刀具半徑補(bǔ)償原理

第三節(jié)

刀具半徑補(bǔ)償原理2023/2/51數(shù)控技術(shù)第三節(jié)刀具半徑補(bǔ)償原理一.刀具半徑補(bǔ)償?shù)幕靖拍?/p>

1。什么是刀具半徑補(bǔ)償(ToolRadiusCompensation[offset])

根據(jù)按零件輪廓編制的程序和預(yù)先設(shè)定的偏置參數(shù)，數(shù)控裝置能實(shí)時(shí)地、自動(dòng)地生成刀具中心軌跡的功能稱為刀具半徑補(bǔ)償功能。

A’B’C”CBAG41刀具G42刀具編程軌跡刀具中心軌跡C’2023/2/52數(shù)控技術(shù).刀具半徑補(bǔ)償功能的主要用途實(shí)時(shí)將編程軌跡變換成刀具中心軌跡?？杀苊庠诩庸ぶ杏捎诘毒甙霃降淖兓?如由于刀具損壞而換刀等原因)而重新編程的麻煩。刀具半徑誤差補(bǔ)償，由于刀具的磨損或因換刀引起的刀具半徑的變化，也不必重新編程，只需修改相應(yīng)的偏置參數(shù)即可。減少粗、精加工程序編制的工作量。由于輪廓加工往往不是一道工序能完成的，在粗加工時(shí)，均要為精加工工序預(yù)留加工余量。加工余量的預(yù)留可通過修改偏置參數(shù)實(shí)現(xiàn)，而不必為粗、精加工各編制一個(gè)程序。第三節(jié)刀具半徑補(bǔ)償原理2023/2/53數(shù)控技術(shù).刀具半徑補(bǔ)償?shù)某Ｓ梅椒ǎ?/p>

B刀補(bǔ)：如圖所示，該法對(duì)加工輪廓的連接都是以園弧進(jìn)行的。第三節(jié)刀具半徑補(bǔ)償原理A’B’C”CBAG41刀具G42刀具編程軌跡刀具中心軌跡C’2023/2/54數(shù)控技術(shù)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)，尖角的加工工藝性差。在內(nèi)輪廓尖角加工時(shí)，由于C”點(diǎn)不易求得(受計(jì)算能力的限制)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園弧，這樣才能避免產(chǎn)生過切。這種刀補(bǔ)方法，無法滿足實(shí)際應(yīng)用中的許多要求。因此現(xiàn)在用得較少，而用得較多的是C刀補(bǔ)。第三節(jié)刀具半徑補(bǔ)償原理A’B’C”CBAG41刀具G42刀具編程軌跡刀具中心軌跡C’2023/2/55數(shù)控技術(shù)

C刀補(bǔ)采用直線作為輪廓間的過渡特點(diǎn)：尖角工藝性好可實(shí)現(xiàn)過切自動(dòng)預(yù)報(bào)(在內(nèi)輪廓加工時(shí))，從而避免產(chǎn)生過切。第三節(jié)刀具半徑補(bǔ)償原理A’B’C”CBAG41刀具G42刀具編程軌跡刀具中心軌跡C’2023/2/56數(shù)控技術(shù).刀具半徑補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟?刀具半徑補(bǔ)償?shù)墓ぷ鬟^程刀補(bǔ)建立刀補(bǔ)進(jìn)行刀補(bǔ)撤銷。

起刀點(diǎn)刀補(bǔ)建立刀補(bǔ)進(jìn)行刀補(bǔ)撤銷編程軌跡刀具中心軌跡第三節(jié)刀具半徑補(bǔ)償原理2023/2/57數(shù)控技術(shù).C刀補(bǔ)的轉(zhuǎn)接形式和過渡方式轉(zhuǎn)接形式前后兩編程軌跡的不同，刀具中心軌跡的連接方法不同在一般的CNC裝置中，均有園弧和直線插補(bǔ)兩種功能。對(duì)由這兩種線形組成的編程軌跡有以下四種轉(zhuǎn)接形式

第三節(jié)刀具半徑補(bǔ)償原理直線與直線轉(zhuǎn)接直線與園弧轉(zhuǎn)接園弧與直線轉(zhuǎn)接園弧與園弧轉(zhuǎn)接2023/2/58數(shù)控技術(shù)刀具中心軌跡編程軌跡非加工側(cè)加工側(cè)非加工側(cè)編程軌跡刀具中心軌跡加工側(cè)過渡方式

對(duì)應(yīng)兩編程軌跡，刀具中心軌跡過渡連接形式

矢量夾角：指兩編程軌跡在交點(diǎn)處非加工側(cè)的夾角

第三節(jié)刀具半徑補(bǔ)償原理縮短型伸長(zhǎng)型2023/2/59數(shù)控技術(shù)根據(jù)兩段程序軌跡的矢量夾角和刀補(bǔ)方向的不同，過渡方式有以下幾種：縮短型：矢量夾角≥180o

刀具中心軌跡短于編程軌跡的過渡方式。伸長(zhǎng)型：矢量夾角90o≤＜180o

刀具中心軌跡長(zhǎng)于編程軌跡的過渡方式。插入型：矢量夾角＜90o

在兩段刀具中心軌跡之間插入一段直線的過渡方式。第三節(jié)刀具半徑補(bǔ)償原理2023/2/510數(shù)控技術(shù).刀具中心軌跡的轉(zhuǎn)接形式和過渡方式列表

