980TD C刀补操作说明VIP

第二篇 C 刀补操作说明 1 第一章 基本概念 当编写数控轨迹代码时 一般是以刀具中心为基准 但实际中 刀具通常是圆形的 刀具中心并不是刀具与加工零件接触的部分 所以刀具中心的的轨迹应偏离实际零件轨迹 一个刀具半径的距离 简单的将零件外形的轨迹偏移一个刀具半径的方法就是 B 型刀补 这样的方法虽然简单 但会出现一定的问题 如产生过切现象 而且由于刀尖圆弧的影响 实际加工结果与工件程序会存在误差 而 C 型刀补可实现刀具半径补偿解决上述问题 消 除上述误差 C 型刀补的基本思想是并不马上执行读入的程序 而是再读入下一段程序 判断两段轨迹之间的转接情况 根据转接情况计算相应的运动轨迹 转接向量 由于多读 了一段程序进行预处理 故 C 型刀补能进行更精确的补偿 消除圆形刀具其中心不在刀尖 上带来的误差 从而能实现精密加工 如图 1 所示 刀尖圆角 R 造成的少切与过切 GSK980TD 车床数控系统 2 图 1 刀尖半径补偿示意图 为了更好的理解和使用 C 型刀具半径补偿功能 就必须先理解下列几个相关的基本概 念 1 1 假想刀尖概念 下图 1 1 中刀尖 A 点即为假想刀尖点 实际上不存在 故称之为假想刀尖 或理想 刀尖 假想刀尖的设定是因为一般情况下刀尖半径中心设定在起始位置比较困难 而假想 第二篇 C 刀补操作说明 3 刀尖设在起始位置是比较容易的 如下图所示 与刀尖中心一样 使用假想刀尖编程时不 需考虑刀尖半径 图 1 1 刀尖半径中心和假想刀尖 注 对有机械零点的机床来说 一个标准点如刀架中心可以将其当作起点 从这个标准点 起点 到 刀尖圆角 R GSK980TD 车床数控系统 4 如果不用刀尖半径补偿 刀尖中心轨 如果使用刀尖半径补偿 将实现精 迹将同于编程轨迹 密切削 图 1 3 以刀尖中心编程时的刀具轨迹 刀尖半径中心或假想刀尖的距离就设置为刀具偏置值 将标准点当作起点 从标准点到刀尖半径中心的距离设置为偏置值就如同将刀尖半径 中心设置为起点 而从标准点到假想刀尖的距离设置为偏置值就如同将假想刀尖设置为起 点 为了设置刀具偏置值 通常测量从标准点到假想刀尖的距离比测量从标准点到刀尖半 径中心的距离容易 所以通常就以标准点到假想刀尖的距离来设置刀具偏置值 图 1 2 图 1 3 和图 1 4 分别为以刀尖中心编程和以假想刀尖编程的刀具轨迹 下图 1 2 为当以刀架中心这个标准点作为起点时 对刀具偏置值的设置 图 1 2 以刀架中心为标准点时刀具偏置值的设置 第二篇 C 刀补操作说明 5 1 2 假想刀尖方向 由于使用假想刀尖编程时不需考虑刀尖半径 所以选择假想刀尖编程会方便和直观得 多 见图 1 3 但是在实际加工中 由于被加工工件的加工需要 刀具和工件间将会存在 不同的位置关系 为此 对下列八种情况做了相对应的假想刀尖号码的规定 如下图 1 5 对下列每种假想刀尖号的确定方法是 从刀尖中心看假想刀尖的方向 由切削中刀具 的方向决定 每把刀的假想刀尖号必须在应用 C 型补偿前与补偿量一起同时事先设置 下 图也说明了刀具与起点间的关系 箭头终点是假想刀尖 没有刀尖半径补偿 假想刀尖轨迹 使用刀尖半径补偿 将实现精 将同于编程轨迹 密切削 图 1 4 以假想刀尖编程时的刀具轨迹 GSK980TD 车床数控系统 6 刀尖圆角 R 的确定方法 z x o 注 图 1 5 中各图均为后刀架坐标系中的情况 关于前刀架 后刀架坐标系的说明 与定义请参见本说明书的编程篇 3 1 1 假想刀尖号 01 假想刀尖号 02 第二篇 C 刀补操作说明 7 假想刀尖号 03假想刀尖号 04 假想刀尖号 06 假想刀尖号 05 假想刀尖号 08 假想刀尖号 07 图 1 5 假想刀尖方向 GSK980TD 车床数控系统 8 当刀尖中心与起点一致时 设置假想刀尖号码为 0 或 9 对应各刀具补偿号 用地 址 T 设置各刀具的假想刀尖号 详见本手册 1 3 节 