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淺析刀具半徑補(bǔ)償功能的正確使用
泰州技師學(xué)院 朱立鵬 2018/3/10 10:54:22
【摘 要】主要講述了刀具半徑補(bǔ)償功能在數(shù)控加工中的使用。
【關(guān)鍵詞】B類補(bǔ)償；C類補(bǔ)償；刀補(bǔ)的建立；刀補(bǔ)的進(jìn)行；刀補(bǔ)的取消
【正 文】
隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床越來(lái)越廣泛地被運(yùn)用到各類機(jī)械制造行業(yè)。數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行必須按事先編制好的加工程序運(yùn)行。因此，程序編制的質(zhì)量將直接影響到加工零件的質(zhì)量要求。零件程序的編制，除根據(jù)零件圖的形狀、尺寸、材料及技術(shù)要求確定加工工藝過(guò)程、工藝參數(shù)、切削用量及位移數(shù)據(jù)外，還應(yīng)考慮各基點(diǎn)的計(jì)算繁易及數(shù)控系統(tǒng)的功能，尤其對(duì)數(shù)控銑床等使用帶有半徑的刀具的機(jī)床，為簡(jiǎn)化計(jì)算，其編程往往要以刀具中心為編程軌跡，但計(jì)算各軌跡基點(diǎn)又會(huì)帶來(lái)大量的、復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程。為解決這一問(wèn)題，數(shù)控機(jī)床大多備有刀具半徑補(bǔ)償功能，以減輕計(jì)算難度。但是，刀具半徑補(bǔ)償在使用方面有著許多特殊的要求，具體分析如下（以FANUC系統(tǒng)為例）：
在數(shù)控編程前，正確選擇刀具和確定刀具路徑是制訂加工工藝的重要環(huán)節(jié)。因?yàn)榈毒哂邪霃�，所以刀具中心的軌跡相對(duì)于工件的實(shí)際輪廓總是偏移一個(gè)刀具的半徑，加工時(shí)，刀具可偏移加工零件形面為刀具半徑的軌跡移動(dòng)，該功能就是刀具半徑補(bǔ)償。
數(shù)控裝置大都具有刀具半徑補(bǔ)償功能，這為程序編制提供了方便。當(dāng)編制零件加工程序時(shí)，可利用刀具半徑補(bǔ)償功能，直接按零件輪廓進(jìn)行編程，而不需要進(jìn)行大量的刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡的計(jì)算。采用刀具半徑補(bǔ)償后，數(shù)控系統(tǒng)能自動(dòng)計(jì)算出刀具中心的偏移向量，進(jìn)而得到偏移后的刀具中心軌跡，并使系統(tǒng)按中心軌跡運(yùn)行。
刀具半徑補(bǔ)償分為B類補(bǔ)償和C類補(bǔ)償。B類補(bǔ)償只能實(shí)現(xiàn)在本程序段內(nèi)的刀具半徑補(bǔ)償，而對(duì)程序段間的過(guò)渡不予處理。只有B類刀具半徑補(bǔ)償功能的數(shù)控系統(tǒng)，使用時(shí)，對(duì)有外輪廓（外拐角）部分，必須增加尖角過(guò)渡輔助程序段；對(duì)內(nèi)輪廓（內(nèi)拐角），則會(huì)產(chǎn)生過(guò)切現(xiàn)象，因此，不能使用B類刀具半徑補(bǔ)償。刀具半徑C類補(bǔ)償功能可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)尖角過(guò)渡，只要給出零件輪廓的程序數(shù)據(jù)，數(shù)控系統(tǒng)就能自動(dòng)地進(jìn)行拐角處的刀具中心軌跡交點(diǎn)的計(jì)算，C類補(bǔ)償功能可用于內(nèi)、外拐角輪廓的加工。
C類刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡分為形成刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒀a(bǔ)償程序段、零件輪廓切削程序段和補(bǔ)償撤消程序段三個(gè)組成部分。
一、刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕?br>
