職業(yè)教育論文-刀具半徑補(bǔ)償功能教學(xué)探討.docVIP

職業(yè)教育論文-刀具半徑補(bǔ)償功能教學(xué)探討摘要：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)和注關(guān)鍵詞：刀補(bǔ)；數(shù)控；過切；偏置；程序1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16立銑100凸臺(tái)，按輪廓編程時(shí)可編為G2I50F100,如沒使用刀補(bǔ)功能，加工84100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3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：G17G01/G00G41/G42D_X_Y_F_，取消刀補(bǔ)指令格式為：G01/G00G40X_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44.1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，ZO123N10G54G40G0Z100（?16鍵槽銑刀）N20X-60Y-60M03S1000N30Z2N40G01Z-2F50N50G41D1Y-60F120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G01G41D01Z-2F50，同樣也難以建立刀補(bǔ)，因?yàn)閆向運(yùn)動(dòng)對(duì)建XY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，故刀具必須在刀補(bǔ)平面運(yùn)動(dòng)，因此G40后須有補(bǔ)償平面坐標(biāo)指令，僅僅有G40的程序段或G0G40Z100等程序段取消刀補(bǔ)是不合理的，也容易產(chǎn)生要注意的是，刀具運(yùn)動(dòng)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(bǔ)的程序段，所有數(shù)控系統(tǒng)都支持直線式運(yùn)動(dòng)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(bǔ)，G40G02X_Y_F_之類程序段來取消刀補(bǔ)。4.2在XOY平面建立刀具半徑補(bǔ)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(bǔ)時(shí)，刀具已經(jīng)運(yùn)動(dòng)，但N40、N50沒有指明刀具在刀補(bǔ)平面運(yùn)動(dòng)方向，就存在可能在輪廓左側(cè)或右側(cè)運(yùn)動(dòng)兩種可能事實(shí)上，現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)大多數(shù)采用具有預(yù)覽功能的C類刀具補(bǔ)償，在建立或執(zhí)行刀具補(bǔ)償功能時(shí)，運(yùn)用了多段程序段預(yù)讀功能，即在程序執(zhí)行時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部同時(shí)儲(chǔ)存了三個(gè)程序段的信息，如果補(bǔ)償平面存在連續(xù)兩段沒有有效移動(dòng)指令或非補(bǔ)償平面內(nèi)軸運(yùn)動(dòng)指令程序段，數(shù)控系統(tǒng)就沒有足夠的刀補(bǔ)信息，無法正確計(jì)算、修正刀具運(yùn)動(dòng)軌跡，并可能產(chǎn)生過切現(xiàn)象，因此編使用刀補(bǔ)程序時(shí)，在補(bǔ)償平面內(nèi)不應(yīng)出現(xiàn)連續(xù)兩段沒有移動(dòng)指令的程序段或非補(bǔ)償平面內(nèi)軸移動(dòng)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(jìn)和工進(jìn)兩補(bǔ)，且在刀具切入工件前，往往有一些機(jī)床輔助性動(dòng)作，如啟動(dòng)主軸，打開冷卻液等，這些都不在刀具補(bǔ)償平面產(chǎn)生有效軸運(yùn)動(dòng)，所以下刀前建刀補(bǔ)，容易產(chǎn)生4.2所述使用刀補(bǔ)問題；另一方面取消刀補(bǔ)過程實(shí)質(zhì)上也是個(gè)刀具偏移的過程，這過程產(chǎn)生了不規(guī)則的刀具運(yùn)動(dòng)，故抬刀前取消刀補(bǔ)，容易產(chǎn)生多切問題，抬刀后取消刀補(bǔ)，刀具已遠(yuǎn)離工件，則4.4數(shù)控銑床銑削輪廓時(shí)，沿輪廓切向進(jìn)出刀不僅保證了工件表面質(zhì)量，也避免使用刀補(bǔ)時(shí)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(jìn)退刀易產(chǎn)生問題：如圖1，加工一個(gè)內(nèi)方孔，如能合理進(jìn)刀，只會(huì)在四個(gè)角出現(xiàn)少切現(xiàn)象，但沿OA進(jìn)刀切入，則會(huì)產(chǎn)生過切現(xiàn)象。O123N10G54G40G0Z100（?16N20X0Y0M03S1000N30Z2N40G01Z-2F50N50G41D1X40Y-40F120N60Y40N70X-40上例中，從刀補(bǔ)角度分析，法向切入也是可以的，沿OA處法向進(jìn)刀，不會(huì)產(chǎn)生過且，但是法向切出會(huì)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(huì)引起少切現(xiàn)象，如采用切向圓弧切入、5刀具半徑補(bǔ)償是數(shù)控系統(tǒng)中一個(gè)很重要的功能，本文講述了刀具半徑補(bǔ)償一些基本理論與問題，對(duì)從事數(shù)控教學(xué)與數(shù)控相關(guān)工作者會(huì)有一定指導(dǎo)意義，請(qǐng)注1,劉瑛,黃根隆.數(shù)控編程手冊(cè)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005.2.加工中心培訓(xùn)教程M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.3HNC-21M/22M世紀(jì)星銑削數(shù)控裝置編程