补偿值的设置 图 1 6 0 号与 9 号假想刀尖 若是采用前刀座坐标系 见图 1 7 假想刀尖号 02假想刀尖号 01 z x o 第二篇 C 刀补操作说明 9 假想刀尖号 04假想刀尖号 03 GSK980TD 车床数控系统 10 假想刀尖号 08假想刀尖号 07 假想刀尖号 06 假想刀尖号 05 图 1 7 前刀座坐标系假想刀尖方向 第二篇 C 刀补操作说明 11 1 3 补偿值的设置 图 1 8 刀尖半径补偿值 实现 C 型刀补需要对以下几项补偿值进行设置 X Z R T 其中 X Z 分别为 X 轴 Z 轴方向从刀架中心到刀尖的刀具偏置值 R 为假想刀尖的半径补偿值 T 为假想刀 尖号 每一组值对应一个刀补号 在刀补界面下设置 其中刀尖半径补偿值 R 也可以用地 址 R 在录入方式下的 MDI 界面中设置 X 值可以用直径或半径值指定 由 No 004 号参数 的第四位 bit4 ORC 选定 ORC 1 偏置值以半径表示 ORC 0 偏置值以直径表示 具体情况如下表 1 1 所示 表 1 1 刀补号 X Z RT 0000 0000 0000 0000 0012 0600 0424 7503 GSK980TD 车床数控系统 12 0310 4301 0260 1809 0321 1500 0233 0000 注 1 X Z 分别指图 1 2 中所示的 X Z 轴的偏置值 OFX 与 OFZ 2 R 刀尖半径补偿值 3 T 图 1 1 中所示的假想刀尖号码 1 4 刀具与工件的位置与 G41 G42 及 G40 的指令格式 1 4 1 刀具与工件的位置 在应用刀尖半径补偿时 必须指定刀具与工件的相对位置 在后刀架坐标系中 根据 ISO 标准 当刀具中心轨迹在编程轨迹 零件轨迹 前进方向的右边时 称为右刀补 用 G42 指令实现 反之称为左刀补 用 G41 指令实现 指令 G40 G41 G42 时刀具与工 件的相对位置的具体说明如表 1 2 表 1 2 指令功能说明备注 G40 取消刀尖半径补偿 G41 后刀座坐标系中刀尖半径左补偿 前刀座坐标系中刀尖半径右补 偿 G42 后刀座坐标系中刀尖半径右补偿 前刀座坐标系中刀尖半径左补 偿 详见图1 9 图1 10 的说明 指令格式 X Z 注 G40 G41 G42 G00 G01 第二篇 C 刀补操作说明 13 1 G40 G41 G42后可不跟G00或G01指令 X Z 为G00 G01 的参数 2 在表中所示的位置关系均为 G41 G42 在后刀架坐标系中应用时的情况 如图 1 9 所示 而在前刀架 坐标系中的定义如图 1 10 所示 3 如果刀尖半径补偿量为负值 工件与刀具的位置关系将发生改变 4 G40 G41 G42 均为模态 G 代码 G42 沿着刀具运 动方向看 刀具 在工件的右侧 G41 沿着刀具运 动方向看 刀具 在工件的左侧 工件 刀具 X Z 图1 9 后刀座坐标系中刀尖半径补偿 GSK980TD 车床数控系统 14 Z G41 沿着刀具运 动方向看 刀具 在工件的右侧 G42 沿着刀具运 动方向看 刀具 在工件的左侧 工件 刀具 X 图1 10 前刀座坐标系中刀尖半径补偿 1 4 2 G41 G42 G40 的指令格式 起刀 刀具补偿开始 G00 或 G01 G41 或 G42 IP T 说明 G41 左侧刀具半径补偿 G42 右侧刀具半径补偿 IP 轴移动指令 即各坐标轴的移动量 T 指定刀号及刀补号的代码 通常为 位 前 位为刀具在刀架上 的编号 后 位为表 所示的刀补号 例 G01 G42 X20 0 Z50 8 T0103 第二篇 C 刀补操作说明 15 选择 01 号刀 03 号刀补 右刀补方式直线插补走到点 20 5 50 8 处 刀具补偿取消 偏置方式取消 G00 或 G01 G40 IP 说明 G40 刀具补偿取消 IP 轴移动指令 即各坐标轴的移动量 例 G00 G40 X20 