第八節(jié) 數(shù)控車床的刀具補(bǔ)償功能

第八節(jié)數(shù)控車床的刀具補(bǔ)償功能

一、數(shù)控車床用刀具的交換功能1．刀具的交換指令格式一：T0101；該指令為FANUC系統(tǒng)轉(zhuǎn)刀指令，前面的T01表示換1號(hào)刀，后面的01表示使用1號(hào)刀具補(bǔ)償。指令格式二：T04D01；該指令為SIEMENS系統(tǒng)轉(zhuǎn)刀指令，T04表示換4號(hào)刀，D01表示使用4號(hào)刀的1號(hào)刀沿作為刀具補(bǔ)償存儲(chǔ)器。2．換刀點(diǎn)所謂換刀點(diǎn)是指刀架自動(dòng)轉(zhuǎn)位時(shí)的位置。二、刀具補(bǔ)償功能1．刀具補(bǔ)償功能的定義

定義：數(shù)控機(jī)床根據(jù)刀具實(shí)際尺寸，自動(dòng)改變機(jī)床坐標(biāo)軸或刀具刀位點(diǎn)位置，使實(shí)際加工輪廓和編程軌跡完全一致的功能。分類：刀具偏移（也稱為刀具長度補(bǔ)償）、刀尖圓弧半徑補(bǔ)償。2．刀位點(diǎn)的概念

概念：指編制程序和加工時(shí)，用于表示刀具特征的點(diǎn)，也是對(duì)刀和加工的基準(zhǔn)點(diǎn)。數(shù)控車刀的刀位點(diǎn)三、刀具偏移補(bǔ)償

1．刀具偏移的含義含義：用來補(bǔ)償假定刀具長度與基準(zhǔn)刀具長度之長度差的功能。車床數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定X軸與Z軸可同時(shí)實(shí)現(xiàn)刀具偏移。分類：刀具幾何偏移、刀具磨損偏移。刀具偏移補(bǔ)償功能示例

刀具項(xiàng)目T01（基準(zhǔn)刀具）T02T04X（直徑）ZX（直徑）ZX（直徑）Z長度差值00-1051010刀具移動(dòng)距離203030251020圖中的代碼“T”指刀沿類型，不是指刀具號(hào)，也不是指刀補(bǔ)號(hào)。FANUC系統(tǒng)的刀具幾何偏移補(bǔ)償參數(shù)設(shè)置2．利用刀具幾何偏移進(jìn)行對(duì)刀操作（1）對(duì)刀操作的定義定義：調(diào)整每把刀的刀位點(diǎn)，使其盡量重合于某一理想基準(zhǔn)點(diǎn)。（2）對(duì)刀操作的過程1）手動(dòng)操作加工端面，記錄下刀位點(diǎn)的Z向機(jī)械坐標(biāo)值。2）手動(dòng)操作加工外圓，記錄下刀位點(diǎn)的X向機(jī)械坐標(biāo)值，停機(jī)測量工件直徑，計(jì)算出主軸中心的機(jī)械坐標(biāo)值。3）將X、Z值輸入相應(yīng)的刀具幾何偏移存儲(chǔ)器中。數(shù)控車床的對(duì)刀過程

（3）利用刀具幾何偏移進(jìn)行對(duì)刀操作的實(shí)質(zhì)利用刀具幾何偏移進(jìn)行對(duì)刀的實(shí)質(zhì)就是利用刀具幾何偏移使工件坐標(biāo)系原點(diǎn)與機(jī)床原點(diǎn)重合。3．刀具偏移的應(yīng)用利用刀具偏移功能，可以修整因?qū)Φ恫徽_或刀具磨損等原因造成的工件加工誤差。例加工外圓表面時(shí)，如果外圓直徑比要求的尺寸大了0.2mm，此時(shí)只需將刀具偏移存儲(chǔ)器中的X值減小0.2，并用原刀具及原程序重新加工該零件，即可修整該加工誤差。同樣，如出現(xiàn)Z方向的誤差，則其修整辦法相同。四、刀尖圓弧半徑補(bǔ)償（G40、G41、G42）1．刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)亩x為確保工件輪廓形狀，加工時(shí)不允許刀具刀尖圓弧的圓心運(yùn)動(dòng)軌跡與被加工工件輪廓重合，而應(yīng)與工件輪廓偏移一個(gè)半徑值，這種偏移稱為刀尖圓弧半徑補(bǔ)償。圓弧形車刀的刀刃半徑偏移也與其相同。2．假想刀尖與刀尖圓弧半徑在理想狀態(tài)下，我們總是將尖形車刀的刀位點(diǎn)假想成一個(gè)點(diǎn)，該點(diǎn)即為假想刀尖（圖中的A點(diǎn)）。假想刀尖示意圖所謂刀尖圓弧半徑是指車刀刀尖圓弧所構(gòu)成的假想圓半徑（圖中的r）。實(shí)踐中，所有車刀均有大小不等或近似的刀尖圓弧，假想刀尖在實(shí)際加工中是不存在的。假想刀尖示意圖3．未使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償時(shí)的加工誤差分析（1）加工臺(tái)階面或端面時(shí)，對(duì)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(tái)階的清角位置會(huì)產(chǎn)生殘留誤差，如圖所示。（2）加工圓錐面時(shí)，對(duì)圓錐的錐度不會(huì)產(chǎn)生影響，但對(duì)錐面的大小端尺寸會(huì)產(chǎn)生較大的影響，通常情況下，會(huì)使外錐面的尺寸變大，而使內(nèi)錐面的尺寸變小，如圖所示。（3）加工圓弧時(shí)，會(huì)對(duì)圓弧的圓度和圓弧半徑產(chǎn)生影響。加工外凸圓弧時(shí)，會(huì)使加工后的圓弧半徑變小，其值=理論輪廓半徑R–刀尖圓弧半徑r，如圖所示。加工內(nèi)凹圓弧時(shí)，會(huì)使加工后的圓弧半徑變大，其值=理論輪廓半徑R+刀尖圓弧半徑r，如圖所示。4．刀尖圓弧半徑補(bǔ)償指令（1）指令格式G41G01/G00X

