数控加工中心刀

-----------------------页面1-----------------------第2期年月董科等:数控加工中心刀具半径补偿的运用20066··21数控加工中心刀具半径补偿的运用董科刘星张俊(山东水利职业学院,山东日照)276826摘要:在数控加工中心上进行工件轮廓的铣削加工时,由于存在刀具半径,使得刀具中心轨迹与工件轮廓即编程轨迹()不重合,所以在编制程序的过程中,我们就要考虑到刀具半径的补偿问题。关键词:加工中心;刀具半径;补偿指令;刀具轨迹1引言补偿(偏置)的概念在我们生活中应用很多,例如,汽车驾驶员在驾驶汽车绕过一块石头的时候,要让汽车靠石头的一边绕过石头,而且要考虑到汽车是有一定宽度的,所以让汽车中心线远离石头至少半个车宽的距离。在最初的数控加工中没有补偿的概念,所以编程人员不得不围绕刀具的理论路线和实际路线的相对关系来进行编程,因而容易产生错误。补偿的概念出现以后大大地提高了编程的工作效率。刀具半径补偿是数控加工中常用的补偿功能,数控铣削加工中刀具半径补偿的建立和取消,刀具2刀具半径补偿量的指定半径补偿量的指定和计算方法是十分重要的过程。数控系统的刀具半径补偿就是将计算刀具中如果数控系统不具备刀具半径自动补偿功能,心轨迹的过程交由数控系统执行,编程员假设刀具则只能按刀心轨迹,即在编程时给出刀具的中心轨的半径为零,直接根据零件的轮廓形状进行编程。迹,如图所示的点划线轨迹进行编程。其计算相1因此,这种编程方法也称为对零件的编程,而实际当复杂,尤其是当刀具磨损、重磨或换新刀而使刀的刀具半径则存放在一个可编程刀具半径偏置寄具直径变化时,必须重新计算刀心轨迹,并修改程存器中。在加工过程中,数控系统根据零件程序和序。这样既复杂繁锁,又不易保证加工精度。当数控刀具半径自动计算刀具中心轨迹,完成对零件的加系统具备刀具半径补偿功能时,数控程序只需按工工。当刀具半径发生变化时,不需要修改零件程序,件轮廓编写,加工时数控系统会自动计算刀心轨只需修改放在刀具半径偏置寄存器中的刀具半径迹,使刀具偏离工件轮廓一个半径值,即进行刀具值,或者选用存放在另一个刀具半径偏置寄存器中半径补偿。的刀具半径所对应的刀具即可。现代数控系统一般都设置有若干个可编程刀-----------------------页面2-----------------------第2期山东水利职业学院院刊年月··2006622具半径偏置寄存器,并对其进行编号,专供刀具补或右补偿确定,如图所示。在图中,建立G42()33偿之用,可将刀具补偿参数(刀具长度、刀具半径刀具半径左补偿的有关指令如下:等)存入这些寄存器中。在进行数控编程时,只需调;建立刀具半径N60G17G01G41X0Y0D01用所需刀具半径补偿参数所对应的寄存器编号即左补偿,刀具半径偏置寄存号D02。可。实际加工时,数控系统将该编号对应的刀具半;定义首段零件轮廓。N70Y50.径偏置寄存器中存放的刀具半径取出,对刀具中心其中,为调用号刀具半径偏置寄存器中D022轨迹进行补偿计算,生成实际的刀具中心运动轨存放的刀具半径值。迹。建立刀具半径右补偿的有关指令如下:在进行数控加工前,必须预先设置好刀具半径N80G17G01G42X0Y0D02;建立刀具半径补偿量。刀具半径经补偿量的指定,通常由有关代右补偿。码指定刀具补偿号,并在代码补偿号中输入刀具半径补偿量,刀具补偿号必须与刀具编号相对应。在加工中,如果没有更换刀具,则该刀具号的补偿量一直有效。对于刀具半径补偿量的确定,如果是标准刀具第一次使用,可以采用刀具厂家提供的有关参数来确定;如果是已使用过或重磨过的刀具,则应根据实测数据来确定。