當(dāng)電源接通時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)處于刀偏取消方式，刀具中心軌跡和編程一致，此時(shí)，可通過(guò)刀具半徑補(bǔ)償指令G41（或G42）和D0以外的D代碼，令數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)入偏置狀態(tài)，用此指令移動(dòng)刀具就稱為刀具半徑補(bǔ)償?shù)钠鸬丁?br>
起刀時(shí)，必須通過(guò)定位指令G00或直線插補(bǔ)指令G01，在偏置平面內(nèi)任意一軸上的移動(dòng)而完成。在建立補(bǔ)償?shù)某绦蚨沃校荒苁褂脠A弧插補(bǔ)指令G02（或G03），否則將出現(xiàn)P/S報(bào)警。在建立刀具半徑補(bǔ)償過(guò)程中，G41、G42用于指定半徑補(bǔ)償?shù)姆较颍?dāng)偏置方向取正值時(shí)，G41為刀具半徑左補(bǔ)償，G42則為刀具半徑右補(bǔ)償；當(dāng)偏置方向取負(fù)值時(shí)，則G41、G42進(jìn)行互換。實(shí)現(xiàn)偏置方式的改變一般應(yīng)在偏置取消方式下進(jìn)行，而D代碼指定刀具半徑補(bǔ)償量，由地址D和后面的1--3位數(shù)組成，D代碼一直有效，直至指定另一個(gè)D 代碼為止。
二、刀具半徑補(bǔ)償?shù)妮喞邢?br>
當(dāng)建立起正確的刀具半徑補(bǔ)償量后，數(shù)控系統(tǒng)就將按程序要求實(shí)現(xiàn)刀具中心的運(yùn)動(dòng)，在刀具半徑補(bǔ)償狀態(tài)中，由定位指令G00、直線插補(bǔ)指令G01或圓弧插指令G02（或G03）實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償，若在偏置狀態(tài)中，處理2個(gè)或更多個(gè)刀具不移動(dòng)的程序段，刀具將產(chǎn)生過(guò)切或欠切現(xiàn)象。在刀具半徑補(bǔ)償狀態(tài)中，應(yīng)特別注意零件拐角處的刀具運(yùn)動(dòng)情況，當(dāng)?shù)毒甙霃酱笥谒庸さ墓ぜ䞍?nèi)輪廓轉(zhuǎn)角、刀具直徑大于所加工的溝槽、加工小于刀具半徑的臺(tái)階以及補(bǔ)償起動(dòng)和沿Z軸切削時(shí)，都會(huì)產(chǎn)生過(guò)切現(xiàn)象，編程時(shí)應(yīng)經(jīng)過(guò)相應(yīng)的處理。
在使用刀具半徑補(bǔ)償功能過(guò)程中，也可以改變補(bǔ)償偏置量，此時(shí)，在程序段終點(diǎn)的向量值要根據(jù)該程序段所指定的偏置量，即新的刀具半徑補(bǔ)償值來(lái)進(jìn)行計(jì)算。
在半徑補(bǔ)償過(guò)程中改變補(bǔ)償偏置量，可有效地提高工作效率。例如：在加工過(guò)程中，當(dāng)?shù)毒吣p或刀具重磨后，刀具半徑變小，此時(shí)，只需手工輸入改變后的刀具半徑，而不必修改己編好的程序。在用同一把半徑為R的刀具進(jìn)行粗、精加工時(shí)，可設(shè)精加工余量為Δ，則粗加工的偏置量取R+Δ，而精加工的偏置量改為R即可。
三、刀具半徑補(bǔ)償?shù)某废?br>
在加工結(jié)束時(shí)，為使刀具返回到開(kāi)始位置，須取消刀具半徑補(bǔ)償方式。刀具半徑補(bǔ)償?shù)某废赏ㄟ^(guò)指令G40或指定刀具半徑補(bǔ)償偏置號(hào)為0的程序段來(lái)完成，刀具半徑補(bǔ)償?shù)娜∠绦蚨我惨ㄟ^(guò)指令G00或G01進(jìn)行，且不能使用G02或G03指令，否則也將產(chǎn)生報(bào)警，并且刀具停止運(yùn)行。在進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償?shù)某废麜r(shí)，還要注意刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕K（未完，下一頁(yè)）
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