刀具半径补偿原理

上午12时5分,数控技术,1,第三节刀具半径补偿原理,上午12时5分,数控技术,2,第三节刀具半径补偿原理,一.刀具半径补偿的基本概念1。什么是刀具半径补偿(ToolRadiusCompensationoffset)根据按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数，数控装置能实时地、自动地生成刀具中心轨迹的功能称为刀具半径补偿功能。,上午12时5分,数控技术,3,.刀具半径补偿功能的主要用途,实时将编程轨迹变换成刀具中心轨迹。可避免在加工中由于刀具半径的变化(如由于刀具损坏而换刀等原因)而重新编程的麻烦。刀具半径误差补偿，由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具半径的变化，也不必重新编程，只需修改相应的偏置参数即可。减少粗、精加工程序编制的工作量。由于轮廓加工往往不是一道工序能完成的，在粗加工时，均要为精加工工序预留加工余量。加工余量的预留可通过修改偏置参数实现，而不必为粗、精加工各编制一个程序。,第三节刀具半径补偿原理,上午12时5分,数控技术,4,.刀具半径补偿的常用方法：,B刀补：如图所示，该法对加工轮廓的连接都是以园弧进行的。,第三节刀具半径补偿原理,上午12时5分,数控技术,5,在外轮廓尖角加工时，由于轮廓尖角处始终处于切削状态，尖角的加工工艺性差。在内轮廓尖角加工时，由于C”点不易求得(受计算能力的限制)编程人员必须在零件轮廓中插入一个半径大于刀具半径的园弧，这样才能避免产生过切。这种刀补方法，无法满足实际应用中的许多要求。因此现在用得较少，而用得较多的是C刀补。,第三节刀具半径补偿原理,上午12时5分,数控技术,6,C刀补采用直线作为轮廓间的过渡特点：尖角工艺性好可实现过切自动预报(在内轮廓加工时)，从而避免产生过切。,第三节刀具半径补偿原理,A,B,C”,C,B,A,G41,刀具,G42,刀具,编程轨迹,刀具中心轨迹,C,上午12时5分,数控技术,7,.刀具半径补偿的工作原理,.刀具半径补偿的工作过程刀补建立刀补进行刀补撤销。,第三节刀具半径补偿原理,上午12时5分,数控技术,8,.C刀补的转接形式和过渡方式,转接形式前后两编程轨迹的不同，刀具中心轨迹的连接方法不同在一般的CNC装置中，均有园弧和直线插补两种功能。对由这两种线形组成的编程轨迹有以下四种转接形式,第三节刀具半径补偿原理,直线与直线转接直线与园弧转接,园弧与直线转接园弧与园弧转接,上午12时5分,数控技术,9,过渡方式,对应两编程轨迹，刀具中心轨迹过渡连接形式矢量夹角：指两编程轨迹在交点处非加工侧的夹角,第三节刀具半径补偿原理,缩短型,伸长型,上午12时5分,数控技术,10,根据两段程序轨迹的矢量夹角和刀补方向的不同，过渡方式有以下几种：缩短型：矢量夹角180o刀具中心轨迹短于编程轨迹的过渡方式。伸长型：矢量夹角90o180o刀具中心轨迹长于编程轨迹的过渡方式。插入型：矢量夹角90o在两段刀具中心轨迹之间插入一段直线的过渡方式。,第三节刀具半径补偿原理,上午12时5分,数控技术,11,.刀具中心轨迹的转接形式和过渡方式列表,刀具半径补偿功能在实施过程中，各种转接形式和过渡方式的情况，如下面两表所示。表中实线表示编程轨迹；虚线表示刀具中心轨迹；为矢量夹角；r为刀具半径；箭头为走刀方向。表中是以右刀补（G42）为例进行说明的，左刀补（G41）的情况与右刀补相似，就不再重复。,第三节刀具半径补偿原理,上午12时5分,数控技术,12,刀具半径补偿的建立和撤消,形式,转接,夹角,矢量,刀补建立,（,G42,）,刀补撤消,（,G42,）,直线,-,直线,直线,-,圆弧,直线,-,直线,圆弧,-,直线,过渡,方式,180,o,缩,短,型,90,o,180,o,伸,长,型,90,o,插,入,型,r,r,r,r,r,r,r,r,r,r,r,r,第三节刀具半径补偿原理,上午12时5分,数控技术,13,刀具半径补偿的进行过程,90,o,插,入,型,r,r,r,r,r,r,r,r,第三节刀具半径补偿原理,上午12时5分,数控技术,14,.刀具半径补偿的实例,读入OA，判断出是刀补建立，继续读下一段。读入AB，因为OAB90o，且又是右刀补（G42），由表可知，此时段间转接的过渡形式是插入型。则计算出a、b、c的坐标值，并输出直线段oa、ab、bc，供插补程序运行。,c,b,a,B,A,O,C,D,E,第三节刀具半径补偿原理,上午12时5分,数控技术,15,读入BC，因为ABC90o，同理，由表可知，段间转接的过渡形式是插入型。则计算出d、e点的坐标值，并输出直线cd、de。读入CD，因为BCD180o，由表可知，段间转接的过渡形式是缩短型。则计算出f点的坐标值，由于是内侧加工，须进行过切判别（过切判别的原理和方法见后述），若过切则报警，并停止输出，否则输出直线段ef。,f,e,d,第三节刀具半径补偿原理,上午12时5分,数控技术,16,读入DE（假定有撤消刀补的G40命令），因为90oCDE180o，由于是刀补撤消段，由表可知，段间转接的过渡形式是伸长型。则计算出g、h点的坐标值，然后输出直线段fg、gh、hE。刀具半径补偿处理结束。,g,h,第三节刀具半径补偿原理,上午12时5分,数控技术,17,.加工工过程中的过切判别原理,前面我们说过C刀补能避免过切现象，是指若编程人员因某种原因编制出了肯定要产生过切的加工程序时，系统在运行过程中能提前发出报警信号，避免过切事故的发生。下面将就过切判别原理进行讨论。,第三节刀具半径补偿原理,上午12时5分,数控技术,18,.直线加工时的过切判别,如右图所示，当被加工的轮廓是直线段时，若刀具半径选用过大，就将产生过切削现象。图中，编程轨迹为ABCD，B为对应于AB、BC的刀具中心轨迹的交点。当读入编程轨迹CD时，就要对上段刀具中心轨迹BC进行修正，确定刀具中心应从B点移到C点。显然，这时必将产生如图阴影部分所示的过切削。,A,D,C,B,C,D,B,A,编程轨迹,刀具中心轨迹,过切削部分,发出报警程序段,刀具,第三节刀具半径补偿原理,上午12时5分,数控技术,19,1.直线过切的判别方法,在直线加工时，可以通过编程矢量与其相对应的修正矢量的标量积的正负进行判别。在图中，BC为编程矢量，BC为BC对应的修正矢量，为它们之间的夹角。则：标量积显然，当（即90oR那么就会产生过切削。,G41G03,G42G02,rD,rD,R,R,第三节刀具半径补偿原理,上午12时5分,数控技术,21,2.圆弧加工时的过切削判别,刀具中心轨迹,编程轨迹,R,发出报警程序段,过切削部分,rD,a圆弧加工过切削,G41G02=0？,报警,返回,否（内侧加工）,是（外侧加工）,是,否,b判别流程,刀具,第三节