數(shù)控車床刀補(bǔ)及換刀技術(shù)

1、2.3 數(shù)控車床刀補(bǔ)與換刀技術(shù)數(shù)控車床刀補(bǔ)與換刀技術(shù)第一節(jié)：數(shù)控車床刀具補(bǔ)償?shù)谝还?jié)：數(shù)控車床刀具補(bǔ)償?shù)诙?jié)：換刀程序編寫第二節(jié)：換刀程序編寫解決解決: :各刀設(shè)置不同的工件原點(diǎn)各刀設(shè)置不同的工件原點(diǎn). .各刀位置進(jìn)行比較各刀位置進(jìn)行比較, ,設(shè)定刀具偏差補(bǔ)償設(shè)定刀具偏差補(bǔ)償. . 可以使加工程序不隨刀尖位置的不同可以使加工程序不隨刀尖位置的不同而改變而改變. .第一節(jié)第一節(jié) 數(shù)控車床刀具補(bǔ)償數(shù)控車床刀具補(bǔ)償1、為什么需要刀具補(bǔ)償、為什么需要刀具補(bǔ)償?編程時編程時,通常設(shè)定刀架上各刀在工作通常設(shè)定刀架上各刀在工作位時位時,其刀尖位置是一致的其刀尖位置是一致的.但由于刀但由于刀具的幾何形狀、安裝不

2、同具的幾何形狀、安裝不同,其刀尖位置其刀尖位置不一致不一致,相對于工件原點(diǎn)的距離不相同相對于工件原點(diǎn)的距離不相同.解決解決: :將磨損量測量獲得后進(jìn)行補(bǔ)償將磨損量測量獲得后進(jìn)行補(bǔ)償. . 可以不修改加工程序可以不修改加工程序. .刀具使用一段時間后會刀具使用一段時間后會磨損磨損,會使加工尺寸產(chǎn)生會使加工尺寸產(chǎn)生誤差誤差. 解決解決: :對刀尖圓弧半徑進(jìn)行補(bǔ)償對刀尖圓弧半徑進(jìn)行補(bǔ)償. . 可以使按工件輪廓編程不受影響可以使按工件輪廓編程不受影響. .數(shù)控程序一般是針對刀位點(diǎn)數(shù)控程序一般是針對刀位點(diǎn),按工件輪廓尺寸編制的按工件輪廓尺寸編制的.當(dāng)?shù)都猱?dāng)?shù)都獠皇抢硐朦c(diǎn)而是一段圓弧時不是理想點(diǎn)而是一段圓

3、弧時,會會造成實(shí)際切削點(diǎn)與理想刀位點(diǎn)造成實(shí)際切削點(diǎn)與理想刀位點(diǎn)的位置偏差的位置偏差.刀具補(bǔ)償：是補(bǔ)償?shù)毒哐a(bǔ)償：是補(bǔ)償實(shí)際加工實(shí)際加工時所用的刀具與編程時時所用的刀具與編程時使用的使用的理想刀具理想刀具或?qū)Φ稌r使用的或?qū)Φ稌r使用的基準(zhǔn)刀具基準(zhǔn)刀具之間的偏之間的偏差值，保證加工零件符合圖紙要求的一種處理方法。差值，保證加工零件符合圖紙要求的一種處理方法。2、刀具補(bǔ)償?shù)母拍?、刀具補(bǔ)償?shù)母拍畹毒哐a(bǔ)償?shù)毒哐a(bǔ)償?shù)毒叩钠醚a(bǔ)償?shù)毒叩钠醚a(bǔ)償 （TXXXX實(shí)現(xiàn)）實(shí)現(xiàn)）刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)都鈭A弧半徑補(bǔ)償（G41、G42實(shí)現(xiàn)）實(shí)現(xiàn)）幾何位置補(bǔ)償幾何位置補(bǔ)償磨損補(bǔ)償磨損補(bǔ)償3、刀具補(bǔ)償?shù)姆N類、刀具補(bǔ)償?shù)姆N類4、刀具的

