刀具半径补偿()PPT幻灯片

1、第4节刀具修正原理1、为什么要进行刀具修正如图1所示，在铣床上用半径为r的刀具加工外形轮廓a的工件时，刀具中心沿着距轮廓a为距离r的轨迹b移动。 根据轮廓a的坐标参数和刀具半径r的值计算刀具中心轨迹b的坐标参数，编制并加工程序。 因为控制系统控制着以刀具为中心的运动。 在轮廓加工中，刀具的半径和电火花线切割机的钼线的半径等，刀具始终具有一定的半径。 刀具中心(刀具部位)的运动轨迹不等于加工零件的实际轨迹(沿零件轮廓直接编程的轨迹)。 数控系统刀具半径补偿是将零件轮廓轨迹转换为刀具中心轨迹。 如果、2、r刀具ArB图1中的刀具半径校正、3和实际刀具长度与程序长度不匹配，则可以使用刀具长度校正功能来校正刀具长度差异。 加工中心：重要的组成部分之一是自动刀具更换装置，要在一次加工中使用大量长度不同的刀具，需要刀具长度补偿功能。 轮廓铣削加工：需要刀具半径修正功能，刀具中心才能沿需要的轨迹移动。 车削加工：可使用多种刀具，数控系统具有刀具长度和刀具半径修正功能，使数控程序与刀具形状和刀具尺寸尽可能无关，大幅简化编程。 具有刀具修正功能，在编制加工程序时，可以用零件的实际轮廓进行编程，在加工前测定实际的刀具半径、长度等，作为刀具修正参数输入数控系统，加工符合尺寸的零件轮廓。 4、刀具修正功能可满足加工技术等一些要求，通过逐次变更刀具半径修正值的大小，可调整每次进给量，以同一程序实现粗、精加工周期。 此外，在刀具磨损或磨损、刀具尺寸发生变化的情况下，如果原样使用原来的步骤，一定会产生加工误差，通过用刀具长度进行修正可以解决该问题。 二、刀具补偿原理刀具补偿一般分为刀具长度补偿和刀具半径补偿。 铣刀主要是刀具半径补偿，钻头只是长度补偿；刀具需要双坐标长度补偿和刀具半径补偿。 5、1 .刀具长度修正以NC车床为例进行说明，NC装置控制的是刀架基准点的位置，实际切削时利用刀尖完成，刀具长度修正是为了实现刀尖轨迹与刀架基准点之间的转换。 如图3-35所示，假设p是刀尖，q是刀架基准点，刀尖圆弧半径为零。 利用刀具长度测量装置测量相对于刀架基准点的刀尖点的坐标xpq、zpq，并存储在刀具修正存储表中。 部件轮廓轨迹从刀尖切出，在编程时在刀尖点p进行编程，设刀尖p点坐标为xp、zp，则刀架基准点坐标Q(xq、zq )由下式求出： (3-45 )这样，部件轮廓轨迹由式(3-45 )修正，能够通过控制刀架基准点q来实现。6、图3-35刀具长度补偿、7、加工中心常用的刀具长度补偿是，首先将刀具放入刀柄，用刀具对刀仪测量从各刀具前端到刀柄基准面的距离，将该值以刀具编号输入控制装置的刀具补偿存储表中，进行补偿计算。 刀具长度补偿用于实现刀尖轨迹与刀柄基准点之间的转换。 在NC立式镗铣床和NC钻床中，由于刀具的磨损、重磨等原因长度发生变化时，无需修正程序中的坐标值，通过用刀具的长度进行修正或缩短偏移量，可以修正尺寸的变化，保证加工精度。 刀具长度补偿的原理比较简单，由G43、G44和H(D )代码指定。 另外，8、2 .刀具半径修正ISO标准在刀具中心轨迹位于程序轨迹(部件轮廓ABCD )的行进方向的左侧的情况下，称为左刀修正，用G41表示。 相反，当刀具位于轮廓行进方向的右侧时，称为右刀具修正，如图3-36所示，用G42表示。 G40取消刀具补偿指令。yyBCDC刀补制作ADAB刀补制作删除刀补制作刀补的OxOxa)G41左刀补b)G42右刀补图3-36刀补方向、9、切削过程中，刀具半径补的补正过程分为三个步骤： (1)刀补制作刀具从起点接近工件， 根据原程序轨迹延伸或缩短刀具半径值，即刀具中心与程序轨迹一致后从程序轨迹转移到一个刀具半径值。 在该段中，动作指令只能使用G00或G01。 (2)通过刀具补偿进行刀具补偿期间，刀具中心轨道始终远离程序轨道的刀具半径。 在此状态下，可以使用G00、G01、G02和G03。 (3)刀具补正是将刀具复原，退避工件，返回原点。 换句话说，刀具中心轨迹变化为与编程轨迹匹配，距离编程轨迹只有刀具半径值。 这种情况下也只能使用G00、G01。 10、3、刀具半径补偿算法刀具半径补偿计算：根据零件尺寸和刀具半径值计算刀具中心轨迹。 在一般的CNC装置中，可实现的轮廓仅限于直线和圆弧。 刀具半径修正量b功能刀修正和c功能刀修正、b功能刀修正可根据本程序的轮廓尺寸进行刀具半径修正，无法解决程序间的转移问题，因此程序员必须推测刀修正后可能发生的断续点和交点等，人为地进行处理。 