刀尖補償算法.doc

1. 規(guī)范數(shù)控車削加工程序的2種方式。a.增量方式 b. 絕對方式2. 刀尖半徑補償?shù)膽谩５都鈭A弧半徑補償編制數(shù)控車削加工程序時，理論上是將車刀刀尖看成一個點，如圖一所示的A點就是理論刀尖點。該點是編程時確定加工軌跡的點，數(shù)控系統(tǒng)控制該點的運動軌跡。圖一 圖二實際加工中的車刀，由于工藝或其他要求，刀尖往往不是一個理想的點，而是一段圓弧，如圖二中的BC圓弧。實際加工中，所有車刀均有大小不等或近似的刀尖圓弧，假想的刀尖A在實際加工中是不存在的，切削加工時刀具在數(shù)控系統(tǒng)控制下，以理論刀尖A點按加工軌跡運動，而切削點根據(jù)不同的加工狀態(tài)在BC圓弧上移動。所以如果在數(shù)控加工或數(shù)控編程時不對刀尖圓弧半徑進行補償，僅按照工件輪廓編制的程序來進行加工，將會產(chǎn)生加工誤差。1 不使用刀尖圓弧半徑補償時的加工誤差分析用圓弧刀尖的外圓車刀切削加工時，圓弧刃車刀的對刀點分別為B點和C點（圖二），所形成的假想刀位點為A點。但實際加工中，刀具切削點在刀尖圓弧上變動，從而在加工過程中可能產(chǎn)生過切或少切。因此，采用圓弧刃車刀在不使用刀尖圓弧半徑補償?shù)那闆r下，加工會出現(xiàn)以下幾種情況：（1） 加工臺階面或端面時，對加工表面的尺寸和形狀影響不大，但在端面的中心位置和臺階的清角位置會產(chǎn)生殘留誤差，圖三。圖三（2） 加工圓錐面時，對圓錐的錐度不會產(chǎn)生影響，但對錐面的大小端尺寸會產(chǎn)生較大的影響。通常情況下，會使外錐面的尺寸變大，如圖四，而使內(nèi)錐面的尺寸變小。圖四（3） 加工圓弧時，會對圓弧的圓度和圓弧半徑產(chǎn)生影響。加工外圓弧時，會使加工后的圓弧半徑變小，實際輪廓與理論輪廓在45處最大誤差值=刀尖圓弧*1.414-刀尖圓弧半徑，如圖五。圖五 加工內(nèi)凹圓弧時，會使加工后的圓弧半徑變大，實際輪廓與理論輪廓在45處最大誤差值=刀尖圓弧*1.414-刀尖圓弧半徑，如圖六。圖六2 具備刀尖圓弧半徑補償功能時的刀具半徑補償現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般都有刀具半徑補償功能，為編制程序提供方便。有刀具半徑補償功能的數(shù)控系統(tǒng)，編程時不需要計算刀具中心的運動軌跡，只按零件輪廓編程。使用刀具半徑補償指令G41/G42，并在控制面板上手工輸入刀具半徑，數(shù)控裝置便能自動計算出刀具中心軌跡，并按刀具中心軌跡運動。（1） 確定刀具號和刀具半徑補償號Txx/Dxx（2） 確定刀具半徑補償類型在機床控制面板上選擇刀具補償菜單，填寫刀具補償類型參數(shù)DP1。車床補償類型DP1=500。（3） 設定刀尖位置方向參數(shù)DP2具備刀具半徑補償功能的數(shù)控系統(tǒng)，除利用刀具半徑補償指令外，還應根據(jù)刀具的刀尖形狀和切削時所處的位置，選擇假想刀尖的方位。按假想刀尖的方位，確定補償量。根據(jù)各種刀尖形狀及刀尖位置的不同，數(shù)控車刀的刀尖方位共有9種，如圖七、圖八、圖九。箭頭表示刀尖方向，如果按刀尖圓弧中心編程，則選用9號方位。l 刀尖方位號確定刀尖位置在車床中心后面圖七l 刀尖方位號確定刀尖位置在車床中心前面圖八l 刀尖方位號確定刀尖位置在立車圖九（4）刀具補償量的確定對應每一個刀具補償號，都有一組偏置量X、Z、刀尖半徑補償量和刀尖方位號。根據(jù)裝刀位置、刀具形狀確定刀尖方位號。通過機床面板上的功能鍵分別設定、修改這些參數(shù)，數(shù)控加工中，根據(jù)相應的指令進行調(diào)用，提高零件的加工精度。（5）編程應用示例圖10增量方式編程（不帶刀尖半徑補償）CLK_ZLN10 G53 G18 G91 N20 M03 S50 F100N30 G01 Z-30N50 Z-60 X15N60 Z-50N65 G02 Z-50 X50 CR=50N70 G01 Z-30N80 G01 X10N90 M02絕對方式編程，（帶刀尖半徑補償,DP2=3,DP6=3）CLK_JDN10 G54 G18 G90 G0 Z30 X200 T1 D1N20 M03 S500 F100N30 G42 G01 Z0 X30N40 Z-30N50 Z-90 X45N60 Z-140N65 G02 Z-190 X85 CR=50N70 G01 Z-220N80 G40 G01 X200N90 M023進行刀尖半徑補償時的注意事項應用刀尖半徑補償時，加工程序應采用絕對尺寸G90 方式編程。刀具在切削加工工件輪廓前，刀尖半徑補償已經(jīng)生效。如果采用相對尺寸G91方式編程，刀具在切削加工工件輪廓的首段生成刀尖半徑補償，走刀路線與工件輪廓不符。G41沿刀具移動方向左補償。G42沿刀具移動方向右補償。G41/G42的確定由移動方向和平面選擇共同確定，不能簡單認為左補G41，右補G42，應參照右手直角坐標系。如： X G42（右） G41（左） W Z W Z G41（右） G42（左） X刀具半徑補償?shù)倪x擇：1).刀具半徑補償G41/G42在G16G19及刀具偏置號D有效的平面內(nèi)選擇，刀具半徑補償有效時不能改變平面。2).G41/G42只有在G00/G01/G10/G11有效的程序段選擇，決定工作平面的兩軸至少有一條軸被編程。3).在G41/G42有效時，不能有無位移的程序段編程，也不能有兩個以上與補償平面無關的輔助程序段編程。4).程序中不能在G41生效時，再次寫入G41。刀具半徑補償?shù)淖N：用G40或D0都可在G00/G01/G10/G11生效的程序段內(nèi)撤消G41/G42。撤消G41/G42的程序段內(nèi)至少要編入平面內(nèi)的一條有位移的軸。例：轉(zhuǎn)軸1Q36561Q3656QD1 （DP2=3）N10 G54 G18 G90 G0 Z15 X5 T1 D1N15 G42 G01 Z10 X0N20 Z0N25 G02 Z0 X32 CR=16N30 G01 Z10N35 G40 Z20 X50N40 M021Q3656QD2