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五轴 RTCP 与工件坐标:初学者完整讲义
本版是面向初学者重新组织的 72 页 A4 完整讲义,不是只在原投影片后附几页补充。原 31 页投影课件 保留为概要。本讲义适合独立阅读、打印及分 4–6 次授课。
新增重点
- 从原点、方向、单位、右手规则、点与增量讲起;区分物理机床参考 M、工件 W、关节 J、运动学输入 K 和刀具 T。
- 工件原点如何选择、测量;为什么一个点不能确定方向;机械找正与初始坐标旋转分别解决什么。
- 分开说明“固连零件的物理坐标架”“G54偏置表”“动态RTCP变换”;G54不是独立完成五轴跟随的开关。
- 详细解释G54/G55、G10 L2/L20、G90/G91、G20/G21、省略轴与模态;说明G52/G92/G53、圆弧字、进给方式、刀补索引的边界。
- 对同一份BC程序逐字、逐行计算工件XYZ、K输入XYZ、角度、实际关节位置,给出完整对照表和连续轨迹图。
- 实验、排错、限位、术语、练习和答案;把数学推导放在附录,不要求初学者先会矩阵。
章节与 PDF 页码
| PDF 页码 | 内容 |
|---|---|
| 1–3 | 封面、阅读方法、可点击目录 |
| 4–9 | 坐标基础、点与增量、五轴结构、关节与反馈 |
| 10–14 | 各参考系、回零、工件坐标、随动原点、G54表与物理坐标架 |
| 15–20 | 零位参考、原点选择与测量、方向确定、完整点变换 |
| 21–26 | G54/G55、偏置、G10 L2/L20、G52/G92/G53 |
| 27–33 | 非RTCP/RTCP、方向合成、AC/BC、结构参数与刀长 |
| 34–43 | 地址字、模态、单位、G90/G91、G0/G1、圆弧、F及其他字的解析 |
| 44–53 | 完整程序、N10–N110逐行实算、结果表与模式切换 |
| 54–57 | 连续轨迹、姿态、模型显示与分层准备 |
| 58–62 | 三个实验、排错、行程/动力学/碰撞边界 |
| 63–67 | 常见问答、两组练习与答案 |
| 68–72 | 术语、公式、软件实验范围、资料来源与复现 |
正文编号01–69为“节号”,与PDF页码相差封面/导读/目录三页;内部引用按节号,目录按PDF页码。
核心实算
主例:XYZBC,零旋转中心/轴间偏置/刀长差,G54零位偏置 (40,20,10) mm,初始方向对齐。
| 程序段 | 工件 XYZ | K 输入 XYZ | B/C | 关节 XYZ |
|---|---|---|---|---|
N50 G1 X10 Y0 Z5 B0 C0 F600 |
10,0,5 | 50,20,15 | 0/0 | 50,20,15 |
N60 C90 |
10,0,5 | 50,20,15 | 0/90 | -20,50,15 |
N70 G91 X10 |
20,0,5 | 60,20,15 | 0/90 | -20,60,15 |
N80 G90 X20 Y0 Z5 B30 C90 F300 |
20,0,5 | 60,20,15 | 30/90 | -9.821,60,22.990 |
N90 X0 Y10 |
0,10,5 | 40,30,15 | 30/90 | -18.481,40,27.990 |
这些数值来自 实际 WASM 验证,包括11个主程序段、11个额外单位/坐标设置段;N10–N90加M2通过真实Session/解释器/TP完整执行,记录53个轨迹样本,并核对最终关节。下载模型自带非零参数,不能不改条件就要求得到这张表的相同数值。
验证与范围
- 版面报告:72页图文边界、图片加载、标题和正文检查。
- PDF核验:页数、A4尺寸、逐页中文文本、内嵌字体、书签、文件与资产SHA256。
verification/保留逐页截图及实际PDF的独立渲染总览。- 9张新增原创坐标示意图,复用此前11张原创原理图/模型图;不是许可不明的网络插画。
- 依据LinuxCNC官方坐标/G代码/五轴/切换资料和当前仓库代码;最后一页有直接链接。
- 当前WASM解释器属于功能切片。通用G52/G92、任意坐标方向变换、完整G43/H刀表、所有进给模式并未在本次全面验收;正文明确标出,不能把“解析接受”当作完整功能正确性。
- 本讲义不修改应用功能,不宣称真实机床的探测/碰撞/硬件安全流程已被验证。
重新生成
node scripts/generate_rtcp_beginner_data.mjs
PYTHONPATH=/tmp/rtcp-course-deps python3 scripts/generate_rtcp_beginner_figures.py
python3 scripts/generate_rtcp_beginner_html.py
PYTHONPATH=/tmp/rtcp-course-deps python3 scripts/subset_rtcp_beginner_fonts.py
PLAYWRIGHT_MODULE=/home/mes006/.npm/_npx/e41f203b7505f1fb/node_modules/playwright/index.mjs node scripts/render_rtcp_beginner_pdf.mjs
PYTHONPATH=/tmp/rtcp-course-deps python3 scripts/verify_rtcp_beginner_pdf.py
生成工具依赖临时安装的Matplotlib/PyPDF/fontTools、Chrome、Playwright和Noto CJK字体;PDF成品不需要这些工具,可以离线阅读。HTML需与同目录assets一起保留。中文字体按本书实际字符制作子集,避免同形部首导致复制/搜索文字不同;字体许可证在assets/font-license.txt。