技術(shù)中心2024-12-23
一、刀具半徑補(bǔ)償?shù)幕靖拍?br/>1.為什么是刀具半徑補(bǔ)償？
數(shù)控機(jī)床在輪廓加工過(guò)程中，它所控制的是刀具中心的軌跡，而用戶編程時(shí)則是按零件輪廓編制的，因而為了加工所需的零件，在進(jìn)行輪廓加工時(shí)，刀具中心必須偏移一個(gè)刀具半徑值。
數(shù)控裝置根據(jù)零件輪廓編制的程序和預(yù)先設(shè)定的刀具半徑參數(shù)，能實(shí)時(shí)自動(dòng)生成刀具中心軌跡的功能稱為刀具半徑補(bǔ)償功能。
2.刀具半徑補(bǔ)償功能的主要用途
① 實(shí)現(xiàn)根據(jù)編程軌跡對(duì)刀具中心軌跡的控制。
② 實(shí)現(xiàn)刀具半徑誤差補(bǔ)償。
③ 減少粗、精加工程序編制的工作量。
3.刀具半徑補(bǔ)償?shù)某Ｓ梅椒?/strong>
相鄰兩段輪廓的刀具中心軌跡之間用圓弧連接。 相鄰兩段輪廓的刀具中心軌跡之間用直線連接。
（1）B刀補(bǔ)
優(yōu)點(diǎn)：
√算法簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)
優(yōu)點(diǎn)：
√算法簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)
缺點(diǎn)：
×在外輪廓尖角加工時(shí)，由于輪廓尖角處，始終處于切削狀態(tài)，尖角加工的工藝性差。
×在內(nèi)輪廓尖角加工時(shí)，編程人員必須在零件輪廓中插入一個(gè)半徑大于刀具半徑的圓弧，這樣才能避免產(chǎn)生過(guò)切。
（2）C刀補(bǔ)
由數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)和實(shí)際輪廓完全一樣的編程軌跡，直接算出相鄰刀具中心軌跡的交點(diǎn)，然后再對(duì)原來(lái)的中心軌跡作伸長(zhǎng)或縮短的修正。
√尖角性好。
√內(nèi)輪廓加工時(shí)，以免產(chǎn)生過(guò)切。
（3）B刀補(bǔ)與C刀補(bǔ)比較
區(qū)別：B刀補(bǔ)法在確定刀具中心軌跡時(shí)，一次處理一段軌跡，采用的是讀一段，算一段，再走一段的處理方法。這樣，就無(wú)法預(yù)計(jì)到由于刀具半徑補(bǔ)償所造成的下一段加工軌跡對(duì)本段加工軌跡的影響。
區(qū)別：C刀補(bǔ)采用的方法是一次對(duì)兩段進(jìn)行處理，即先預(yù)處理本段，然后根據(jù)下一段的方向來(lái)確定其刀具中心軌跡的段間過(guò)渡狀態(tài)，從而便完成了本段的刀補(bǔ)運(yùn)算處理。
二、刀具半徑補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟?br/>1.刀具半徑補(bǔ)償?shù)墓ぷ鬟^(guò)程
刀具半徑補(bǔ)償執(zhí)行的過(guò)程一般可分為三步：
（1）刀補(bǔ)建立
（2）刀補(bǔ)進(jìn)行
（3）刀補(bǔ)撤銷(xiāo)
使用刀具半徑補(bǔ)償功能注意事項(xiàng)
1、必須在運(yùn)動(dòng)中建立和取消刀補(bǔ)，G41/G42沒(méi)有使刀具運(yùn)動(dòng)的功能；
2、不能在圓弧程序段上建立和取消刀補(bǔ)；刀具半徑補(bǔ)償功能只能在輪廓的插補(bǔ)平面內(nèi)生效，而在除插補(bǔ)平面外的其它坐標(biāo)軸上不起作用；
3、在刀補(bǔ)執(zhí)行過(guò)程中，不能有連續(xù)兩段指令為非插補(bǔ)平面運(yùn)動(dòng)的指令，否則產(chǎn)生過(guò)切。
二.C刀補(bǔ)償?shù)霓D(zhuǎn)接形式和過(guò)渡方式
（1）轉(zhuǎn)接形式