4、偏置補(bǔ)償、刀具的偏置補(bǔ)償幾何位置補(bǔ)償幾何位置補(bǔ)償 刀具幾何位置補(bǔ)償是用于補(bǔ)償各刀具安刀具幾何位置補(bǔ)償是用于補(bǔ)償各刀具安裝好后，其刀位點(diǎn)（如刀尖）與編程時理裝好后，其刀位點(diǎn)（如刀尖）與編程時理想刀具或基準(zhǔn)刀具刀位點(diǎn)的位置偏移的。想刀具或基準(zhǔn)刀具刀位點(diǎn)的位置偏移的。 通常是在所用的多把車刀中選定一把車通常是在所用的多把車刀中選定一把車刀作基準(zhǔn)車刀，對刀編程主要是以該車刀刀作基準(zhǔn)車刀，對刀編程主要是以該車刀為準(zhǔn)。為準(zhǔn)。圖示圖示補(bǔ)償數(shù)據(jù)獲?。貉a(bǔ)償數(shù)據(jù)獲?。悍謩e測出各刀尖相對于刀架基準(zhǔn)面的偏離距離分別測出各刀尖相對于刀架基準(zhǔn)面的偏離距離X1X1，Z1Z1、X2X2，Z2 Z2 、X3X3，Z3Z3 若選

5、刀具若選刀具1為對刀用的基準(zhǔn)刀具，則各刀具的幾何為對刀用的基準(zhǔn)刀具，則各刀具的幾何偏置分別為偏置分別為 XjXj ， ZjZj Xj1=0Xj1=0、 Zj1=0Zj1=0 Xj2 =(XXj2 =(X2 2-X-X1 1) ) x 2 2、 Zj2 = ZZj2 = Z2 2-Z-Z1 1 Xj3 =(XXj3 =(X3 3-X-X1 1) ) x 2、 Zj3 = ZZj3 = Z3 3-Z-Z1 1磨損補(bǔ)償磨損補(bǔ)償 主要是針對某把車刀而言，當(dāng)某把車刀主要是針對某把車刀而言，當(dāng)某把車刀批量加工一批零件后，刀具自然磨損后而批量加工一批零件后，刀具自然磨損后而導(dǎo)致刀尖位置尺寸的改變，此即為該刀

6、具導(dǎo)致刀尖位置尺寸的改變，此即為該刀具的磨損補(bǔ)償。的磨損補(bǔ)償。批量加工后，各把車刀都應(yīng)考慮磨損補(bǔ)償批量加工后，各把車刀都應(yīng)考慮磨損補(bǔ)償（包括基準(zhǔn)車刀）（包括基準(zhǔn)車刀）刀具幾何補(bǔ)償?shù)暮铣傻毒邘缀窝a(bǔ)償?shù)暮铣?若設(shè)定的刀具幾何位置補(bǔ)償和磨損補(bǔ)償若設(shè)定的刀具幾何位置補(bǔ)償和磨損補(bǔ)償都有效存在時，實(shí)際幾何補(bǔ)償將是這兩者都有效存在時，實(shí)際幾何補(bǔ)償將是這兩者的的矢量和矢量和。 X= Xj+ Xm、 Z= Zj+ Zm刀具幾何補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)刀具幾何補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)刀具的幾何補(bǔ)償是通過引用程序中使用的刀具的幾何補(bǔ)償是通過引用程序中使用的Txxxx來實(shí)現(xiàn)的。來實(shí)現(xiàn)的。 T x x x x 當(dāng)前刀具號當(dāng)前刀具號 刀補(bǔ)地址號刀補(bǔ)

7、地址號過程：過程： 將某把車刀的幾何偏置和磨損補(bǔ)償值存入相應(yīng)的刀補(bǔ)地址將某把車刀的幾何偏置和磨損補(bǔ)償值存入相應(yīng)的刀補(bǔ)地址中。中。 當(dāng)程序執(zhí)行到含當(dāng)程序執(zhí)行到含 Txxxx的程序行的內(nèi)容時，即自動到刀補(bǔ)的程序行的內(nèi)容時，即自動到刀補(bǔ) 地址中提取刀偏及刀補(bǔ)數(shù)據(jù)。地址中提取刀偏及刀補(bǔ)數(shù)據(jù)。 驅(qū)動刀架拖板進(jìn)行相應(yīng)的位置調(diào)整。驅(qū)動刀架拖板進(jìn)行相應(yīng)的位置調(diào)整。 T XX 00取消幾何補(bǔ)償。取消幾何補(bǔ)償。對于有自動換刀功能的車床來說，執(zhí)行對于有自動換刀功能的車床來說，執(zhí)行T指令時，指令時，將先讓刀架轉(zhuǎn)位，按刀具號選擇好刀具后，再調(diào)將先讓刀架轉(zhuǎn)位，按刀具號選擇好刀具后，再調(diào)整刀架拖板位置來實(shí)施刀補(bǔ)。整刀架拖板

