職業(yè)教育論文-刀具半徑補償功能教學探討.doc

職業(yè)教育論文-刀具半徑補償功能教學探討摘要：結(jié)合數(shù)控教學系統(tǒng)闡述了刀具半徑補償基本理論：刀具半徑補償概念引入、刀補類別、補償過程和指令格式等，分析闡述了刀補功能應用要點和注關(guān)鍵詞：刀補；數(shù)控；過切；偏置；程序1數(shù)控銑削編程時我們遵循的一個基本原則是“刀具相對與工件運動”，即編程時把工件看作是靜止的，刀具看作是運動的，同時又把刀看成是沒有大小的，因此輪廓的軌跡就是刀具相對工件的運動軌跡了，也就是編程的軌跡了，但實際上刀具是有大小的，按輪廓編程會引起工件多切(一個半徑值)，為了解決上述問題，數(shù)控系統(tǒng)引入了刀具半徑補償功能，通過使用此功能，使刀具自動偏離輪廓16立銑100凸臺，按輪廓編程時可編為G2I50F100,如沒使用刀補功能，加工84100了。2刀具半徑補償?shù)膶嵸|(zhì)與分類刀具半徑補償實質(zhì)是根據(jù)編程軌跡及刀具半徑（廣義為刀補值），數(shù)控系統(tǒng)自動計算出偏離編程軌跡一個刀具半徑（廣義為刀補值）的刀具運動軌跡，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，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100mm凸臺，當順時針走刀，此時為左補償，當逆時針走刀，即為右補償，那么怎樣來判定補償類別呢？應抓住三點：首先，判定基準是輪廓，而不是工件，且是相應刀位的點輪廓，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輪廓時刀具的運動方向一致的原則，最后，加工該點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，當順時針走刀時，為左刀補；如逆時針走刀，為右刀補。同樣可以判定，如加工的是內(nèi)孔，順時針走刀時，為右刀補，逆時針走刀時為左刀補。值得注意的是，補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判定，結(jié)果是一致的；同一輪廓可以左刀補編程，也可以右刀3刀具補償功能是系統(tǒng)所有的，要使用此功能需編程，包括：刀補建立，使用建立和取消刀補有固定格式，在XY平面建立刀補指令格式為：G17G01/G00G41/G42D_X_Y_F_，取消刀補指令格式為：G01/G00G40X_Y_F_，其中G17確定補償平面XY，一般數(shù)控系統(tǒng)補償功能只限于平面，如在XZ、YZ平面補償，即需用G18、G19指令，G00/G01刀具移動指令，均為直線式，G01移動速度由F確定，G00的速度是由數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)設置好的，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建刀補，即建刀補不能在G02/G03程序段；G41/G42為補償類型，左補償為G41，右補償為G42，G40為取消刀具半徑補償。D_為刀補儲存器號碼，簡稱刀補號，地址D后帶1-3位數(shù)，D代碼內(nèi)存刀具偏置量刀具補償值，一般通過CRT面板手動輸入，也可通過程序指令輸入。X_Y_為該程序段刀具運動的終點位置，需強調(diào)的是該點非刀位點坐44.1建刀補的過程，實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偏置量的過程，是刀具發(fā)生偏離的過程，要實現(xiàn)偏離，刀具必須運動。