數(shù)控銑床與加工中心刀具補(bǔ)償講解

數(shù)控銑床與加工中心5.4刀具賠償和偏置功能刀具賠償可分為刀具長(zhǎng)度賠償和刀具半徑賠償，其內(nèi)容和方法已在前面章節(jié)中作了詳盡說(shuō)明，本章擬用此外一種指令格式對(duì)刀具長(zhǎng)度賠償功能進(jìn)行介紹，目的在于進(jìn)一步重申不一樣的數(shù)控系統(tǒng)對(duì)同一編程功能可能采納不一樣的指令格式。刀具半徑賠償

G41、G42、G40刀具半徑賠償有兩種賠償方式，分別稱為B型刀補(bǔ)和C型刀補(bǔ)。B型刀補(bǔ)在工件輪廓的拐角處用圓弧過(guò)渡，這樣在外拐角處，因?yàn)橘r償過(guò)程中刀具切削刃一直與工件尖角接觸，使工件上尖角變鈍，在內(nèi)拐角處會(huì)則惹起過(guò)切。C型刀補(bǔ)采納了比較復(fù)雜的刀偏矢量計(jì)算的數(shù)學(xué)模型，完全除去了B型刀補(bǔ)存在的不足。下邊僅議論C型刀補(bǔ)。(1).指令格式指令格式：G17/G18/G19G00/G01G41/G42G41：刀具半徑左賠償G42：刀具半徑右賠償半徑賠償僅能在規(guī)定的坐標(biāo)平面內(nèi)進(jìn)行，使用平面選擇指令G17、G18或G19可分別選擇XY、ZX或YZ平面為補(bǔ)償平面。半徑賠償一定規(guī)定賠償號(hào)，由賠償號(hào)L存入刀具半徑值，則在履行上述指令時(shí)，刀具可自動(dòng)左偏(G41)或右偏(G42)一個(gè)刀具半徑賠償值。因?yàn)榈堆a(bǔ)的成立一定在包含運(yùn)動(dòng)的程序段中達(dá)成，所以以上格式中，也寫(xiě)入了GOO(或GO1)。在程序結(jié)束前應(yīng)撤消賠償。詳細(xì)的判斷方法見(jiàn)本書(shū)第二章。(2).刀補(bǔ)過(guò)程刀具賠償包含刀補(bǔ)成立，刀補(bǔ)履行和刀補(bǔ)撤消這樣三個(gè)階段，此中刀補(bǔ)成立與刀補(bǔ)撤消均應(yīng)在非切削狀態(tài)下進(jìn)行。程序中含有G41或G42的程序段是成立刀補(bǔ)的程序段，含有G40的程序段是撤消刀補(bǔ)的程序段，在履行刀補(bǔ)時(shí)期刀具一直處于偏置狀態(tài)。為了在成立刀補(bǔ)和撤消刀補(bǔ)時(shí)，防止發(fā)生過(guò)切或撞刀，以及在刀補(bǔ)履行時(shí)期掌握刀具在運(yùn)動(dòng)段的拐角處的運(yùn)動(dòng)狀況，有必需對(duì)刀補(bǔ)過(guò)程作一簡(jiǎn)要說(shuō)明。(3).刀具偏置矢量刀具偏置矢量是二維矢量，其大小等于D代碼所規(guī)定的偏置量，矢量方向的計(jì)算是依據(jù)各軸刀具進(jìn)給狀況而于控制單元內(nèi)自動(dòng)達(dá)成的。經(jīng)過(guò)該偏置矢量計(jì)算出刀具中心偏離編程軌跡的實(shí)質(zhì)軌跡。偏置計(jì)算在由G17、G18和G19確立的平面內(nèi)進(jìn)行，該平面稱之為偏置平面。比如在已經(jīng)選擇了XY平面時(shí)，僅對(duì)程序中(X、Y)或(1、J)計(jì)算偏置量，并計(jì)算偏置矢量。不在偏置平面內(nèi)的軸的坐標(biāo)值不受偏置的影響。在3軸聯(lián)動(dòng)控制中，投影到偏置平面上的刀具軌跡才獲取偏置賠償。(4).刀補(bǔ)的成立與刀補(bǔ)的撤消刀補(bǔ)的成立是進(jìn)入切削加工前的一個(gè)協(xié)助程序段，刀補(bǔ)的撤消是加工達(dá)成時(shí)要寫(xiě)入到程序中的協(xié)助程序段，假如辦理得好則有益于簡(jiǎn)捷迅速而又安全地使刀具進(jìn)入切入地點(diǎn)和加工完了時(shí)退出刀具。刀補(bǔ)成即刻的核心問(wèn)題是刀具從哪處下刀并進(jìn)入到工件加工的開(kāi)端地點(diǎn)，刀補(bǔ)撤消時(shí)則主要應(yīng)試慮刀具沿何方向退離工件。系統(tǒng)操作說(shuō)明書(shū)中議論了各樣可能碰到的狀況，為簡(jiǎn)化表達(dá)，下邊僅依據(jù)習(xí)慣的編程方法議論刀補(bǔ)成立與刀補(bǔ)撤消的問(wèn)題。不使用這些方法一般也能夠正確地達(dá)成刀補(bǔ)成立與刀補(bǔ)撤消的過(guò)程，但特別狀況下可能出現(xiàn)過(guò)切或報(bào)警。1)使用GOO或G01的運(yùn)動(dòng)方式均可達(dá)成刀補(bǔ)成立或撤消的過(guò)程，事實(shí)上使用G01常常是出于安全的考慮。而如果不把刀補(bǔ)的成立(包含刀補(bǔ)的撤消)成立在加工時(shí)的Z軸高度上，而采納先成立賠償再下刀或先提刀再撤消賠償?shù)姆椒?，則既使在GOO的方式下成立(或撤消)刀補(bǔ)也是安全的。2)為了便于計(jì)算坐標(biāo)，能夠按圖5-18所示兩種方式來(lái)成立刀補(bǔ)，圖5-18a為切線進(jìn)入方式，圖5-18b為法線進(jìn)入方式。相同撤消刀補(bǔ)往常也采納這類切線或法線的方式。圖5-18

