刀具半徑補償分析

作者：時間：2011-06-10 來源：網(wǎng)絡(luò)

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本文由數(shù)控編程教學過程中學生應(yīng)用刀具半徑補償編程時出現(xiàn)的錯誤問題出發(fā)，探討了刀具半徑補償功能應(yīng)用中的錯誤，力求通過錯誤分析找出問題所在，讓操作者能夠準確應(yīng)用刀具半徑補償功能，保證零件加工的加工精度。

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/161975.htm

　　數(shù)控加工具有加工精度高、效率高和質(zhì)量穩(wěn)定等特點，而合理掌握刀具補償方法，靈活應(yīng)用刀具補償功能，合理設(shè)置刀具半徑補償值，是保證精度和質(zhì)量穩(wěn)定的重要因素。但是在數(shù)控編程加工編程的過程中，還經(jīng)常出現(xiàn)一些刀具半徑補償功能應(yīng)用上的錯誤，因此，有必要對數(shù)控加工的刀具半徑補償方法進行探討。

　　一、刀具半徑補償原理

　　數(shù)控機床在加工過程中，其所控制的是刀具中心的軌跡。因此在數(shù)控編程時，可以根據(jù)刀具中心的軌跡進行編程，這種編程方法稱為刀具中心編程。粗加工中由于留有余量，對零件的尺寸精度影響不大，對簡單圖形可采用刀具中心軌跡編程。但是當零件加工部分形狀較為復雜時，如果選用刀具中心編程，就會給計算關(guān)鍵點帶來很大工作量，而且往往由于關(guān)鍵點的計算誤差影響機床的插補運算，進而產(chǎn)生報警，使加工無法正常進行。因此可以利用理論輪廓編程，即按圖形的輪廓進行編程。采用理論輪廓編程，需要在系統(tǒng)中預先設(shè)定偏置參數(shù)，數(shù)控系統(tǒng)會自動計算刀具中心軌跡，使刀具偏離圖形輪廓一個刀具值，從而使刀具能加工到圖形的實際輪廓，這種功能即為刀具半徑補償功能。

　　二、刀具補償?shù)倪^程

　　數(shù)控系統(tǒng)的刀具補償是將計算刀具中心軌跡的過程交由CNC系統(tǒng)執(zhí)行，編程時不考慮刀具半徑，直接根據(jù)零件的輪廓形狀進行編程，而實際的刀具半徑則放在一個可編程刀具半徑的偏置寄存器中。在加工過程中，CNC系統(tǒng)根據(jù)已編好的程序和刀具偏置寄存器中的刀具半徑，自動計算刀具中心軌跡，完成對零件的加工。當?shù)毒甙霃桨l(fā)生變化時，不需要修改零件程序，只需修改刀具半徑寄存器中的刀具直徑值即可。

　　現(xiàn)在的CNC系統(tǒng)一般都設(shè)置有16、32、64或更多個可編程刀具偏置寄存器，并對刀具進行編號，專供刀具補償之用。進行數(shù)控編程時，只需調(diào)用刀具補償參數(shù)所對應(yīng)的寄存器編號即可加工。在加工時，CNC系統(tǒng)將該編號對應(yīng)的刀具半徑值從寄存器中取出，對刀具中心軌跡進行補償計算，生成實際的刀具中心軌跡。刀具半徑補償執(zhí)行時，采用交點運算方式，即每段程序執(zhí)行開始前，系統(tǒng)會先行讀入兩段，并計算其交點，然后自動按啟動階段的矢量在每個前進方向的左側(cè)或右側(cè)加上刀補矢量路徑。

錯誤應(yīng)用刀具半徑補償?shù)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/分析">分析#e#三、錯誤應(yīng)用刀具半徑補償?shù)?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/分析">分析

　　1.刀具半徑補償指令的正確使用方法

　　建立刀具補償指令用G41或G42，取消刀具補償指令用G40。格式為：

　　G01 G41(G42)G17(G18，G19)X___Y___D___，

　　G01 G40 X___Y___

　　其中G41為左刀補，在加工外輪廓時為順時針加工，加工內(nèi)輪廓時為逆時針加工;G42為右刀補，在加工外輪廓時為逆時針加工，加工內(nèi)輪廓時為順時針加工。

　　首先應(yīng)指明補償平面，數(shù)控系統(tǒng)一般默認為G17，可省略，若要在YOZ或XOZ平面進行補償時，需指明，不可省略，而且刀具半徑補償平面的切換必須在補償取消方式下進行。刀具半徑補償?shù)慕⑴c取消只能用G00或G01，而不能用G02或G03。

　　如圖1所示的切削外輪廓，如采用下面程序則會報警。