8、位置來實(shí)施刀補(bǔ)。5、刀尖圓弧半徑補(bǔ)償、刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償?shù)哪康牡毒甙霃窖a(bǔ)償?shù)哪康娜糗囅骷庸な褂眉饨擒嚨?，刀位點(diǎn)即為刀尖，其若車削加工使用尖角車刀，刀位點(diǎn)即為刀尖，其編程軌跡和實(shí)際切削軌跡完全相同。編程軌跡和實(shí)際切削軌跡完全相同。若使用帶圓弧頭車刀（精車時），在加工錐面或若使用帶圓弧頭車刀（精車時），在加工錐面或圓弧面時，會造成過切或少切。圓弧面時，會造成過切或少切。為了保證加工尺寸的準(zhǔn)確性，必須考慮刀尖圓角為了保證加工尺寸的準(zhǔn)確性，必須考慮刀尖圓角半徑補(bǔ)償以消除誤差。半徑補(bǔ)償以消除誤差。由于刀尖圓弧通常比較小由于刀尖圓弧通常比較小(常用常用 r1.21.6 mm), 故粗車時可不考慮

9、刀具半徑補(bǔ)償故粗車時可不考慮刀具半徑補(bǔ)償.刀具半徑補(bǔ)償?shù)姆椒ǖ毒甙霃窖a(bǔ)償?shù)姆椒ㄈ斯ゎA(yù)刀補(bǔ)：人工計算刀補(bǔ)量進(jìn)行編程人工預(yù)刀補(bǔ)：人工計算刀補(bǔ)量進(jìn)行編程機(jī)床自動刀補(bǔ)機(jī)床自動刀補(bǔ)機(jī)床自動刀具半徑補(bǔ)償機(jī)床自動刀具半徑補(bǔ)償 機(jī)床自動刀補(bǔ)原理機(jī)床自動刀補(bǔ)原理當(dāng)編制零件加工程序時，不需要計算刀具中心運(yùn)當(dāng)編制零件加工程序時，不需要計算刀具中心運(yùn)動軌跡，只按零件輪廓編程。動軌跡，只按零件輪廓編程。 使用刀具半徑補(bǔ)償指令。使用刀具半徑補(bǔ)償指令。 在控制面板上手工輸入刀具補(bǔ)償值。在控制面板上手工輸入刀具補(bǔ)償值。 執(zhí)行刀補(bǔ)指令后，數(shù)控系統(tǒng)便能自動地計算出刀執(zhí)行刀補(bǔ)指令后，數(shù)控系統(tǒng)便能自動地計算出刀具中心軌跡，并按刀具中

10、心軌跡運(yùn)動。即刀具自具中心軌跡，并按刀具中心軌跡運(yùn)動。即刀具自動偏離工件輪廓一個補(bǔ)償距離，從而加工出所要動偏離工件輪廓一個補(bǔ)償距離，從而加工出所要求的工件輪廓。求的工件輪廓。刀尖方位的設(shè)置刀尖方位的設(shè)置 車刀形狀很多，使用時安裝位置也各異，由此車刀形狀很多，使用時安裝位置也各異，由此決定刀尖圓弧所在位置。決定刀尖圓弧所在位置。要把代表車刀形狀和位置的參數(shù)輸入到數(shù)據(jù)庫中。要把代表車刀形狀和位置的參數(shù)輸入到數(shù)據(jù)庫中。以刀尖方位號表示。以刀尖方位號表示。從圖示可知，從圖示可知，若刀尖方位碼設(shè)為若刀尖方位碼設(shè)為0或或9時，機(jī)床將以刀尖時，機(jī)床將以刀尖圓弧中圓弧中心心為刀位點(diǎn)進(jìn)行刀補(bǔ)計算處理；為刀位點(diǎn)進(jìn)

