《刀具补偿》PPT课件.ppt

一、刀具半径补偿 1）刀具半径补偿概述 在前面编写的程序中，都没有考虑刀具半径问题。 由于刀具半径不为零（原因？）使得加工同一轮廓时 各把刀具的中心轨迹都不相同。 按照零件的轨迹进行编程，预先输入各把刀具的半径 值，NC系统会自动计算出各把刀具的中心轨迹，这 种功能称为刀具半径补偿功能。 1.2 刀具补偿功能及计算原理 1）刀具半径补偿概述 具有刀具半径补偿功能的数控系统具有如下优点： 1、避免计算刀具轨迹，直接按零件轮廓的切削点编程。 2、刀具因磨损、重磨、换新刀引起直径改变后不需修 改程序，只需更改刀具参数库中刀具参数的直径或者 半径值。 3、应用同一程序，用同一尺寸的刀具，利用刀补值可 进行粗精加工（粗精加工程序通用）。 4、利用刀补值控制轮廓的尺寸精度。（刀具直径小数 点后2-4位的精度） 2）刀具半径补偿指令 数控装置大都具有刀具半径补 偿功能，为程序编制提供了方 便。当编制零件加工程序时， 只需按零件轮廓编程，使用刀 具半径补偿指令，数控系统便 能自动计算出刀具中心的偏移 量，并使系统按刀具中心轨迹 运动。如图8.2。 图8.2 刀具半径补偿 2）指令：G41、G42、G40 刀具半径补偿指令的代码有G40、G41、G42， 它们都是模态式代码，均具有长效性。 G40 是取消刀具半径补偿功能。 G41 是刀具半径左补偿指令。即沿着 刀具前进方向，刀具始终位于工件的左侧。 G42 是刀具半径右补偿指令。即沿着 刀具前进方向，刀具始终位于工件的右侧 2）指令：G41、G42、G40 功能： G41是刀具左补偿指令（左刀补）。 见图8.3a。 G42是刀具右补偿指令（右刀补）。 见图8.3b。 补充：G41、G42的左右手判断法则 a) 外轮廓补偿 b) 内轮廓补偿 图图8.3 刀具半径的左右补偿补偿 3）刀具半径补偿中执行程序段的工作方式 1、刀具补偿建立方式 2 、刀具补偿进行方式 3 、刀具补偿取消方式 1、刀具补偿建立方式 若上一程序段是G40状态，本程序段是 G41/G42状态， 则该程序段处于刀具补偿建立方式。 2 、刀具补偿进行方式 若上一程序段是G41/G42状态，本程序段仍 是G41/G42状态，则该程序段处于刀具补偿进 行方式。 刀补矢量：大小等于刀具半径，方向垂直 于轮廓表面 交接情况：直线与直线、直线与圆弧、圆 弧与圆弧不相切时，需要产生过渡圆弧 3 、刀具补偿取消方式 若上一程序段是G41/G42状态， 本程序段是G40状态，则该程序段处于 刀具补偿取消方式。 1 、刀具补偿建立方式 如： N4 G41 G01 X100 D01 F300 N5 G42 X150 Y150 D01 F300 N6 Y100 2 、刀具补偿进行方式 圆弧过渡 3 、刀具补偿取消方式 如 N5 G01 G40 X140 F40 N6 G00 G40 X50 Y50 使用刀补指令的程序段格式一般为： 1、G00/G01 G41/G42 X_ Y_ D_ F_ 2、G00/G01 G40 X_ Y_ 其中： 1、中的D_为刀具半径补偿地址，地址 中存放的是刀具半径的补偿量；X_ Y_ 为由非刀补状态进入刀具半径补偿 状态的起始位置； 2、中的X_ Y_ 为由刀补状态过渡到非 刀补状态的终点位置，X_ Y_ 即为刀 具中心的位置。 需要牢记的是： 1、建立刀具半径补偿状态及取消刀具半径 补偿状态时，刀具移动指令只能用G00或 G01，不能用G02或G03 2、由于刀补运算需要预读后面的运动程序 段（原因 -刀补流程），因此如果出现连 续两个以上的非运动指令（如辅助指令或 暂停指令）程序段，或移动量为零的运动 程序段时，会出现多切或少切现象，这点 应该引起注意。 4）硬件数控系统刀补/CNC的刀补 1、早期的硬件数控系统 由于内存及数据处理能力限制，仅根据本 段程序的轮廓尺寸进行刀补，不能解决程 序段之间的过渡问题。（编程人员事先估 计刀补后可能出现的间断点或交叉点，进 行人为处理）程序段转换时（如折线或直 线与圆弧不相切时）采用圆弧过渡 缺点：拐角处刀具与工件间的接触产生停 顿现象，工艺性不好。 4）硬件数控系统与CNC的刀补 2、 CNC的刀补 软件实现直线过渡 优点：能避免刀具在拐角处的停顿现象。 为保证外尖角（外/内轮廓）加工的工艺性 （尤其磨削加工尖角时），采取由数控系 统根据实际轮廓直接算出刀心轨迹的直线 过渡交点坐标值，然后再对原编程轨迹作 伸长或缩短的修正的方法。 软件实现直线过渡：转接过渡形式分 伸长型或缩短型或插入型。 转接角（两个相邻零件轮廓段交点处 在工件内侧的夹角）为： 180，360)时，为缩短型 90，180）时，为伸长型 0，90）时，为插入型 在刀补执行三个步骤中均会有上述三 种转接过渡类型。 图例： 思考：早期的硬件数控系统由于运算速 度及硬件结构的限制，直线过渡交点不 易求得。 讨论-原因？ 确定刀具中心轨迹时，采用“读一段、计算 一段、走一段”的控制方法，无法预计刀补 下一段的加工轨迹对本段加工轨迹的影响。 CNC系统由于工作方式、运算速度及存储容 量都有了很大改进，直线过渡刀补方法得以 实现（参考刀补流程图） 注意： 上面的例子均为外轮廓加工。精加工 时，轮廓外加工的进刀位置应选在轮 廓直边的延长线上或轮廓的切线位置 上，刀具中心距轮廓的第一个刀位点 应留出适当的距离（一个刀径左右） ，切不可使刀具的切削部位直接落在 轮廓的第一个切削点上，因为精加工 前轮廓坯件都有一定的切削余量，刀 具若直接定位在切削点上，可能出现 加工事故。 二、刀具长度补偿 1）刀具长度补偿概述 通常加工一个工件需几把刀，或者加工中 心运行时要经常变换刀具，而每把刀具的 长度是不可能完全相同的。 定义方法1：在程序运行前，要事先测出所 有刀具在装卡后刀尖至Z轴机械原点校准面 的距离即装卡高度，并分别存入相应的刀 具长度补偿地址中。 （2）刀具长度补偿 1）刀具长度补偿概述 通常加工一个工件需几把刀，或者加工中心 运行时要经常变换刀具，而每把刀具的长度 是不可能完全相同的。 定义方法2：编写程序时选用一把标准刀具 ，预先测出其他刀具与标准刀具长度的差值 ，将差值置于NC系统，以后使用各把刀具 时NC系统会补偿刀具的长度，这种功能称 为刀具长度补偿功能。 2）刀具长度补偿指令 1.程序中在更换刀具时，只需使用刀具 长度补偿指令并给出刀具长度的补偿地 址代码即可。 2.关于长度补偿指令有3个：G43、G44 、G49。 2）刀具长度补偿指令 关于长度补偿指令有3个：G43、G44、G49 。 1、刀具长度正负补偿指令 G43(G44) Z_ H_G43正向偏移（偏移量H值加 Z坐标上，不论绝