兩種刀補(bǔ)成立方式

圖5-19

內(nèi)圓輪廓的賠償3)在不便于直接沿著工件的輪廓線切向切入和切向切出時(shí)，

可再增添一個(gè)圓弧協(xié)助程序段。

如圖5-19所示的內(nèi)圓輪廓形狀，采納銑圓法加工。編程時(shí)依據(jù)孔加工的余量大小及刀具尺寸等狀況，取一個(gè)適合大小的圓弧，設(shè)半徑為r，并由此求出圓心點(diǎn)A的坐標(biāo)和圓弧上B、C、E點(diǎn)的坐標(biāo)。加工時(shí)先讓刀具定位到大圓的圓心并下刀至孔深。若孔加工的編程軌跡為O→A→B→C→0→C→E→A→O，并于A--B段成立刀補(bǔ)，A--E段撤消刀補(bǔ)，則實(shí)質(zhì)加工的刀心運(yùn)動(dòng)軌跡為O→A→B′→C′→D′→C′→E′→A→O，這樣就能十分方便地實(shí)現(xiàn)切向切入與切向切出，使加工時(shí)不致于在內(nèi)孔的C點(diǎn)處產(chǎn)生顯然的刀痕。實(shí)質(zhì)辦理時(shí)，∠BAC與∠EAC的值也可依據(jù)需要取30°、45°或60°，以減少空刀時(shí)間，但計(jì)算略繁。關(guān)于外形輪廓的加工，若采納直線段實(shí)現(xiàn)切向切入與切向切出有困難時(shí)，也能夠采納這類增添協(xié)助圓弧程序段的方法。(5).

