刀具半徑補償分析

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。

　　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(fù)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(yù)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://www.ex-cimer.com/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://www.ex-cimer.com/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。

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　　N10 G54 G90 G00 X20 Y0 S800 M03

　　N20 G41 G03 X20 Y20 R10 D01 F200

　　N30 G02 X20 Y60 R20

　　N40 G01 X50 Y60

　　N50 G02 X50 Y20 R20

　　N60 G03 X50 Y0 R10

　　N70 G40 G00 X0 Y0 M05

　　N80 M30