0 Z50 8 刀具快速移动到点 20 5 50 8 的过程中取消刀补 注意 偏置取消方式 当电源接通时 CNC 处于刀补取消方式 在取消方式中 矢量总是0 并且刀具中心轨迹和编程轨迹一致 起刀 当在偏置取消方式指定刀具半径补偿指令 G41 或G42 在偏置 平 面内非零尺寸字和除D0以外的D代码 时CNC进入偏置方式 用这个指令移动刀具称为起刀 起刀时应指令定位 G00 或直线插补 G01 如果指令圆弧 插补 G02 G03 出现P S报警034 起刀期间CNC预读2个程序段 执行第一个程序段 第二个程序 段 存入刀尖半径补偿缓冲存储器中 在单程序段方式 读入两个程 序段而执行第一个程序段 然后机床停止 在以后的操作中 提 前读入两个程序段 因而CNC中有正在执行的程序段和其后的两 个程序段 GSK980TD 车床数控系统 16 偏置方式 在偏置方式中 由快速定位 G00 直线插补 G01 或圆弧插 补 G02 G03 实现补偿 如果在偏置方式中 处理2个或更多刀 具 不移动的程序段 辅助功能 暂停等等 时 刀具将停在此前最 近的一个移动指令程序段终点的垂直的位置 在偏置方式中 如果再指定相同的偏置方式不影响其后面的程序 段 例如 在已经指定了G41 或G42 之后 取消刀补之前的 程序段中再指定G41 或G42 但若再指定不同的偏置方式 则 补偿方式将发生改变 如 在指定了G41 或G41 之后 取消 刀补之前的程序段中再指定G42 或G41 详见2 2 2节 在补偿 模式中变更补偿方向 1 5 内侧 外侧概念 由于在后面的说明中将用到两个名词 故在此先作介绍 两个移动程序段交点在工件 侧的夹角大于或等于 180 时称为 内侧 在 0 180 之间时称为 外侧 程序路径 180 工件侧 内侧 程序路径 工件侧 0 180 外侧 图 1 11 内侧与外侧 第二篇 C 刀补操作说明 17 第二章 刀具半径补偿 C 实现刀具半径补偿通常要经历这样的 3 个步骤 刀补建立 刀补进行 刀补撤消 2 1 起刀时的刀具移动 从偏置取消方式变为偏置方式 称为刀补建立过程 其刀具的移动也称起刀 如下图 2 1 2 4 所示 a 沿着拐角的内侧移动 180 图 2 1a 直线 直线 内侧起刀 程序路径 直线 a S L G42 i 直线 r 补偿量 L 图 2 1b 直线 圆弧 内侧起刀 GSK980TD 车床数控系统 18 注 在本刀补操作手册的图中所标注的 S L 及 C 如无特别注明均为以下意思 S 单段停止点 L 直线 C 圆弧 b 沿着拐角为钝角的外侧移动 180 90 c 沿着拐角为锐角的外侧移动 90 图 2 2a 直线 直线 外侧起刀 图 2 2b 直线 圆弧 外侧起刀 第二篇 C 刀补操作说明 19 d 沿着拐角为小于 1 度的锐角的外侧移动 直线 直线 1 2 2 偏置方式中的刀具移动 2 2 1 在补偿模式中不变更补偿方向 在建立刀补之后 取消刀补之前均为偏置方式 在偏置方式中刀具的移动方式如图 2 5 2 9 所示 图 2 3a 直线 直线 外侧起刀 图 2 3b 直线 圆弧 外侧起刀 图 2 4 直线 直线 拐角小于 1 度 外侧起刀 GSK980TD 车床数控系统 20 a 沿着拐角的内侧移动 180 图 2 5a 直线 直线 内侧移动 图 2 5b 直线 圆弧 内侧移动 图 2 5c 圆弧 直线 内侧移动 图 2 5d 圆弧 直线 内侧移动 图 2 5e 直线 直线 拐角小于 1 度 内侧移动 第二篇 C 刀补操作说明 21 b 沿着拐角为钝角的外侧移动 180 90 图 2 6a 直线 直线 钝角 外侧移动 图 2 6b 直线 圆弧 钝角 外侧移动 图 2 6d 圆弧 直线 钝角 外侧移动 C L S L 刀具中心路径 程序路径 IV 圆弧 圆弧 图 2 6c 圆弧 直线 钝角 外侧移动 iii 圆弧 直线 交点 S C L L 程序路径 刀具中心路径 