履行C型刀補(bǔ)過(guò)程中的刀心運(yùn)動(dòng)軌跡為了能對(duì)刀補(bǔ)履行過(guò)程中，編程軌跡與刀心運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，圖5-20示出了幾種用G42編程時(shí)典型的C型刀補(bǔ)編程軌跡與刀心運(yùn)動(dòng)軌跡之間的關(guān)系，圖a為α≥180°由直線段到直線段在拐角處的轉(zhuǎn)接狀況，刀具沿內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)至S點(diǎn)轉(zhuǎn)到后一段加工，在拐角處不產(chǎn)生過(guò)切；圖b為90°≤α≤180°由直線段到圓弧段的轉(zhuǎn)接狀況；圖C為1°≤α≤90°時(shí)由圓弧段到直線段在拐角處的轉(zhuǎn)接狀況。由圖不難看出C型刀補(bǔ)在拐角處一律采納直線轉(zhuǎn)接的型式，經(jīng)過(guò)伸長(zhǎng)直線段或增添直線段的方法實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)接，這就防止了B型刀補(bǔ)采納圓弧轉(zhuǎn)接帶來(lái)的不足。如使用G41時(shí)則刀具中心軌跡在編程軌跡的左邊，辦理方法與上述一致。圖5-20C型刀補(bǔ)過(guò)程的刀心運(yùn)動(dòng)軌跡(6).使用刀具半徑賠償注意事項(xiàng)1)G41、G42、G40不可以和G02、G03在一同程序段中使用，只好與

GOO或G01一同使用，且刀具一定要挪動(dòng)。在程序頂用G42指令成立右刀補(bǔ)，銑削時(shí)關(guān)于工件將產(chǎn)生逆銑成效，故常用于粗銑；用G41指令成立左刀補(bǔ)，銑削時(shí)關(guān)于工件將產(chǎn)生順銑成效，故常用于精銑。3)一般狀況下，刀具半徑賠償量應(yīng)為正當(dāng)，假如賠償值為負(fù)，則G41和G42正好互相替代。往常在模具加工中利用這一特色，可用同一程序加工同一公稱尺寸的內(nèi)外兩個(gè)型面。4)在賠償狀態(tài)下，銑刀的直線挪動(dòng)量及銑削內(nèi)側(cè)圓弧的半徑值要大于或等于刀具半徑，不然賠償時(shí)會(huì)產(chǎn)生干涉，系統(tǒng)在履行相應(yīng)程序段時(shí)將會(huì)產(chǎn)生報(bào)告，并停止履行。5)若程序中成立了半徑賠償，在加工達(dá)成后一定用G40指令將賠償狀態(tài)撤消，使銑刀的中心點(diǎn)答復(fù)到實(shí)質(zhì)的坐標(biāo)點(diǎn)上。亦即履行G40指令時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將向左或向右的賠償值，往相反的方向開(kāi)釋，這時(shí)銑刀會(huì)挪動(dòng)一銑刀半徑值。所以使用G40指令時(shí)最好是銑刀已遠(yuǎn)離工件。(7).刀具半徑賠償?shù)膽?yīng)用①編程時(shí)直接按工件輪廓尺寸編程。刀具在因磨損、重磨或改換后直徑會(huì)發(fā)生改變，但不用改正程序，只要改變半徑賠償參數(shù)。②刀具半徑賠償值不必定等于刀具半徑值，同一加工程序，采納同一刀具可經(jīng)過(guò)改正刀補(bǔ)的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)工件輪廓的粗、精加工；同時(shí)也可經(jīng)過(guò)改正半徑賠償值獲取所需要的尺寸精度?！纠?-3】：如圖5-21為成立和撤消刀具半徑賠償示例。程序以下：G17G90G54GOOXOY0S400G01Y50.0F150；X65.O；Y25.0；X20.0；G40G00XOYOM05；

；；

((O(P

→O)→P1，成立左刀補(bǔ)1→P2)(P2→P3)(P3→P4)(P4→P5)(P5→P6，撤除刀補(bǔ))