3刀具半径补偿的建立与撤消数控铣削加工刀具半径补偿分为刀具半径左补偿和刀具半径右补偿,分别用和定义。3.2刀具半径补偿的取消G41G42根据ISO标准,沿刀具前进方向,当刀具中心轨迹与建立刀具半径补偿过程类似,在零件最后一位于零件轮廓右边时,称为刀具半径右补偿,如图段刀具半径补偿轨迹加工完成后,刀具撤离工件,所示。反之称为刀具半径左补偿,如图所示。回到退刀点,在这个过程中应取消刀具半径补偿,2a2b当不需要进行刀具半径补偿时,则用G40取消刀具其指令用G40。退刀点也应位于零件轮廓之外,距半径补偿。离加工零件轮廓退出点较近,可以与起刀点相同,也可以不相同。在图中假如退刀点与起刀点相同3的话,其刀具半径补偿取消过程的命令如下:N100G01X0Y0;加工到工件原点。;取消刀具半径补偿,N110G01G40X-10.Y-10.退回到退刀点3.1刀具半径补偿的建立3.3刀具半径补偿量的变化刀具半径补偿的建立就是在刀具从起刀点起在刀具半径补偿代码中输入的刀具半径补偿(刀点位于零件轮廓之外,距离加工零件轮廓切入点量是一个标量数值,而数控系统内部认定的补偿量较近以进给速度接近工件时,刀具中心轨迹从与编是一个补偿矢量,补偿矢量由数控系统自行计算。)程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个刀具半径补偿矢量的大小与刀具补偿代码指定的补偿量相值的过程。刀具半径补偿偏置方向由左补偿等,其方向在每个程序段中随刀具的移动不断变G41()-----------------------页面3-----------------------第2期年月董科等:数控加工中心刀具半径补偿的运用20066··23化。刀具运动包络形成,因此刀位点的运动轨迹与工件刀具半径补偿量的变化一般在换刀时出现。对的轮廓是不重合的。在全功能数控系统中,可应用连续的程序段,当刀具半径补偿量变化时,某一程其刀具补偿指令,按工件轮廓尺寸,很方便地进行序段终点的矢量(同时也是下一程序段起点的矢编程加工。在现代数控系统中,有的已具备三维刀量)要用该程序段指定的刀具补偿量进行计算。具半径补偿功能。对于四、五坐标联动数控加工,还4刀具半径补偿功能的应用不具备刀具补偿功能,必须在刀位计算时考虑刀具刀具因磨损、重磨、换新而引起刀具直径改半径。因此在数控机床上进行编程的过程中,我们(1)变后,不必修改程序,只需在刀具参数设置中输入要灵活地运用刀具的半径补偿指令,防止产生过切变化后刀具直径。如图所示,为未磨损刀具,和欠切的错误。412为磨损后刀具,两者直径不同,只需将刀具参数表中的刀具半径改为,即可适用同一程序。r1r2参考文献:方沂等数控机床的编程与操作国防工业出版社[1].[M].,1999.李家杰等数控机床编程与操作实用教程东南大学出[2].[M].版社,2005.罗学科等数控加工机床化学工业出版社[3].[M].,2003.王爱玲等现代数空机床实用操作技术国防工业出版[4].[M].社,2002.胡育辉等数控加工中心化学工业出版社[5].[M].,2005.何健康等柔性装配系统的设计与实现清华大学出版[6].[M].社(),2000,7.用同一程序、同一尺寸的刀具,利用刀具半(2)收稿日期:2005-11-25径补偿,可进行粗、精加工。刀具半径为,精加工余r作者简介:董科(1979.12-),男,山东曲阜人,山东水利职业量为。粗加工时,输入刀具直径(),则加△D=2r+△学院助教,工学学士,现从事机械电子类专业的教学与研究工出虚线轮廓。精加工时,用同一程序、同一刀具,工作。但输入刀具直径,则加工出实际轮廓。D=2r5结束语在数控加工中,由于刀尖有圆弧,工件轮廓是