GSK980TD 车床数控系统 22 c 沿着拐角为锐角的外侧移动 90 特殊情况 图 2 7d 圆弧 圆弧 锐角 外侧移动 iv 圆弧 圆弧 程序路径 刀具中心路径 L C L C S r 图 2 7c 圆弧 直线 锐角 外侧移动 iii 圆弧 直线 刀具中心路径 程序路径 L L S C L r r 图 2 7b 直线 圆弧 锐角 外侧移动 图 2 7a 直线 直线 锐角 外侧移动 第二篇 C 刀补操作说明 23 图 2 8 特殊情况 偏置后的轨迹无交叉点 当刀具半径值小时 圆 弧的补偿路径有交点 但是当半径变大 可能 交点不存在 刀具停止 在前一程序段的终点 并显示报警 P S54 1 没有交叉点时 报警且停止 程序路径 当补偿量小时 当补偿量大时 B A P 圆弧 B 的中心 圆弧 A 的中心 程序路径 刀尖中心路径 产生报警 圆弧起点或终 点与圆心相同 并停止在 前一程序段的终点 G41 B56 G01 W20 N6 GO2 W10 I K0 N7 G03 U 10 I 10 2 圆弧中心与起点或终点一致 停止 图 2 9 圆弧的圆心与起点或终点一致 GSK980TD 车床数控系统 24 2 2 2 在补偿模式中变更补偿方向 刀具径补偿 G 码 G41 及 G42 决定补偿方向 补偿量的符号如下 表 2 1 补偿量符号 G 码 G41 左侧补偿右侧补偿 G42 右侧补偿左侧补偿 在特殊场合 在补偿模式中可变更补偿方向 但不可在起开始程序段及其后面的程序 段变更 补偿方向变更时 对全部状况没有内侧和外侧的概念 下列的补偿量假设为正 图 2 11 直线 圆弧 变更补偿方向 图 2 10 直线 直线 变更补偿方向 第二篇 C 刀补操作说明 25 如果补偿正常执行 但没有交点时 当用 G41 及 G42 改变程序段 A 至程序段 B 的偏置方向时 如果不需要偏置路径的 交点 在程序段 B 的起点做成垂直与程序段 B 的向量 i 直线 直线 图 2 14a 直线 直线 无交点 变更补偿方向 图 2 13 直线 直线 变更补偿方向 图 2 12 圆弧 直线 变更补偿方向 GSK980TD 车床数控系统 26 图 2 14b 直线 圆弧 无交点 变更补偿方向 ii 直线 圆弧 第二篇 C 刀补操作说明 27 图 2 14c 圆弧 圆弧 无交点 变更补偿方向 iii 圆弧 圆弧 2 3 偏置取消方式中的刀具移动 在补偿模式 当程序段满足以下任何一项条件执行时 系统进入补偿取消模式 这个 程序段的动作称为补偿取消 使用指令 G40 撤销 C 刀补 在执行补偿取消时 不可用圆弧指令 G02 及 G03 如果指令圆弧会产生报警 N0 34 且刀具停止点 在补偿取消模式 控制执行该程序段及在刀具半径补偿缓冲寄存器中的程序段 此时 如果单程序段开关为开时 执行一个程序段后停止 再一次按起动按扭 执行下一个程序 段而不用读取下一个程序段 GSK980TD 车床数控系统 28 以后控制在取消模式 通常下一个要执行的程序段将会读入缓冲寄存器 不再读之后 的程序段于刀具半径补偿缓冲器 a 沿着拐角的内侧移动 180 b 沿着拐角为钝角的外侧移动 180 90 c 沿着拐角为锐角的外侧移动 90 图2 16b 圆弧 直线 钝角 外侧 取消偏置 图2 16a 圆弧 直线 钝角 外侧 取消偏置 图 2 15b 圆弧 直线 内侧 取消偏置 图 2 15a 直线 直线 内侧 取消偏置 第二篇 C 刀补操作说明 29 d 沿着拐角为小于 1 度的锐角的外侧移动 直线 直线 1 2 4 刀具干涉检查 刀具过度切削称为 干涉 干涉能预先检查刀具过度切削 但是用本机能不能检查 出所有的干涉 即使过度切削未发生也会进行干涉检查 1 干涉的基本条件 1 刀具路径方向与程序路径方向不同 路径间的夹角在 90 度与 270 度之间 2 圆弧加工时 除以上条件外 刀具中心路径的起点和终点间的夹角与程序路径起 点和终点间的夹角有很大的差异 