840dsl多轴插补分享与讨论

    840dsl 作为西家推出的最高端的数控系统，多轴插补和五轴转换是其非常突出的优势。此两项功能出口版本中都没有，需审核通过的标准版中才提供。

    针对4轴以上的多轴插补包，激活成功后最多支持8轴同步。该插补是针对关节空间而言（参考机器人学），针对关节轴可以进行8轴的同步，在编程中可以随意控制任意轴放在一起，实现插补或同步。在使用中是区分几何轴和辅助轴的，如果存在几何轴，则几何轴用于分配规划的速度，辅助轴去匹配该速度以实现同时完成。该功能需特别注意，当几何轴运动距离很小如0.1mm,而辅助轴运动1000mm时(G1G91X0.1W1000F100)，即使你写的总速度F是100mm/min,但辅助轴分配的速度将是总速度的10000倍！W一般也达不到该速度，但是会以最大速度来完成，如10m/min！为了避免此种情况的发生，一是模拟运行合理分配，二是针对无同步要求的轴，几何轴和辅助轴分开写，三是使用FGROUP来实现； 关节空间插补时，如果回转轴和线性轴要在同一条轨迹上运动，此时回转轴进给率会自动转为线性轴单位，转换比例默认，理论上直径需在参数中根据直径修正才能实现理想轨迹效果，若对轨迹无要求，只要求同步，则无影响。

    而我们更多的时候提到的插补是笛卡尔坐标系中的，我们需要沿着空间里的某条直线运动或加工某个曲线曲面。这时候就需要用到五轴转换（说明书中提到最多可实现七轴），根据设定五轴参数，可实现刀尖点运动。编程采用位姿描述，根据目标点的点位姿态，实现空间位置和姿态的插补。所有的轨迹规划均由西门子实现，无需干预。如果没有采购五轴包，可通过离散点位近似实现，不过程序冗长，精度不足，动态性能不佳。

      更多的连续路径优化、轨迹速度平滑，线性程序段的压缩、轨迹动态响应自适应等功能局限于从功能手册中了解，无过多实际调试经验，需日后总结。

      疑惑的部分：西门子插补尤其是笛卡尔空间坐标系的插补是否支持五轴以上，针对旋转轴的轨迹是否能够精确控制？

        以上分享基本源于西门子功能手册等参考资料，以及开发相关经验，如有错误，欢迎指正，有更多经验的专家不吝赐教。最后祝大家国庆快乐！

该帖该属于分享贴类型，分享自己身边的事，分享所的经历，分享自己的每一分体会，哪怕是简单的但都是珍贵的

值得学习。

无论五轴还是多轴，要看实际需求。

从理论上说，3轴机床可以实现空间任意轨迹，而且由于传动环节少，加工精度比五轴或多轴加工精度要高。

由于刀具长度的限制或复杂加工零件的需求（零件仰角或内腔加工），五轴或多轴功能具有无可比拟的优越性，尤其以较短的刀具接近和加工3轴机床无法触及的表面，由于提高加工刚性（刀具较短），加工这些部位的精度远远高于3轴机床。

由于增加旋转轴，累计误差也随之增加，尽可能减小旋转轴误差是直接决定加工质量，曲面加工的接刀主要是旋转轴误差引起的。

NC中的数学模型都是按理论计算的，因此，旋转轴的机械调整是五轴以上机床调试中的重中之重，即便系统有补偿，也并非万全之策，因为，补偿永远是被动的，而且基于某一特定位置，并不能包罗万象。

熟悉五轴的都知道，西门子系统用矢量来描述旋转轴空间定向，尤其是840Dsl，把五轴设置界面化（Swivel data，回转数据），除了定位误差外，旋转轴的主要误差是旋转轴之间的位置（几何）误差，为此，在保证制造和调整精度的前提下，可以通过Swivel data（回转数据）界面对旋转轴进行补偿。

上图中的“-0.01”就是旋转轴几何位置（共面，或同心，或距离）的补偿值。

定位精度补偿大家都熟悉，这里不赘述。

实践证明，机械调整+旋转轴补偿可以达到相当高的加工精度和表面质量，与3轴加工的表面质量相差无几。

可能看的人不多，但是值得收藏

谢谢版主抬爱！

顺便谈谈五轴以上机床的旋转轴哪些几何精度可以补偿，哪些不能补偿：

不能补偿的有：

1）旋转轴轴线与基准坐标平面之间的垂直度（或称为旋转轴旋转平面与基准坐标平面之间的平行度），必须通过制造精度和调试保证；

2）旋转轴轴线与旋转轴轴线之间的垂直度（或角度），一般只能靠制造精度保证，一般一个高精度五轴头在整个装配过程中，至少3次上3坐标测量机测量、重拆、刮研和重新装配；

3）主轴轴线与旋转轴轴线之间的垂直度，必须通过制造精度和调试保证。

能补偿的有：

1）旋转轴轴线与旋转轴之间的位置偏差（同心、共面或交叉），一般尽量通过调整保证，极小的偏差或临时要解决加工精度时，可以进行补偿；

2）转心距。

因此，五轴以上机床使用中需要注意的是避免发生意外碰撞，在执行程序前认真检查程序，有条件的可以在后置处理前用仿真软件进行仿真，发生意外后，千万不要抱着侥幸心理继续使用，否则，容易造成二次损伤。

一家之言，仅供参考！

多谢分享！转心距是指两个旋转中心点之间的误差（如六轴），还是指臂长？不过西门子对角度垂直度确实没办法补偿，不提供相应参数。标准的五轴以上转换也只支持XYZ正交的情况，项目中遇到过XYABZ的机床，没办法用五轴转换包，自己做正反解运算。好在项目只要求点位正确，不要求路径。

回楼主：

转心距名称的来源可以追溯到多年以前（4轴时代），定义旋转轴轴线到主轴端面中心点（3轴坐标基准点）距离，英文缩写RTCP（Rotational Tool Center Point），当时国人最熟悉的数控系统是FANUC，FANUC用19666参数来设置转心距，见以下示意图：

随着技术发展，西门子登峰造极，用多个矢量组成的封闭矢量链来描述旋转轴的定向，RTCP的概念也随之扩展，旋转轴与旋转轴之间的偏置距离也称之为转心距，参见下图：

旋转轴在零位时，这些矢量的分量就是Swivel data（回转数据）界面中的值。

西门子称之为可定向刀架（听起来有些晦涩难懂），旋转轴的旋转矢量用系统变量$TC_CARR1[m] ...$TC_CARR17[m]描述，m是回转数据记录编号，该编号不能超出MD18088设置的可定义刀架最大数量

当然可定向刀架还有扩展变量，这里就不赘述了。

在840Dsl保持了840D五轴转换设置的机床数据MD24100 $MC_TRAFO_TYPE_1...MD244600 $MC_TRAFO_TYPE_8。

前面提到的旋转轴制造精度、调整精度和补偿，就是为了确保这些矢量封闭，否则，就会直接导致加工误差，例如，曲面与曲面之间的接刀痕等。

简单说到这吧，实在有些一言难尽！

该贴的回复非常专业，各位坛友有时间来看一看，希望展开讨论

回楼主5楼问题：

是西门子标准界面，一般Sinutrain中也有，要显示该界面需要设置几个机床数据，MD52212的0位必须置位，MD18088和MD52200不能等于0。