數(shù)控銑床與加工中心刀具補償講解

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)中作了詳盡說明，本章擬用此外一種指令格式對刀具長度賠償功能進行介紹，目的在于進一步重申不一樣的數(shù)控系統(tǒng)對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型刀補和C型刀補。B型刀補在工件輪廓的拐角處用圓弧過渡，這樣在外拐角處，因為賠償過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)拐角處會則惹起過切。C型刀補采納了比較復(fù)雜的刀偏矢量計算的數(shù)學(xué)模型，完全除去了B型刀補存在的不足。下邊僅議論C型刀補。(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)定的坐標平面內(nèi)進行，使用平面選擇指令G17、G18或G19可分別選擇XY、ZX或YZ平面為補償平面。半徑賠償一定規(guī)定賠償號，由賠償號L存入刀具半徑值，則在履行上述指令時，刀具可自動左偏(G41)或右偏(G42)一個刀具半徑賠償值。因為刀補的成立一定在包含運動的程序段中達成，所以以上格式中，也寫入了GOO(或GO1)。在程序結(jié)束前應(yīng)撤消賠償。詳細的判斷方法見本書第二章。(2).刀補過程刀具賠償包含刀補成立，刀補履行和刀補撤消這樣三個階段，此中刀補成立與刀補撤消均應(yīng)在非切削狀態(tài)下進行。程序中含有G41或G42的程序段是成立刀補的程序段，含有G40的程序段是撤消刀補的程序段，在履行刀補時期刀具一直處于偏置狀態(tài)。為了在成立刀補和撤消刀補時，防止發(fā)生過切或撞刀，以及在刀補履行時期掌握刀具在運動段的拐角處的運動狀況，有必需對刀補過程作一簡要說明。(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，矢量方向的計算是依據(jù)各軸刀具進給狀況而于控制單元內(nèi)自動達成的。經(jīng)過該偏置矢量計算出刀具中心偏離編程軌跡的實質(zhì)軌跡。偏置計算在由G17、G18和G19確立的平面內(nèi)進行，該平面稱之為偏置平面。比如在已經(jīng)選擇了XY平面時，僅對程序中(X、Y)或(1、J)計算偏置量，并計算偏置矢量。不在偏置平面內(nèi)的軸的坐標值不受偏置的影響。在3軸聯(lián)動控制中，投影到偏置平面上的刀具軌跡才獲取偏置賠償。(4).刀補的成立與刀補的撤消刀補的成立是進入切削加工前的一個協(xié)助程序段，刀補的撤消是加工達成時要寫入到程序中的協(xié)助程序段，假如辦理得好則有益于簡捷迅速而又安全地使刀具進入切入地點和加工完了時退出刀具。刀補成即刻的核心問題是刀具從哪處下刀并進入到工件加工的開端地點，刀補撤消時則主要應(yīng)試慮刀具沿何方向退離工件。系統(tǒng)操作說明書中議論了各樣可能碰到的狀況，為簡化表達，下邊僅依據(jù)習(xí)慣的編程方法議論刀補成立與刀補撤消的問題。不使用這些方法一般也能夠正確地達成刀補成立與刀補撤消的過程，但特別狀況下可能出現(xiàn)過切或報警。1)使用GOO或G01的運動方式均可達成刀補成立或撤消的過程，事實上使用G01常常是出于安全的考慮。而如果不把刀補的成立(包含刀補的撤消)成立在加工時的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)刀補也是安全的。2)為了便于計算坐標，能夠按圖5-18所示兩種方式來成立刀補，圖5-18a為切線進入方式，圖5-18b為法線進入方式。相同撤消刀補往常也采納這類切線或法線的方式。圖5-18

兩種刀補成立方式

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，

可再增添一個圓弧協(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。編程時依據(jù)孔加工的余量大小及刀具尺寸等狀況，取一個適合大小的圓弧，設(shè)半徑為r，并由此求出圓心點A的坐標和圓弧上B、C、E點的坐標。加工時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，A--E段撤消刀補，則實質(zhì)加工的刀心運動軌跡為O→A→B′→C′→D′→C′→E′→A→O，這樣就能十分方便地實現(xiàn)切向切入與切向切出，使加工時不致于在內(nèi)孔的C點處產(chǎn)生顯然的刀痕。實質(zhì)辦理時，∠BAC與∠EAC的值也可依據(jù)需要取30°、45°或60°，以減少空刀時間，但計算略繁。關(guān)于外形輪廓的加工，若采納直線段實現(xiàn)切向切入與切向切出有困難時，也能夠采納這類增添協(xié)助圓弧程序段的方法。(5).

