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刀具半徑補(bǔ)償功能教學(xué)探討
畢業(yè)論文網(wǎng) 2009/7/13
摘要：結(jié)合數(shù)控教學(xué)系統(tǒng)闡述了刀具半徑補(bǔ)償基本理論：刀具半徑補(bǔ)償概念引入、刀補(bǔ)類別、補(bǔ)償過程和指令格式等，分析闡述了刀補(bǔ)功能應(yīng)用要點(diǎn)和注意問題，對(duì)教學(xué)有一定指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞：刀補(bǔ)；數(shù)控；過切；偏置；程序
1 “刀具半徑補(bǔ)償”概念的引入
數(shù)控銑削編程時(shí)我們遵循的一個(gè)基本原則是“刀具相對(duì)與工件運(yùn)動(dòng)”，即編程時(shí)把工件看作是靜止的，刀具看作是運(yùn)動(dòng)的， 同時(shí)又把刀看成是沒有大小的，因此輪廓的軌跡就是刀具相對(duì)工件的運(yùn)動(dòng)軌跡了，也就是編程的軌跡了，但實(shí)際上刀具是有大小的，按輪廓編程會(huì)引起工件多切(一個(gè)半徑值)，為了解決上述問題，數(shù)控系統(tǒng)引入了刀具半徑補(bǔ)償功能，通過使用此功能，使刀具自動(dòng)偏離輪廓一個(gè)刀具半徑，從而避免了多切，加工出符合圖樣要求的工件。如用16立銑刀加工一個(gè)100凸臺(tái)，按輪廓編程時(shí)可編為G2 I50 F100,如沒使用刀補(bǔ)功能，加工出來的凸臺(tái)直徑為84，有了刀補(bǔ)功能，就可以加工出100了。
2 刀具半徑補(bǔ)償?shù)膶?shí)質(zhì)與分類
刀具半徑補(bǔ)償實(shí)質(zhì)是根據(jù)編程軌跡及刀具半徑（廣義為刀補(bǔ)值），數(shù)控系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算出偏離編程軌跡一個(gè)刀具半徑（廣義為刀補(bǔ)值）的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，從而剛好加工出符合要求的輪廓；而刀具的偏移是有方向的，以輪廓為基準(zhǔn)，可以往左偏，也可以往右偏，即刀具可以在輪廓左側(cè)，也可以在輪廓右側(cè)，因此刀具半徑補(bǔ)償也分為左補(bǔ)償和右補(bǔ)償。如上例加工100mm凸臺(tái)，當(dāng)順時(shí)針走刀，此時(shí)為左補(bǔ)償，當(dāng)逆時(shí)針走刀，即為右補(bǔ)償，那么怎樣來判定補(bǔ)償類別呢？應(yīng)抓住三點(diǎn)：首先，判定基準(zhǔn)是輪廓，而不是工件，且是相應(yīng)刀位的點(diǎn)輪廓，其次，人的站位——人站在哪里判定，遵循視線的方向和在加工該點(diǎn)輪廓時(shí)刀具的運(yùn)動(dòng)方向一致的原則，最后，加工該點(diǎn)輪廓的刀位——刀在什么位置，這樣就可判定了。如上例加工凸臺(tái)，當(dāng)順時(shí)針走刀時(shí)，為左刀補(bǔ)；如逆時(shí)針走刀，為右刀補(bǔ)。同樣可以判定，如加工的是內(nèi)孔，順時(shí)針走刀時(shí)，為右刀補(bǔ)，逆時(shí)針走刀時(shí)為左刀補(bǔ)。值得注意的是，補(bǔ)償類別不僅和走刀方向有關(guān)，也和輪廓類別有關(guān)；同一輪廓不管取輪廓上哪一點(diǎn)判定，結(jié)果是一致的；同一輪廓可以左刀補(bǔ)編程，也可以右刀補(bǔ)編程，通常推薦左刀補(bǔ)編程。
3 刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^程與指令格式
刀具補(bǔ)償功能是系統(tǒng)所有的，要使用此功能需編程，包括：刀補(bǔ)建立，使用和取消，因此一個(gè)完整的程序應(yīng)包含以上三個(gè)方面。
建立和取消刀補(bǔ)有固定格式，在XY平面建立刀補(bǔ)指令格式為：G17 G01/G00 G41/G42 D_X_Y_F_，取消刀補(bǔ)指令格式為：G01/G00 G40 X_Y_F_，其中G17確定補(bǔ)償平面XY，一般數(shù)控系統(tǒng)補(bǔ)償功能只限于平面，如在XZ、YZ平面補(bǔ)償，即需用G18、G19指令，G00/G01刀具移動(dòng)指令，均為直線式，G01移動(dòng)速度由F確定，G00的速度是由數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置好的，不需要編程人員確定，所以指令是不帶F的，需注意的是大部分系統(tǒng)不能在刀具走圓弧時(shí)建刀補(bǔ)，即建刀補(bǔ)不能在G02/G03程序段；G41/G42為補(bǔ)償類型，左補(bǔ)償為G41，右補(bǔ)償為G42，G40為取消刀具半徑補(bǔ)償。D_為刀補(bǔ)儲(chǔ)存器號(hào)碼，簡(jiǎn)稱刀補(bǔ)號(hào)，地址D后帶1-3位數(shù)，D代碼內(nèi)存刀具偏置量——刀具補(bǔ)償值，一般通過CRT面板手動(dòng)輸入，也可通過程序指令輸入。X_Y_為該程序段刀具運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)位置，需強(qiáng)調(diào)的是該點(diǎn)非刀位點(diǎn)坐標(biāo)，而是輪廓上點(diǎn)的坐標(biāo)。
4 使用刀補(bǔ)功能的要點(diǎn)與注意問題
4.1 建立取消刀補(bǔ)，刀具必須在刀補(bǔ)平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)
建刀補(bǔ)的過程，實(shí)際上是刀具中心從與編程軌跡重合過渡到與編程軌跡偏離一個(gè)偏置量的過程，是刀具發(fā)生偏離的過程，要實(shí)現(xiàn)偏離，刀具必須運(yùn)動(dòng)。如在XY平面建刀補(bǔ)，刀具必須在XY平面運(yùn)動(dòng)，才能實(shí)現(xiàn)XY平面偏離，要注意的是，Z向運(yùn)動(dòng)是沒有用的。如下建刀補(bǔ)程序是失效的：
O123（失效的建刀補(bǔ)程序）
N10 G54 G40 G0 Z100（?16鍵槽銑刀）
N20 X-60 Y-60 M03 S1000
N30 Z2
N40 G01 Z-2 F50
N50 G41 D1 Y-60 F120
……
從N20至N50，刀具在Z向有運(yùn)動(dòng)，但在XY平面沒有運(yùn)動(dòng)，因此，在N50程序段刀補(bǔ)沒有建立起來；如把N40程序段改為G01 G41 D01 Z-2 F50，同樣也難以建立刀補(bǔ)，因?yàn)閆向運(yùn)動(dòng)對(duì)建XY平面刀補(bǔ)是不起作用的。
取消刀補(bǔ)是程序有刀補(bǔ)的狀態(tài)回歸到?jīng)]有刀補(bǔ)的狀態(tài)，是建立刀補(bǔ)的逆過程，刀具中心從與編程軌跡偏離一個(gè)偏置量回歸到與編程軌跡重合，實(shí)質(zhì)上也是個(gè)刀具偏移的過程（未完，下一頁(yè)）
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