)圖5-21刀具半徑賠償示例圖5-22刀具走刀路線圖【例5-4】：如圖5-22所示，試編制加工程序，已知立銑刀為Φ16mm,半徑賠償號(hào)為D0101000；(程序號(hào))G17G90G54GOOX0Y0S500；(②)Z5.0M03；(③)；(④O→A)G01Z-27.0F2000；(⑤)Y80.0F120；(⑥A→B)G03；(⑦B→C)G01X180.0；(⑧C→D)Y60，0；(⑨D→E)G02，0；(⑩E→F)G01XS0.0；(11F→G)GOOZ5.0；(12)G40XOYOM05；(G→O)G91G28Z0；(Z軸回參照點(diǎn))M30；(程序結(jié)束)刀具長(zhǎng)度賠償G43、G44、G49刀具長(zhǎng)度賠償是用來(lái)賠償假設(shè)的刀具長(zhǎng)度與實(shí)質(zhì)的刀具長(zhǎng)度之間的差值，系統(tǒng)規(guī)定除以使用刀具長(zhǎng)度賠償，但同時(shí)規(guī)定長(zhǎng)度賠償只好同時(shí)加在一個(gè)軸上，要對(duì)賠償軸進(jìn)行切換，的賠償。

Z軸以外，其余軸也可一定先撤消對(duì)前面軸1．指令格式：G43α___H___；(α指X、Y、Z隨意一軸)，刀具長(zhǎng)度賠償“＋”。G44α___H___；刀具長(zhǎng)度賠償“－”。G49或H00：撤消刀具長(zhǎng)度賠償。以上指令頂用G43、G44指令偏移的方向，用H指令偏置量?jī)?chǔ)存器的偏置號(hào)。履行程序前，需在與地點(diǎn)H所對(duì)應(yīng)的偏置量?jī)?chǔ)存器中，存入相應(yīng)的偏置值。以z軸賠償為例，若指令GOOG43Z100.0H01；并于H01中存入“-200.0”，則履行該指令時(shí)，將用Z坐標(biāo)值100.與H01中所存“-200.”進(jìn)行“+”運(yùn)算，即100.0+(-200.0)=-100，并將所求結(jié)果作為Z軸挪動(dòng)值，撤消長(zhǎng)度賠償用G49或H00。若指令中忽視了坐標(biāo)軸，則隱含為Z軸且為Z0。．刀具自參照點(diǎn)下刀時(shí)的賠償問(wèn)題一般狀況下加工中心計(jì)床老是從參照點(diǎn)換刀的．關(guān)于立式加工中心而言，在使用G54～G59工件坐標(biāo)系時(shí)，若僅于X、Y方向偏置G54坐標(biāo)原點(diǎn)地點(diǎn)而Z軸方向不偏置，則Z軸方向上刀具刀位點(diǎn)與工件坐標(biāo)系中Z=0平面之間的差值能夠所有由刀具長(zhǎng)度賠償加以解決，這是操作者在設(shè)置偏置值時(shí)一種常用的方法。此時(shí)G54的Z0平面與機(jī)床坐標(biāo)系的Z0平面是一致的，即G54的20平面經(jīng)過(guò)z軸方向機(jī)床參照點(diǎn)。編程人員在編寫(xiě)程序時(shí)全然不論操作者是怎樣設(shè)置賠償值的，仍將G54的Z0平面規(guī)定在工件某一高度的地點(diǎn)上，操作人員不作z軸方向上的工件零點(diǎn)偏置的操作，而是將所有差值(包含z軸工件零點(diǎn)偏置值與裝刀后主軸前端面到刀具刀位點(diǎn)的距離)讓長(zhǎng)度賠償功能一并加以解決。以圖5-23為例說(shuō)明。設(shè)編程時(shí)編程員希望刀具自參照點(diǎn)下刀到工件坐標(biāo)系中Z40.的地點(diǎn)，則程序段能夠?qū)懗蒅90GOOG43Z40.H01；操作人員在安裝刀具和工件后，直接丈量主軸自參照點(diǎn)下移時(shí)刀位點(diǎn)到(賠償面)20平面的距離，若實(shí)測(cè)刀位點(diǎn)自Z軸參照點(diǎn)出發(fā)抵達(dá)程序中G92Z0平面位移為-320，直接將該值存于H01儲(chǔ)存器中，履行該程序段時(shí)，刀具按40.+(-320.)＝-280.即按Z=-280.下刀與預(yù)期的下刀點(diǎn)完整一致。圖5-23G43