11、行刀補(bǔ)計算處理；當(dāng)?shù)都夥轿淮a設(shè)為當(dāng)?shù)都夥轿淮a設(shè)為18時，機(jī)床將以時，機(jī)床將以假想刀尖假想刀尖為為刀位點(diǎn)，根據(jù)相應(yīng)的代碼方位進(jìn)行刀補(bǔ)計算處理。刀位點(diǎn)，根據(jù)相應(yīng)的代碼方位進(jìn)行刀補(bǔ)計算處理。刀具半徑補(bǔ)償指令刀具半徑補(bǔ)償指令v格式：格式：G41G42G00G01X _ Z _G40 G00 X_ Z _v說明：說明：G41 刀具半徑左補(bǔ)償?shù)毒甙霃阶笱a(bǔ)償G42 刀具半徑右補(bǔ)償?shù)毒甙霃接已a(bǔ)償G40取消刀具半徑補(bǔ)償取消刀具半徑補(bǔ)償G42G41指令說明指令說明: X、Z 為建立或取消刀補(bǔ)程序段中，刀具移動的為建立或取消刀補(bǔ)程序段中，刀具移動的終點(diǎn)坐標(biāo)。終點(diǎn)坐標(biāo)。v執(zhí)行刀補(bǔ)指令應(yīng)注意：執(zhí)行刀補(bǔ)指令應(yīng)注意：（1）

12、、刀徑補(bǔ)償?shù)囊牒腿∠麘?yīng)在不加工的空行程段上，）、刀徑補(bǔ)償?shù)囊牒腿∠麘?yīng)在不加工的空行程段上，且在且在G00或或G01程序行上實(shí)施。程序行上實(shí)施。（2）、刀徑補(bǔ)償引入和卸載時，刀具位置的變化是一個漸）、刀徑補(bǔ)償引入和卸載時，刀具位置的變化是一個漸變的過程。變的過程。（3）、當(dāng)輸入刀補(bǔ)數(shù)據(jù)時給的是負(fù)值，則）、當(dāng)輸入刀補(bǔ)數(shù)據(jù)時給的是負(fù)值，則G41、G42互相轉(zhuǎn)互相轉(zhuǎn)化?；?。（4）、）、G41、G42指令不要重復(fù)規(guī)定，否則會產(chǎn)生一種特殊指令不要重復(fù)規(guī)定，否則會產(chǎn)生一種特殊的補(bǔ)償。的補(bǔ)償。刀具補(bǔ)償?shù)木幊虒?shí)現(xiàn)刀具補(bǔ)償?shù)木幊虒?shí)現(xiàn) 11刀徑補(bǔ)償?shù)囊氲稄窖a(bǔ)償?shù)囊耄ǔ醮渭虞d）：（初次加載）：v刀具中心從與編

13、刀具中心從與編程軌跡重合到過度程軌跡重合到過度到與編程軌跡偏離到與編程軌跡偏離一個偏置量的過程一個偏置量的過程.22刀徑補(bǔ)償進(jìn)行刀徑補(bǔ)償進(jìn)行刀具中心始終與編程刀具中心始終與編程軌跡保持設(shè)定的偏置軌跡保持設(shè)定的偏置距離距離. .33刀徑補(bǔ)償?shù)娜∠稄窖a(bǔ)償?shù)娜∠鹶刀具中心從與編刀具中心從與編程軌跡偏離過度到程軌跡偏離過度到與編程軌跡重合的與編程軌跡重合的過程過程.刀徑補(bǔ)償?shù)囊牒腿〉稄窖a(bǔ)償?shù)囊牒腿∠仨毷遣磺邢鞯目障仨毷遣磺邢鞯目招谐躺闲谐躺?例例1：考慮刀尖半徑補(bǔ)償：考慮刀尖半徑補(bǔ)償O1111N1 G92 X40.0 Z10.0N2 T0101N3 M03 S400N4 G00 X40.0

14、Z5.0N5 G00 X0.0N6 G42 G01 Z0 F60 (加刀補(bǔ)加刀補(bǔ))N7 G03 X24.0 Z-24 R15N8 G02 X26.0 Z-31.0 R5N9 G40 G00 X30 (取消刀補(bǔ)取消刀補(bǔ))N10 G00 X45 Z5N11 M30COD（24，-24）第二節(jié)、換刀程序編寫第二節(jié)、換刀程序編寫1、關(guān)于參考點(diǎn)操作的指令、關(guān)于參考點(diǎn)操作的指令G27、G28、G29. - 參考點(diǎn)控制參考點(diǎn)控制格式：格式：G27 X. Z. T0000 ; 回指令參考點(diǎn)檢驗(yàn)回指令參考點(diǎn)檢驗(yàn)G28 X. Z. T0000 ; 經(jīng)指令中間點(diǎn)再自動回參考點(diǎn)經(jīng)指令中間點(diǎn)再自動回參考點(diǎn)G29 X.

