刀具半徑補(bǔ)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(xué)過程中學(xué)生應(yīng)用刀具半徑 補(bǔ)償編程時出現(xiàn)的錯誤問題出發(fā)，探討了刀具半徑 補(bǔ)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(zhǔn)確應(yīng)用刀具半徑 補(bǔ)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(diǎn)，而合理掌握刀具補(bǔ)償方法，靈活應(yīng)用刀具補(bǔ)償功能，合理設(shè)置刀具半徑補(bǔ)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(bǔ)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(bǔ)償方法進(jìn)行探討。

　　一、刀具半徑補(bǔ)償原理

　　數(shù)控機(jī)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(jìn)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(dāng)零件加工部分形狀較為復(fù)雜時，如果選用刀具中心編程，就會給計(jì)算關(guān)鍵點(diǎn)帶來很大工作量，而且往往由于關(guān)鍵點(diǎn)的計(jì)算誤差影響機(jī)床的插補(bǔ)運(yùn)算，進(jìn)而產(chǎn)生報警，使加工無法正常進(jìn)行。因此可以利用理論輪廓編程，即按圖形的輪廓進(jìn)行編程。采用理論輪廓編程，需要在系統(tǒng)中預(yù)先設(shè)定偏置參數(shù)，數(shù)控系統(tǒng)會自動計(jì)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(shí)際輪廓，這種功能即為刀具半徑補(bǔ)償功能。

　　二、刀具補(bǔ)償?shù)倪^程

　　數(shù)控系統(tǒng)的刀具補(bǔ)償是將計(jì)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(jìn)行編程，而實(shí)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(jì)算刀具中心軌跡，完成對零件的加工。當(dāng)?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(jìn)行編號，專供刀具補(bǔ)償之用。進(jìn)行數(shù)控編程時，只需調(diào)用刀具補(bǔ)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(jìn)行補(bǔ)償計(jì)算，生成實(shí)際的刀具中心軌跡。刀具半徑補(bǔ)償執(zhí)行時，采用交點(diǎn)運(yùn)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(jì)算其交點(diǎn)，然后自動按啟動階段的矢量在每個前進(jìn)方向的左側(cè)或右側(cè)加上刀補(bǔ)矢量路徑。

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　　1.刀具半徑補(bǔ)償指令的正確使用方法

　　建立刀具補(bǔ)償指令用G41或G42，取消刀具補(bǔ)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(bǔ)，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(bǔ)，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(bǔ)償平面，數(shù)控系統(tǒng)一般默認(rèn)為G17，可省略，若要在YOZ或XOZ平面進(jìn)行補(bǔ)償時，需指明，不可省略，而且刀具半徑補(bǔ)償平面的切換必須在補(bǔ)償取消方式下進(jìn)行。刀具半徑補(bǔ)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。