在一般的CNC裝置中，均有圓弧和直線插補(bǔ)兩種功能。由于C刀補(bǔ)采用直線過(guò)渡，實(shí)際加工過(guò)程中，隨著前后兩編程軌跡的線型不同，也會(huì)產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)接情況：
（2）過(guò)渡方式
矢量夾角α 指兩編程軌跡在交點(diǎn)處非加工側(cè)（工件側(cè)）的夾角α
根據(jù)兩段程序軌跡的矢量夾角α和刀補(bǔ)方向的不同，又有以下幾種轉(zhuǎn)接過(guò)渡方式：
縮短型：矢量夾角180°≤α＜360°
刀具中心軌跡短于編程軌跡的過(guò)渡方式。
伸長(zhǎng)型：矢量夾角90°≤α＜180°
刀具中心軌跡長(zhǎng)于編程軌跡的過(guò)渡方式。
插入型：矢量夾角α＜90°
在兩段刀具中心軌跡之間插入一段直線的過(guò)渡方式。
縮短型：
矢量夾角180°≤α＜360°
刀具中心軌跡短于編程軌跡的過(guò)渡方式。
伸長(zhǎng)型：
矢量夾角90°≤α＜180°
刀具中心軌跡長(zhǎng)于編程軌跡的過(guò)渡方式。
矢量夾角90°≤α＜180°
刀具中心軌跡長(zhǎng)于編程軌跡的過(guò)渡方式。
插入型：
矢量夾角α＜90°
在兩段刀具中心軌跡之間插入一段直線的過(guò)渡方式。
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縮短型：180°≤α＜360°
伸長(zhǎng)型：90°≤α＜180°
插入型：α＜90°
縮短型：180°≤α＜360°
伸長(zhǎng)型：90°≤α＜180°
插入型：α＜90°
三、加工過(guò)程中的過(guò)切判別
當(dāng)被加工的輪廓是直線段時(shí)，若刀具半徑選用過(guò)大，就將產(chǎn)生過(guò)削現(xiàn)象。
當(dāng)讀入編程軌跡CD時(shí)，就要對(duì)上段刀具中心軌跡B’C’進(jìn)行修正，確定刀具中心應(yīng)從B′點(diǎn)移到C′點(diǎn)。顯然，這時(shí)必將產(chǎn)生如圖陰影部分所示的過(guò)切削。
1.直線加工時(shí)的過(guò)切判別方法
可以通過(guò)編程矢量與其相對(duì)應(yīng)的修正矢量的標(biāo)量積的正負(fù)進(jìn)行判別。在上圖中，BC為編程矢量， 為BC對(duì)應(yīng)的修正矢量，α為它們之間的夾角。則：標(biāo)量積
顯然，當(dāng)
（即90o<α<270o）時(shí)，刀具就要背向編程軌跡移動(dòng)，造成過(guò)切削。上圖中α=180o，所以必定產(chǎn)生過(guò)切削。
2.圓弧加工時(shí)的過(guò)切削判別
在內(nèi)輪廓圓弧加工（圓弧加工的命令為 G41G03 或G42G02）時(shí)，若選用的刀具半徑rD過(guò)大，超過(guò)了所需加工的圓弧半徑R，那么就會(huì)產(chǎn)生過(guò)切削。
過(guò)切削現(xiàn)象都發(fā)生在過(guò)渡形式為縮短型的情況下，因而可以根據(jù)這一原則，來(lái)判斷發(fā)生過(guò)切削的條件，并據(jù)此設(shè)計(jì)過(guò)切削判別程序。
設(shè)刀具開(kāi)始位置距工件表面上方50mm，切削深度為8。
N01 G91 G41 G00 X20.0 Y10.0
N02 Z-48.0 ;
N03 G01 Z-10.0 F200 ;
N04 Y30.0 ;
N05 X30.0 ;
N06 Y-20.0 ;
N07 X-40.0 ;
N08 G00 Z58.0 ;
N09 G40 X-10.0 Y-20.0 ;
N10 M02 ;
N05 G91 X60.0 ;
N06 M08 ;
N07 M09 ;
N08 Y-15.0 ;
N09 X40 .0 ;
當(dāng)N05程序段加工AB輪廓，同時(shí)讀入N06和N07兩段，因這兩段為輔助功能指令，作不出沿BC輪廓垂直矢量，而直接到達(dá)S點(diǎn)，造成過(guò)切現(xiàn)象。