15、Z. ; 從參考點(diǎn)經(jīng)中間點(diǎn)返回指令點(diǎn)從參考點(diǎn)經(jīng)中間點(diǎn)返回指令點(diǎn)各指令功能：各指令功能：G27用于檢查用于檢查X X軸與軸與Z Z軸是否能正確返回參考點(diǎn)。軸是否能正確返回參考點(diǎn)。X Z X Z 值指機(jī)床參考點(diǎn)在工件坐標(biāo)系的絕對坐標(biāo)值值指機(jī)床參考點(diǎn)在工件坐標(biāo)系的絕對坐標(biāo)值. .G27 X200.345 Z458.565執(zhí)行執(zhí)行G28指令時，各軸先以指令時，各軸先以G00的速度快移到程的速度快移到程序指令的中間點(diǎn)位置，然后自動返回參考點(diǎn)。到序指令的中間點(diǎn)位置，然后自動返回參考點(diǎn)。到達(dá)參考點(diǎn)后，相應(yīng)坐標(biāo)方向的指示燈亮。達(dá)參考點(diǎn)后，相應(yīng)坐標(biāo)方向的指示燈亮。執(zhí)行執(zhí)行G29指令時，各軸先以指令時，各軸先以G

16、00的速度快移到由的速度快移到由前段前段G28指令定義的中間點(diǎn)位置，然后再向程序指令定義的中間點(diǎn)位置，然后再向程序指令的目標(biāo)點(diǎn)快速定位。指令的目標(biāo)點(diǎn)快速定位。 目標(biāo)點(diǎn)參考點(diǎn)說明說明(1). (1). 使用使用G27G27、G28G28指令前要求機(jī)床在通電后必須指令前要求機(jī)床在通電后必須 ( (手動手動) ) 返回過一次參考點(diǎn)。返回過一次參考點(diǎn)。(2). (2). 使用使用G27G27、G28G28指令時，必須預(yù)先取消刀補(bǔ)量指令時，必須預(yù)先取消刀補(bǔ)量( (用用T0000 )T0000 )，否則會發(fā)生不正確的動作。否則會發(fā)生不正確的動作。(3). G27(3). G27、G28G28、G29G29

17、指令均屬非模態(tài)指令，只在本指令均屬非模態(tài)指令，只在本程序段內(nèi)有效。程序段內(nèi)有效。(4). G28(4). G28、G29G29指令時，從中間點(diǎn)到參考點(diǎn)的移動量指令時，從中間點(diǎn)到參考點(diǎn)的移動量不須計算。不須計算。 應(yīng)用習(xí)慣通常為：在換刀程序前先執(zhí)行應(yīng)用習(xí)慣通常為：在換刀程序前先執(zhí)行G28G28指令回參指令回參考點(diǎn)考點(diǎn)( (換刀點(diǎn)換刀點(diǎn)) )，執(zhí)行換刀程序后，再用，執(zhí)行換刀程序后，再用G29G29指令往新指令往新的目標(biāo)點(diǎn)移動。的目標(biāo)點(diǎn)移動。 目標(biāo)點(diǎn)參考點(diǎn)絕對編程：絕對編程： G90 G28 X140.0 Z130.0 ; A-B-R T0202 ; 換刀換刀 G29 X60.0 Z180.0 ;

18、R-B-C增量編程增量編程G28 U40 W100 T0000T0202G29 U-80 W50刀具安裝位置關(guān)系圖刀具安裝位置關(guān)系圖 X ZX Z刀號刀號1 1：偏置（：偏置（0 0， 0 0）基準(zhǔn)刀）基準(zhǔn)刀刀號刀號2 2：偏置（：偏置（1010，3 3）刀號刀號3 3：偏置（：偏置（-10-10，-3-3）加工圖示零件需要三把車刀，分別加工圖示零件需要三把車刀，分別用于粗、精車、切槽和車螺紋。用于粗、精車、切槽和車螺紋。O0018G92 X0 Z0;G90 G00 X40.0 Z5.0 M03 ;T0101;（外圓車刀）外圓車刀）G71 U1 R2 P100 Q200 X0.2 Z0.2 F50 ;N100 G00 X17.95 Z5.0 ; G01 X18.0 Z-15.0 F30 ; X22.0 Z-25.0 ; X22.0 Z-31.0 ; G02 X32.0 Z-36.0 R5.0 ; G01 X32.0 Z-40.0 ; N20