹紧；

DB21.DBX203.1 M73 打开TRAORI功能，A轴松开。

图3 A/B轴与主轴端面中心点的距离矢量示意图

进行RTCP测试时加工程序如下：

是的，接下来，她要达到目的的方式依旧是“磨”。她相信她能水滴石穿、铁杵磨成针：看妈妈和我谁更有耐心！我不跟孩子比赛，跟孩子比赛，不管比什么，都没有赢家。还有一点我也明白：当孩子挑战以前有效的规则时，就是孩子想要更多权利和自由的时候。我需要结束“磨嘴皮”比赛；她需要有事情做，还想要在“看电视”这件事上有更多的权利——没问题！“选择轮”是个好的解决办法。

M71

我国耕种土壤的有机质和氮素含量不高，全氮量一般为1～2 g/kg，土壤氮主要为全氮量和有效氮量，全氮量通常用于衡量土壤氮素的基础肥力[14]。根据土地质量地球化学评价规范中的土壤养分元素含量分级标准[16]，对本区土壤养分元素含量进行分级统计(表5)。

M73

TRAORI

G1G90G53B30A60F300