180 度以上 例 1 直线加工 图 2 19a 加工的干涉情况 1 图2 18 直线 直线 夹角小于 1度 外侧 取消偏 置 图2 17b 直线 直线 锐角 外侧 取消 偏置 图2 17a 直线 直线 锐角 外侧 取消偏 置 GSK980TD 车床数控系统 30 图 2 19b 加工的干涉情况 2 第二篇 C 刀补操作说明 31 例 2 圆弧加工 G41 N5 G01 U2000 W8000 T0101 图 2 20 圆弧加工的干涉范例图 GSK980TD 车床数控系统 32 N6 G02 U 1600 W3200 I 1800 K 28000 T0202 N7 G01 U 1500 W 2000 T1 刀尖半径补偿量 r1 2000 T2 刀尖半径补偿量 r2 6000 以上范例 程序段 N6 的圆弧在一个象限内 但是在刀具补偿后 圆弧位于 4 个象限 2 实际上没有干涉 单作为干涉处理 给出几个范例 1 一个浅深度 深度小于补偿量 图 2 21 作干涉处理的几种特殊情况 1 第二篇 C 刀补操作说明 33 图 2 22 作干涉处理的几种特殊情况 2 实际上没有干涉 但是因为在程序段 B 程序的方向与刀具半径补偿的路径相 反 刀具停止并显示报警 2 凹沟深度小于补偿量 如例 1 在程序段 B 方向相反 GSK980TD 车床数控系统 34 第三章 注意事项 3 1 暂时取消补偿向量的指令 在补偿模式中 如果指定了以下指令时 补偿向量会暂时取消 之后 补偿向量会自 动恢复 此时的补偿暂时取消不同于补偿取消模式 刀具直接从交点移动到补偿向量取消 的指令点 在补偿模式恢复时 刀具又直接移动到交点 3 1 1 坐标系设定 G50 G41 模式 N5 G01 U3000 W7000 N6 U 3000 W6000 N7 G50 X1000 Z2000 N8 G01 X4000 Z8000 注 SS 表示在单程序段方式下刀具停止两次的点 图 3 1 在 G50 下暂时取消刀补 第二篇 C 刀补操作说明 35 G71 G76 固定循环不执行刀尖半径补偿 图 3 2 在 G71 G76 下暂时取消刀补 GSK980TD 车床数控系统 36 G42 模式 N5 G01 U5000 W6000 N6 W 8000 N7 G90 U 6000 Z 8000 I 3000 N8 G01 U12000 W5000 3 1 2 G90 及 G94 指令中的刀尖半径补偿 使用 G90 或 G94 指令时刀尖半径补偿如下 A 对循环的各路径 刀尖中心路径通常平行于程序路径 B 无论是 G41 G42 方式 偏置方向如下图所示 图 3 3 在 G90 G94 下刀具的偏置方向 第二篇 C 刀补操作说明 37 3 2 当执行倒角时 偏置后的移动如下 3 3 当插入拐角圆弧时 图 3 4 执行倒角时的偏置移动 图 3 5 插入拐角圆弧时的偏置移动 GSK980TD 车床数控系统 38 3 4 从 MDI 指定程序段时 在此情况下 不执行刀尖半径补偿 但是 当绝对指令编程的 NC 程序在自动操作过 程中 用单程序段机能停止时 插入执行 MDI 操作 然后再次起动自动操作后 刀具路 径如下 此时 传送执行在下一个程序段起点的向量 并根据下两个程序段形成其它向量 所 以 从点 PC 后偏置可正确地执行 图 3 6 MDI 下指定程序段的刀具偏置 第二篇 C 刀补操作说明 39 当点 PA PB PC 以绝对指令编程时 程序段从 PA 至 PB 执行后用单程序段机能 停止 插入 MDI 方式移动刀具 向量 VB1 及 VB2 传送至 V B1 及 V B2 在程序段 PB PC 及 PC PD 间的向量 V C1 及 VC2 重新计算 但是 因为向量 VB2 没有再度计算 从点 PC 后补偿可正确地执行 3 5 当内侧转角加工小于刀尖半径时 此时 刀具的内侧偏置会导致过量切削 在前一程序段的开始或拐角移动后