數(shù)控銑削加工中刀具半徑補(bǔ)償?shù)挠嘘P(guān)問(wèn)題
發(fā)布日期：2012-08-29 蘭生客服中心 瀏覽：3243
 a)外輪廓加工 |  b)內(nèi)輪廓加工 |
| 圖1 刀具半徑補(bǔ)償 | |
1 刀具半徑補(bǔ)償量的指定
 a)刀具半徑右補(bǔ)償 |  b)刀具半徑左補(bǔ)償 |
| 圖2 刀具半徑補(bǔ)償 | |
2 刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⑴c撤消
- 刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕?
- 刀具半徑補(bǔ)償?shù)娜∠?
- 注意事項(xiàng)
3 刀具半徑補(bǔ)償量的變化
- 在刀具半徑補(bǔ)償代碼中輸入的刀具半徑補(bǔ)償量是一個(gè)標(biāo)量數(shù)值，而數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部認(rèn)定的補(bǔ)償量是一個(gè)補(bǔ)償矢量，補(bǔ)償矢量由數(shù)控系統(tǒng)自行計(jì)算。補(bǔ)償矢量的大小與刀具補(bǔ)償代碼指定的補(bǔ)償量相等，其方向在每個(gè)程序段中隨刀具的移動(dòng)不斷變化。
圖4 刀具補(bǔ)償量的計(jì)算
a) 工件外側(cè)加工
b) 工件內(nèi)側(cè)加工
圖5 刀具半徑補(bǔ)償量與刀心軌跡
- 刀具半徑補(bǔ)償量的變化一般在換刀時(shí)出現(xiàn)。對(duì)連續(xù)的程序段，當(dāng)?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償量變化時(shí)，某一程序段終點(diǎn)的矢量(同時(shí)也是下一程序段起點(diǎn)的矢量)要用該程序段指定的刀具補(bǔ)償量進(jìn)行計(jì)算，如圖4 所示。
4 刀具半徑補(bǔ)償量的正負(fù)與刀具的刀心軌跡
- 在數(shù)控程序的編制中，一般我們把刀具的半徑補(bǔ)償量在補(bǔ)償代碼中輸入為正值(+)，如果把刀具半徑補(bǔ)償量設(shè)為負(fù)值(—)時(shí)，在走刀軌跡方向不變的情況下，則相當(dāng)于把數(shù)控程序中的補(bǔ)償位置指令，G41、G42 互換，即加工工件外側(cè)的刀具變?yōu)樵趦?nèi)側(cè)加工，如圖5a、圖5b 所示。在加工表面不變的情況下，刀具走刀軌跡方向?qū)l(fā)生相應(yīng)的變化。
5 刀具半徑補(bǔ)償?shù)拈_(kāi)始與Z 軸的切入操作
- 開(kāi)始切削加工前，在離開(kāi)工件的位置預(yù)先加上工刀具半徑補(bǔ)償(通常在XOY 平面或與XOY 平面平行的平面上)，之后進(jìn)行Z 軸方向的切入。為保證程序運(yùn)行后得到正確的工件輪廓而不產(chǎn)生過(guò)切，編程時(shí)必須注意加工程序的結(jié)構(gòu)。
- 如圖6 所示，在XOY 平面內(nèi)(或平行于XOY 平面的平面內(nèi))使用刀具半徑補(bǔ)償功能(有Z軸移動(dòng))進(jìn)行輪廓切削，設(shè)起點(diǎn)在(0，0，100)處，當(dāng)?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償從起點(diǎn)開(kāi)始時(shí)，由于接近工件及切削工件時(shí)要有Z 軸移動(dòng)，按以下程序加時(shí)就會(huì)出現(xiàn)過(guò)切現(xiàn)象，并且系統(tǒng)不會(huì)報(bào)警停止。
a)正確補(bǔ)償軌跡
b)存在過(guò)切現(xiàn)象的補(bǔ)償軌跡
圖6 刀具半徑補(bǔ)償軌跡
- O 0001
- N1 G90 G54 S1000 M03 ；
- N2 G00 Z100 ；
- N3 X0 Y0 ；
- N4 G01 G41 X20 Y10 D01 F100 ；
- N5 Z2 ；
- N6 Z-10 ；
- N7 Y50 ；
- N8 X50 ；
- N9 Y20 ；
- N10 X10 ；
- N11 G00 Z100 ；
- N12 G40 X0 Y0 ；
- N13 M05 ；
- N14 M30 ；
- 根據(jù)刀具半徑補(bǔ)償功能編程規(guī)則，在XOY 平面內(nèi)(或平行于XOY 平面的平面內(nèi))建立刀具半徑補(bǔ)償后，不能連續(xù)出現(xiàn)兩段Z 軸的移動(dòng)指令，否則會(huì)出現(xiàn)補(bǔ)償位置不正確。當(dāng)半徑補(bǔ)償從N4 程序段開(kāi)始建立的時(shí)候，數(shù)控系統(tǒng)只能預(yù)讀其后的兩個(gè)程序段，而N5、N6 兩段程序段都是Z 軸移動(dòng)指令，沒(méi)有XOY 平面內(nèi)的坐標(biāo)移動(dòng)，系統(tǒng)無(wú)法判斷下一步補(bǔ)償?shù)氖噶糠较�，這時(shí)系統(tǒng)并不報(bào)警，補(bǔ)償照樣進(jìn)行，但是N4 程序段執(zhí)行后刀心軌跡目標(biāo)點(diǎn)發(fā)生了變化，不再是圖中的P 點(diǎn)，而是如圖6b 所示的P1 點(diǎn)，這樣就產(chǎn)生了過(guò)切(圖中陰影部分)。為避免這種過(guò)切，可以在建立半徑補(bǔ)償之前，選擇一個(gè)不會(huì)發(fā)生干涉的安全位置，使Z 軸以快速運(yùn)動(dòng)接近工件后，再以進(jìn)給速度進(jìn)給到切削深度。將上述程序改為：