履行C型刀補過程中的刀心運動軌跡為了能對刀補履行過程中，編程軌跡與刀心運動軌跡的關(guān)系有一個初步的認識，圖5-20示出了幾種用G42編程時典型的C型刀補編程軌跡與刀心運動軌跡之間的關(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)運動至S點轉(zhuǎn)到后一段加工，在拐角處不產(chǎn)生過切；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型刀補在拐角處一律采納直線轉(zhuǎn)接的型式，經(jīng)過伸長直線段或增添直線段的方法實現(xiàn)轉(zhuǎn)接，這就防止了B型刀補采納圓弧轉(zhuǎn)接帶來的不足。如使用G41時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型刀補過程的刀心運動軌跡(6).使用刀具半徑賠償注意事項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。在程序頂用G42指令成立右刀補，銑削時關(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，銑削時關(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，假如賠償值為負，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)外兩個型面。4)在賠償狀態(tài)下，銑刀的直線挪動量及銑削內(nèi)側(cè)圓弧的半徑值要大于或等于刀具半徑，不然賠償時會產(chǎn)生干涉，系統(tǒng)在履行相應(yīng)程序段時將會產(chǎn)生報告，并停止履行。5)若程序中成立了半徑賠償，在加工達成后一定用G40指令將賠償狀態(tài)撤消，使銑刀的中心點答復(fù)到實質(zhì)的坐標點上。亦即履行G40指令時，系統(tǒng)會將向左或向右的賠償值，往相反的方向開釋，這時銑刀會挪動一銑刀半徑值。所以使用G40指令時最好是銑刀已遠離工件。(7).刀具半徑賠償?shù)膽?yīng)用①編程時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)過改正刀補的方法實現(xiàn)對工件輪廓的粗、精加工；同時也可經(jīng)過改正半徑賠償值獲取所需要的尺寸精度。【例5-3】：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1→P2)(P2→P3)(P3→P4)(P4→P5)(P5→P6，撤除刀補)

)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,半徑賠償號為D0101000；(程序號)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)M30；(程序結(jié)束)刀具長度賠償G43、G44、G49刀具長度賠償是用來賠償假設(shè)的刀具長度與實質(zhì)的刀具長度之間的差值，系統(tǒng)規(guī)定除以使用刀具長度賠償，但同時規(guī)定長度賠償只好同時加在一個軸上，要對賠償軸進行切換，的賠償。

Z軸以外，其余軸也可一定先撤消對前面軸1．指令格式：G43α___H___；(α指X、Y、Z隨意一軸)，刀具長度賠償“＋”。G44α___H___；刀具長度賠償“－”。G49或H00：撤消刀具長度賠償。以上指令頂用G43、G44指令偏移的方向，用H指令偏置量儲存器的偏置號。履行程序前，需在與地點H所對應(yīng)的偏置量儲存器中，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，將用Z坐標值100.與H01中所存“-200.”進行“+”運算，即100.0+(-200.0)=-100，并將所求結(jié)果作為Z軸挪動值，撤消長度賠償用G49或H00。若指令中忽視了坐標軸，則隱含為Z軸且為Z0。．刀具自參照點下刀時的賠償問題一般狀況下加工中心計床老是從參照點換刀的．關(guān)于立式加工中心而言，在使用G54～G59工件坐標系時，若僅于X、Y方向偏置G54坐標原點地點而Z軸方向不偏置，則Z軸方向上刀具刀位點與工件坐標系中Z=0平面之間的差值能夠所有由刀具長度賠償加以解決，這是操作者在設(shè)置偏置值時一種常用的方法。此時G54的Z0平面與機床坐標系的Z0平面是一致的，即G54的20平面經(jīng)過z軸方向機床參照點。編程人員在編寫程序時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上，操作人員不作z軸方向上的工件零點偏置的操作，而是將所有差值(包含z軸工件零點偏置值與裝刀后主軸前端面到刀具刀位點的距離)讓長度賠償功能一并加以解決。以圖5-23為例說明。設(shè)編程時編程員希望刀具自參照點下刀到工件坐標系中Z40.的地點，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下移時刀位點到(賠償面)20平面的距離，若實測刀位點自Z軸參照點出發(fā)抵達程序中G92Z0平面位移為-320，直接將該值存于H01儲存器中，履行該程序段時，刀具按40.+(-320.)＝-280.即按Z=-280.下刀與預(yù)期的下刀點完整一致。圖5-23G43

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

；G90G49G28Z0.T01M06我們能夠采納工件零點偏置值與刀具長度賠償值分別丈量輸入的方法。將圖中①所示的長度值(負值)，作為工件零點偏置值存入工件零點偏置儲存器中，而將圖中②所示的長度值(正當)作為刀具長度賠償值存入H01儲存器中，其成效是完整相同的。假如采納機外預(yù)調(diào)刀具對刀，則后一種方法可能更加方便。【例5-5】：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系，編制加工程序以下：圖5-24工件簡圖圖5-25XY平面走刀路徑圖5-26Z軸方向刀具走刀路線01000；(程序號)N100；(程序初始設(shè)定)G17G90G40G49G21；(G代碼初始設(shè)定)G91G28Z0；(Z軸回參照點)T01；(選擇T01號刀)M06；(主軸換上最先使用的T01號刀)N101(PACEMILL)；(銑頂面程序)T02；(選擇T02號刀)；(①)G43Z5.0H01M03；(②)G01Z0F2000；(③)X-310.0F275(④)GOOY-135.0；(⑤)C01X70.0；(⑥)GOOZ5.0M05；(⑦)G91G28Z0；(⑧)；(⑨)G49；(撤消長度賠償)M06；(換T02號刀)N102(ENDMILL)(銑輪廓程序)T01；(選擇T01號刀)；(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；(撤消長度賠償)M30；(程序結(jié)束)刀具地點偏置(G45、G46、G47、G48)指令格式：G45/G46/G47/G48X___/Y___D___F___刀具地點偏置是為了加工出規(guī)定的長度而設(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___沿刀具運動方向上增添一個偏移量e(見圖5-27a)。C46___沿刀具運動方向上減少一個偏移量e(見圖5-27b)。G47___沿刀具運動方向上增添兩倍偏移量e(見圖5-27c)。G48___沿刀具運動方向上減少兩倍偏移量e(見圖5-27d)。圖5-27

刀具地點賠償偏置【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)用實例加工程序以下：N01G91G