Y

F

；（刀尖圓弧半徑左補(bǔ)償）G42G01/G00X

Y

F

；（刀尖圓弧半徑右補(bǔ)償）G40G01/G00X

Y

；（取消刀尖圓弧半徑補(bǔ)償）（2）指令說明刀尖圓弧半徑補(bǔ)償偏置方向的判別：刀尖圓弧半徑補(bǔ)償偏置方向的判別a）后置刀架，+Y軸向外b）前置刀架，+Y軸向內(nèi)5．圓弧車刀刀沿位置的確定數(shù)控車刀的刀沿位置a）后置刀架，+Y軸向外b）前置刀架，+Y軸向內(nèi)c）具體刀具的相應(yīng)刀沿號(hào)P–假想刀尖點(diǎn)S–刀沿圓心位置r–刀尖圓弧半徑部分典型刀具的刀沿號(hào)a）后置刀架的刀沿位置號(hào)b）前置刀架的刀沿位置號(hào)6．刀尖圓弧半徑補(bǔ)償過程刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)倪^程分為三步：即刀補(bǔ)的建立，刀補(bǔ)的進(jìn)行和刀補(bǔ)的取消。刀尖圓弧半徑補(bǔ)償過程FC—刀補(bǔ)建立CDE—刀補(bǔ)執(zhí)行EF—刀補(bǔ)取消O0010；N10G99G40G21；（程序初始化）N20T0101；（轉(zhuǎn)1號(hào)刀，執(zhí)行1號(hào)刀補(bǔ)）N30M03S1000；（主軸按1000r/min正轉(zhuǎn)）N40G00X85.0Z10.0；（快速點(diǎn)定位）N50G42G01X40.0Z5.0F0.2；（刀補(bǔ)建立）N60Z－18.0；（刀補(bǔ)進(jìn)行）N70X80.0；（刀補(bǔ)進(jìn)行）N80G40G00X85.0Z10.0；（刀補(bǔ)取消）N90G28U0W0；（返回參考點(diǎn)）N100M30；補(bǔ)償過程加工程序如下：7．進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)（1）刀具圓弧半徑補(bǔ)償模式的建立與取消程序段只能在G00或G01移動(dòng)指令模式下才有效。（2）G41／G42不帶參數(shù)，其補(bǔ)償號(hào)(代表所用刀具對(duì)應(yīng)的刀尖半徑補(bǔ)償值)由T指令指定。該刀尖圓弧半徑補(bǔ)償號(hào)與刀具偏置補(bǔ)償號(hào)對(duì)應(yīng)。（3）采用切線切入方式或法線切入方式建立或取消刀補(bǔ)。對(duì)于不便于沿工件輪廓線方向切向或法向切入切出時(shí)，可根據(jù)情況增加一個(gè)過渡圓弧的輔助程序段。（4）為了防止在刀具半徑補(bǔ)償建立與取消過程中刀具產(chǎn)生過切現(xiàn)象，在建立與取消補(bǔ)償時(shí)，程序段的起始位置與終點(diǎn)位置最好與補(bǔ)償方向在同一側(cè)。（5）在刀具補(bǔ)償模式下，一般不允許存在連續(xù)兩段以上的補(bǔ)償平面內(nèi)非移動(dòng)指令，否則刀具也會(huì)出現(xiàn)過切等危險(xiǎn)動(dòng)作。（6