圖7 刀具直徑改變化，加工程序不變
P1——粗加工刀心軌跡 P2——精加工刀心軌跡
圖8 利用刀具半徑補(bǔ)償進(jìn)行粗精加工
- N1 G90 G54 S1000 M03；
- N2 G00 Z100；
- N3 X0 Y0；
- N4 Z5；
- N5 G01 Z-10 F100；
- N6 G41 X20 Y10 D01；
- N7 Y50；
- N8 X50；
- N9 Y20；
- N10 X10；
- N11 Z100；
- N12 G40 X0 Y0 M05；
- N13 M30。
- 采用這個(gè)程序段進(jìn)行加工，就可以避免過(guò)切的產(chǎn)生。
6 刀具半徑補(bǔ)償功能的應(yīng)用
- 刀具因磨損、重磨、換新而引起刀具直徑改變后，不必修改程序，只需在刀具參數(shù)設(shè)置中輸入變化后刀具直徑。如圖7 所示，1 為未磨損刀具，2 為磨損后刀具，兩者直徑不同，只需將刀具參數(shù)表中的刀具半徑r1 改為r2，即可適用同一程序。
- 用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具半徑補(bǔ)償，可進(jìn)行粗、精加工。如圖8 所示，刀具半徑為r，精加工余量為D。粗加工時(shí)，輸入刀具直徑D=2(r+D)，則加工出虛線(xiàn)輪廓。精加工時(shí)，用同一程序、同一刀具，但輸入刀具直徑D=2r，則加工出實(shí)線(xiàn)輪廓。
- 在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中，有的已具備三維刀具半徑補(bǔ)償功能。對(duì)于四、五坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工，還不具備刀具補(bǔ)償功能，必須在刀位計(jì)算時(shí)考慮刀具半徑
- 刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒕褪窃诘毒邚钠鸬饵c(diǎn)(起刀點(diǎn)位于零件輪廓之外，距離加工零件輪廓切入點(diǎn)較近)以進(jìn)給速度接近工件時(shí)，刀具中心軌跡從與編程軌跡重合過(guò)渡到與編程軌跡偏離一個(gè)刀具半徑值的過(guò)程。刀具半徑補(bǔ)償偏置方向由G41(左補(bǔ)償)或G42(右補(bǔ)償)確定，如圖3 所示。
圖3 建立刀具半徑補(bǔ)償
- 在圖3 中，建立刀具半徑左補(bǔ)償?shù)挠嘘P(guān)指令如下：
- N10 G90 G92 X-10. Y-10. Z0；定義程序原點(diǎn)，起刀點(diǎn)坐標(biāo)為(-10，-10，0)。
- N20 S900 M03；啟動(dòng)主軸。
- N30 G17 G01 G41 X0 Y0 D01；建立刀具半徑左補(bǔ)償，刀具半徑偏置寄存號(hào)D01。
- N40 Y50. ；定義首段零件輪廓。
- 其中，D01 為調(diào)用D01 號(hào)刀具半徑偏置寄存器中存放的刀具半徑值。
- 建立刀具半徑右補(bǔ)償?shù)挠嘘P(guān)指令如下：
- N30 G17 G01 G42 X0 Y0 D01；建立刀具半徑右補(bǔ)償。
- 與建立刀具半徑補(bǔ)償過(guò)程類(lèi)似，在零件最后一段刀具半徑補(bǔ)償軌跡加工完成后，刀具撤離工件，回到退刀點(diǎn)，在這個(gè)過(guò)程中應(yīng)取消刀具半徑補(bǔ)償，其指令用G40。退刀點(diǎn)也應(yīng)位于零件輪廓之外，距離加工零件輪廓退出點(diǎn)較近，可以與起刀點(diǎn)相同，也可以不相同。在圖3中假如退刀點(diǎn)與起刀點(diǎn)相同的話(huà)，其刀具半徑補(bǔ)償取消過(guò)程的命令如下：
- N100 G01X0Y0；加工到工件原點(diǎn)。
- N110 G01G40X-10Y-10；取消刀具半徑補(bǔ)償，退回到退刀點(diǎn)。
- G41、G42 為模態(tài)指令；
- G41(或G42)必須與G40 成對(duì)使用；
- 編入G41(或G42)、G40 程序段，用G01(G40 程序段亦可用G00，但一般用G01)功能及對(duì)應(yīng)坐標(biāo)參數(shù)；
- G41(或G42)與G40 之間的程序段不得出現(xiàn)任何轉(zhuǎn)移加工，如鏡像、子程序加工等。
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