刀具半徑補(bǔ)償功能在實(shí)施過程中，各種轉(zhuǎn)接形式和過渡方式的情況，如下面兩表所示。表中實(shí)線表示編程軌跡；虛線表示刀具中心軌跡；為矢量夾角；r為刀具半徑；箭頭為走刀方向。表中是以右刀補(bǔ)（G42）為例進(jìn)行說明的，左刀補(bǔ)（G41）的情況與右刀補(bǔ)相似，就不再重復(fù)。第三節(jié)刀具半徑補(bǔ)償原理2023/2/511數(shù)控技術(shù)刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒑统废问睫D(zhuǎn)接夾角矢量刀補(bǔ)建立（G42）刀補(bǔ)撤消（G42）直線----直線直線----圓弧直線----直線圓弧----直線過渡方式α≥180o縮短型90o≤α＜180o伸長(zhǎng)型α＜90o插入型rrrrαrrrrrrrr第三節(jié)刀具半徑補(bǔ)償原理2023/2/512數(shù)控技術(shù)刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪M(jìn)行過程刀

補(bǔ)

進(jìn)

行（G42）直線----直線直線----圓弧圓弧----直線圓弧----圓弧過渡方式α≥180o縮短型90o≤α＜180o伸長(zhǎng)型α＜90o插入型rαrαrαrαααααrαrαrααr第三節(jié)刀具半徑補(bǔ)償原理2023/2/513數(shù)控技術(shù).刀具半徑補(bǔ)償?shù)膶?shí)例讀入OA，判斷出是刀補(bǔ)建立，繼續(xù)讀下一段。讀入AB，因?yàn)椤螼AB＜90o，且又是右刀補(bǔ)（G42），由表可知，此時(shí)段間轉(zhuǎn)接的過渡形式是插入型。則計(jì)算出a、b、c的坐標(biāo)值，并輸出直線段oa、ab、bc，供插補(bǔ)程序運(yùn)行。cbaBAOCDE第三節(jié)刀具半徑補(bǔ)償原理2023/2/514數(shù)控技術(shù)讀入BC，因?yàn)椤螦BC＜90o，同理，由表可知，段間轉(zhuǎn)接的過渡形式是插入型。則計(jì)算出d、e點(diǎn)的坐標(biāo)值，并輸出直線cd、de。讀入CD，因?yàn)椤螧CD＞180o，由表可知，段間轉(zhuǎn)接的過渡形式是縮短型。則計(jì)算出f點(diǎn)的坐標(biāo)值，由于是內(nèi)側(cè)加工，須進(jìn)行過切判別（過切判別的原理和方法見后述），若過切則報(bào)警，并停止輸出，否則輸出直線段ef。fedBcbAOCDEa第三節(jié)刀具半徑補(bǔ)償原理2023/2/515數(shù)控技術(shù)讀入DE（假定有撤消刀補(bǔ)的G40命令），因?yàn)?0o＜∠CDE＜180o，由于是刀補(bǔ)撤消段，由表可知，段間轉(zhuǎn)接的過渡形式是伸長(zhǎng)型。則計(jì)算出g、h點(diǎn)的坐標(biāo)值，然后輸出直線段fg、gh、hE。刀具半徑補(bǔ)償處理結(jié)束。

ghBfedcbAOCDEa第三節(jié)刀具半徑補(bǔ)償原理2023/2/516數(shù)控技術(shù).加工工過程中的過切判別原理前面我們說過C刀補(bǔ)能避免過切現(xiàn)象，是指若編程人員因某種原因編制出了肯定要產(chǎn)生過切的加工程序時(shí)，系統(tǒng)在運(yùn)行過程中能提前發(fā)出報(bào)警信號(hào)，避免過切事故的發(fā)生。下面將就過切判別原理進(jìn)行討論。第三節(jié)刀具半徑補(bǔ)償原理2023/2/517數(shù)控技術(shù).直線加工時(shí)的過切判別如右圖所示，當(dāng)被加工的輪廓是直線段時(shí)，若刀具半徑選用過大，就將產(chǎn)生過切削現(xiàn)象。圖中，編程軌跡為ABCD，B′為對(duì)應(yīng)于AB、BC的刀具中心軌跡的交點(diǎn)。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切削。

A’D’CBC’DB’A編程軌跡刀具中心軌跡過切削部分發(fā)出報(bào)警程序段刀具第三節(jié)刀具半徑補(bǔ)償原理2023/2/518數(shù)控技術(shù)1.直線過切的判別方法

在直線加工時(shí)，可以通過編程矢量與其相對(duì)應(yīng)的修正矢量的標(biāo)量積的正負(fù)進(jìn)行判別。在圖中，BC為編程矢量，B’C’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)，造成過切削。上圖中α=180o，所以必定產(chǎn)生過切削。第三節(jié)刀具半徑補(bǔ)償原理

A’D’CBC’DB’A編程軌跡刀具中心軌跡過切削部分發(fā)出報(bào)警程序段刀具2023/2/519數(shù)控技術(shù)2.圓弧加工時(shí)的過切削判別

在內(nèi)輪廓圓弧加工（當(dāng)圓弧加工的命令為G41G03或G42G02）時(shí)，若選用的刀具半徑rD過大，超過了所需加工的圓弧半徑R，即:

r>R那么就會(huì)產(chǎn)生過切削。

G41G03G42G02rDrDRR第三節(jié)刀具半徑補(bǔ)償原理2023/2/520數(shù)控技術(shù)2.圓弧加工時(shí)的過切削判別

刀具中心軌跡編程軌跡R發(fā)出報(bào)警程序段過切削部分rDa圓弧加工過切削G41⊕G02=0？報(bào)警返回否（內(nèi)側(cè)加工）