b功能刀具修正计算如下所示。 1 .在直线刀具补偿计算直线中，刀具补偿后的轨迹是与原始直线平行的直线，只需计算刀具中心轨迹的起点和终点坐标值即可。 另外，如图11、图3-37所示，被加工直线段的起点是坐标原点，终点坐标是a。 加工前一段后，假设刀具中心的o 点坐标是已知的。 刀具半径用于计算刀具右偏移后直线段oa 的终点坐标a 。 若设刀具修正向量aa的投影坐标，则(3- 46 )、(3- 47 )、，(3-48)(3-48 )式为直线刀修正计算式，通过增量编程导出。 在绝对值编程中，除了绝对坐标以外，可以应用该公式。 13、图3-37直线刀具补偿图3-38对于圆弧刀具半径补偿、14、2 .圆弧刀具半径补偿计算圆弧，刀具补偿后的刀具中心轨迹是与圆弧同心的圆弧。 只需计算刀具补偿后圆弧的起点和终点坐标值。 如图3-38所示，被加工圆弧中心坐标是坐标原点o、圆弧半径r、圆弧起点a、终点b、刀具半径r . 前一段加工完成后，刀具中心为a，假定其坐标为已知。 圆弧刀具半径补偿计算的目的是计算刀具中心轨迹的终点坐标b。 如果对于(3-49 )、，(3-50)(3-51 )，16，和图3-39B的刀补充实例来处理bb在两个坐标上的投影，那么它从a-b直线段开始，接着对直线段BC进行处理，如果对于给定的2 17、实际上，在加工第一个段后，刀具中心位于B1点，第二个段的起点为B2，两个段之间有断点，刀具中心仅运行从B1到B2的附加程序，在两个断点之间添加刀具半径的过渡圆弧B1B2 这样，由于b刀具采用读取1段、数1段、再走1段的控制方法，所以刀具半径的下一个加工轨迹对本程序的加工轨迹产生的影响是不可预测的。 为了解决下一个加工轨迹对本段的加工轨迹所产生的影响，在计算出本程序的段轨迹之后，先读入下一程序，根据其之间的迁移的具体状况，适当地修正本段的轨迹，得到本段的正确的加工轨迹，这是c功能刀具修正。 c功能刀具根据相邻轮廓段的信息自动处理两段的刀具中心轨迹转换，并在过渡点处自动插入过渡圆弧或直线，以避免刀具干涉或断点。18、图3-40a示出了通常的数控系统的工作方法，在系统内，数据缓冲器登录区域BS存储下一个加工程序的信息，设置工作登录区域AS，存储加工中的程序的信息，并将其运算结果发送至输出登录区域OS，直接与伺服系统的控制信号以及图3-40b是在CNC系统中采用了c切刀的原理方框图，与3-40a不同的是，在CNC装置内部增设了切刀补充缓冲器CS。 在系统启动时，第一段首先读入BS，在BS中计算第一段的刀具中心轨迹，在CS中暂时传送之后，第二段读入BS，计算第二段的刀具中心轨迹。 接着，判别第1、第2段的刀具中心轨迹的连接模式，根据判别结果进一步修正第1段的刀具中心轨迹。 19、修改完成后，依次将修改后的第一级刀具中心轨迹从CS传送至AS，将第二级刀具中心轨迹从BS传送至CS。 然后，CPU将AS的内容发送给OS进行插值运算，将运算结果发送给伺服系统执行。 如果执行的修改后的第一级刀具中心轨迹，则使用插值间隙命令CPU读取第三级程序中的BS，然后基于BS与CS的第三和第二级轨迹的连接状况修改CS的第二级刀具中心轨迹。 可知这样下去，在刀补工作状态下，CNC内部总是存在3个段的信息。20、a)b )在图3-40的两种数控系统的工作流程图、21、CNC装置中，处理的基本轮廓形状是直线和圆弧，它们的相互连接方式是直线和直线相接，直线和圆弧相接，圆弧和直线相接，圆弧和圆弧相接。 刀具补偿的三个步骤以直线和直线的过渡为例，说明在创建刀具补偿和刀具补偿过程中可能遇到的三种过渡格式。 取消刀具补偿是建立刀具补偿的相反过程，可参照建立刀具补偿。 图3-41和图3-42表示相邻的两个区段为直线和直线，在左刀具修正量G41的情况下，刀具中心轨迹为连结处的推移。 图中是工件侧转移目的地的两个运动方向上的角度，其变化范围为00 km3600 km，在轮廓段为圆弧的情况下，可以是将交点处的切线定义为角度的对应直线。 另外，在22、图3-42a中，编程轨迹为FG和GH，工具中心轨迹为AB和BC，相对于编程轨迹将BD和BE的长度缩短1个，但该转变为缩短型。 在图3-42b中，工具中心轨迹AB和BC相对于编程轨迹FG和GH延伸BD和BE的长度，该变化为延伸型。 在图3-42c中，采用伸长类型时，心轨迹为AM和MC，相对于编程轨迹FG和GH，刀具的空行程时间较长，为了减少刀具的非切削空行程时间，可在中间插入过渡直线BB1，使BD等于B1E，等于刀