、G44、G49的應(yīng)用這類程序編寫(xiě)的一般形式為：G90G49G54GOOX___Y___G43H___Z___M03S___；

；G90G49G28Z0.T01M06我們能夠采納工件零點(diǎn)偏置值與刀具長(zhǎng)度賠償值分別丈量輸入的方法。將圖中①所示的長(zhǎng)度值(負(fù)值)，作為工件零點(diǎn)偏置值存入工件零點(diǎn)偏置儲(chǔ)存器中，而將圖中②所示的長(zhǎng)度值(正當(dāng))作為刀具長(zhǎng)度賠償值存入H01儲(chǔ)存器中，其成效是完整相同的。假如采納機(jī)外預(yù)調(diào)刀具對(duì)刀，則后一種方法可能更加方便?！纠?-5】：在立式加工中心上銑削如圖5-24所示的工件上表面和外輪廓，分別用Φ25mm面銑刀和Φ20mm立銑刀，走刀路線和切削用量如圖5-25和5-26所示，在配置FANUCOM系統(tǒng)的立式加工中心上加工。試編制加工程序。成立以下圖工件坐標(biāo)系，編制加工程序以下：圖5-24工件簡(jiǎn)圖圖5-25XY平面走刀路徑圖5-26Z軸方向刀具走刀路線01000；(程序號(hào))N100；(程序初始設(shè)定)G17G90G40G49G21；(G代碼初始設(shè)定)G91G28Z0；(Z軸回參照點(diǎn))T01；(選擇T01號(hào)刀)M06；(主軸換上最先使用的T01號(hào)刀)N101(PACEMILL)；(銑頂面程序)T02；(選擇T02號(hào)刀)；(①)G43Z5.0H01M03；(②)G01Z0F2000；(③)X-310.0F275(④)GOOY-135.0；(⑤)C01X70.0；(⑥)GOOZ5.0M05；(⑦)G91G28Z0；(⑧)；(⑨)G49；(撤消長(zhǎng)度賠償)M06；(換T02號(hào)刀)N102(ENDMILL)(銑輪廓程序)T01；(選擇T01號(hào)刀)；(⑩)G43Z5.01H02M03；(11)Z-32.0F2000M08；(12)G41G01XOY1O.0D22F180；(13)Y-120.0；(14)；(15)X-240.0；(16)Y-90.O；(17)；(18)G01X10.0；(19)GOOZ5.0M09；(20)；(21)G91G28Z0；(22)；(23)G49；(撤消長(zhǎng)度賠償)M30；(程序結(jié)束)刀具地點(diǎn)偏置(G45、G46、G47、G48)指令格式：G45/G46/G47/G48X___/Y___D___F___刀具地點(diǎn)偏置是為了加工出規(guī)定的長(zhǎng)度而設(shè)置的，如圖5-27所示，共有四種指令，該指令是非模態(tài)代碼：G45___沿刀具運(yùn)動(dòng)方向上增添一個(gè)偏移量e(見(jiàn)圖5-27a)。C46___沿刀具運(yùn)動(dòng)方向上減少一個(gè)偏移量e(見(jiàn)圖5-27b)。G47___沿刀具運(yùn)動(dòng)方向上增添兩倍偏移量e(見(jiàn)圖5-27c)。G48___沿刀具運(yùn)動(dòng)方向上減少兩倍偏移量e(見(jiàn)圖5-27d)。圖5-27

刀具地點(diǎn)賠償偏置【例5-6】：加工如圖5-28所示，使用立銑刀銑削工件側(cè)面，

工件輪廓形狀如圖中實(shí)線所示，

立銑刀直徑

20m，賠償值為10mm，將此值存入D01中。圖5-28G45～G48應(yīng)用實(shí)例加工程序以下：N01G91G