如在XY平面建刀補，刀具必須在XY平面運動，才能實現(xiàn)XY平面偏離，要注意的是，ZO123N10G54G40G0Z100（?16鍵槽銑刀）N20X-60Y-60M03S1000N30Z2N40G01Z-2F50N50G41D1Y-60F120從N20至N50，刀具在Z向有運動，但在XY平面沒有運動，因此，在N50程序段刀補沒有建立起來；如把N40程序段改為G01G41D01Z-2F50，同樣也難以建立刀補，因為Z向運動對建XY取消刀補是程序有刀補的狀態(tài)回歸到?jīng)]有刀補的狀態(tài)，是建立刀補的逆過程，刀具中心從與編程軌跡偏離一個偏置量回歸到與編程軌跡重合，實質(zhì)上也是個刀具偏移的過程，故刀具必須在刀補平面運動，因此G40后須有補償平面坐標指令，僅僅有G40的程序段或G0G40Z100等程序段取消刀補是不合理的，也容易產(chǎn)生要注意的是，刀具運動指令有直線式的，如G00,G01；也有曲線式的，如G02,G03，建立和取消刀補的程序段，所有數(shù)控系統(tǒng)都支持直線式運動指令，但大部分系統(tǒng)不支持曲線式指令，因此不宜編寫G41D1G02X_Y_F_之類程序段來建刀補，G40G02X_Y_F_之類程序段來取消刀補。4.2在XOY平面建立刀具半徑補償指令格式為：GO1/G00G41/G42D_X_Y_F_,其O123N10G54G40G0Z100（?16N20X-60Y-60M03S1000N30G41D1X-40F120N40Z2N50G01Z-2F50上述程序中，從N20N30可知，建刀補時，刀具已經(jīng)運動，但N40、N50沒有指明刀具在刀補平面運動方向，就存在可能在輪廓左側(cè)或右側(cè)運動兩種可能事實上，現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)大多數(shù)采用具有預覽功能的C類刀具補償，在建立或執(zhí)行刀具補償功能時，運用了多段程序段預讀功能，即在程序執(zhí)行時，數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部同時儲存了三個程序段的信息，如果補償平面存在連續(xù)兩段沒有有效移動指令或非補償平面內(nèi)軸運動指令程序段，數(shù)控系統(tǒng)就沒有足夠的刀補信息，無法正確計算、修正刀具運動軌跡，并可能產(chǎn)生過切現(xiàn)象，因此編使用刀補程序時，在補償平面內(nèi)不應出現(xiàn)連續(xù)兩段沒有移動指令的程序段或非補償平面內(nèi)軸移動的程序段，如G04X2,G0Z2G01Z-2F30,M3S800M08,在XY平面均屬于沒有4.3從工藝安全考慮，下刀一般分快進和工進兩補，且在刀具切入工件前，往往有一些機床輔助性動作，如啟動主軸，打開冷卻液等，這些都不在刀具補償平面產(chǎn)生有效軸運動，所以下刀前建刀補，容易產(chǎn)生4.2所述使用刀補問題；另一方面取消刀補過程實質(zhì)上也是個刀具偏移的過程，這過程產(chǎn)生了不規(guī)則的刀具運動，故抬刀前取消刀補，容易產(chǎn)生多切問題，抬刀后取消刀補，刀具已遠離工件，則4.4數(shù)控銑床銑削輪廓時，沿輪廓切向進出刀不僅保證了工件表面質(zhì)量，也避免使用刀補時產(chǎn)生問題，因此原則上，在條件許可的情況下，盡量采用切向切入和切出工件輪廓表面，下面非切向進退刀易產(chǎn)生問題：如圖1，加工一個內(nèi)方孔，如能合理進刀，只會在四個角出現(xiàn)少切現(xiàn)象，但沿OA進刀切入，則會產(chǎn)生過切現(xiàn)象。O123N10G54G40G0Z100（?16N20X0Y0M03S1000N30Z2N40G01Z-2F50N50G41D1X40Y-40F120N60Y40N70X-40上例中，從刀補角度分析，法向切入也是可以的，沿OA處法向進刀，不會產(chǎn)生過且，但是法向切出會產(chǎn)生少切現(xiàn)象：O123N10G54G40G0Z100（?16N20X0Y0M03S1000N30Z2N40G01Z-2F50N50G41D1Y-40F120N55X40N60Y40N70X-40N80Y-40N90X0N100Y0N110G0Z100N120G40Y200N130M30上例中，非切向任何方向出刀，都會引起少切現(xiàn)象，如采用切向圓弧切入、5刀具半徑補償是數(shù)控系統(tǒng)中一個很重要的功能，本文講述了刀具半徑補償一些基本理論與問題，對從事數(shù)控教學與數(shù)控相關(guān)工作者會有一定指導意義，請注1,劉瑛,黃根隆.數(shù)控編程手冊M.北京:化學工業(yè)出版社,2005.2.加工中心培訓教程M.北京:機械工業(yè)出版社,2006.3HNC-21M/22M世紀星銑削數(shù)控裝置編程