刀尖補(bǔ)償算法.doc

1. 規(guī)范數(shù)控車削加工程序的2種方式。a.增量方式 b. 絕對(duì)方式2. 刀尖半徑補(bǔ)償?shù)膽?yīng)用。刀尖圓弧半徑補(bǔ)償編制數(shù)控車削加工程序時(shí)，理論上是將車刀刀尖看成一個(gè)點(diǎn)，如圖一所示的A點(diǎn)就是理論刀尖點(diǎn)。該點(diǎn)是編程時(shí)確定加工軌跡的點(diǎn)，數(shù)控系統(tǒng)控制該點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡。圖一 圖二實(shí)際加工中的車刀，由于工藝或其他要求，刀尖往往不是一個(gè)理想的點(diǎn)，而是一段圓弧，如圖二中的BC圓弧。實(shí)際加工中，所有車刀均有大小不等或近似的刀尖圓弧，假想的刀尖A在實(shí)際加工中是不存在的，切削加工時(shí)刀具在數(shù)控系統(tǒng)控制下，以理論刀尖A點(diǎn)按加工軌跡運(yùn)動(dòng)，而切削點(diǎn)根據(jù)不同的加工狀態(tài)在BC圓弧上移動(dòng)。所以如果在數(shù)控加工或數(shù)控編程時(shí)不對(duì)刀尖圓弧半徑進(jìn)行補(bǔ)償，僅按照工件輪廓編制的程序來進(jìn)行加工，將會(huì)產(chǎn)生加工誤差。1 不使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償時(shí)的加工誤差分析用圓弧刀尖的外圓車刀切削加工時(shí)，圓弧刃車刀的對(duì)刀點(diǎn)分別為B點(diǎn)和C點(diǎn)（圖二），所形成的假想刀位點(diǎn)為A點(diǎn)。但實(shí)際加工中，刀具切削點(diǎn)在刀尖圓弧上變動(dòng)，從而在加工過程中可能產(chǎn)生過切或少切。因此，采用圓弧刃車刀在不使用刀尖圓弧半徑補(bǔ)償?shù)那闆r下，加工會(huì)出現(xiàn)以下幾種情況：（1） 加工臺(tái)階面或端面時(shí)，對(duì)加工表面的尺寸和形狀影響不大，但在端面的中心位置和臺(tái)階的清角位置會(huì)產(chǎn)生殘留誤差，圖三。圖三（2） 加工圓錐面時(shí)，對(duì)圓錐的錐度不會(huì)產(chǎn)生影響，但對(duì)錐面的大小端尺寸會(huì)產(chǎn)生較大的影響。通常情況下，會(huì)使外錐面的尺寸變大，如圖四，而使內(nèi)錐面的尺寸變小。圖四（3） 加工圓弧時(shí)，會(huì)對(duì)圓弧的圓度和圓弧半徑產(chǎn)生影響。加工外圓弧時(shí)，會(huì)使加工后的圓弧半徑變小，實(shí)際輪廓與理論輪廓在45處最大誤差值=刀尖圓弧*1.414-刀尖圓弧半徑，如圖五。圖五 加工內(nèi)凹圓弧時(shí)，會(huì)使加工后的圓弧半徑變大，實(shí)際輪廓與理論輪廓在45處最大誤差值=刀尖圓弧*1.414-刀尖圓弧半徑，如圖六。圖六2 具備刀尖圓弧半徑補(bǔ)償功能時(shí)的刀具半徑補(bǔ)償現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般都有刀具半徑補(bǔ)償功能，為編制程序提供方便。有刀具半徑補(bǔ)償功能的數(shù)控系統(tǒng)，編程時(shí)不需要計(jì)算刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡，只按零件輪廓編程。使用刀具半徑補(bǔ)償指令G41/G42，并在控制面板上手工輸入刀具半徑，數(shù)控裝置便能自動(dòng)計(jì)算出刀具中心軌跡，并按刀具中心軌跡運(yùn)動(dòng)。（1） 確定刀具號(hào)和刀具半徑補(bǔ)償號(hào)Txx/Dxx（2） 確定刀具半徑補(bǔ)償類型在機(jī)床控制面板上選擇刀具補(bǔ)償菜單，填寫刀具補(bǔ)償類型參數(shù)DP1。車床補(bǔ)償類型DP1=500。（3） 設(shè)定刀尖位置方向參數(shù)DP2具備刀具半徑補(bǔ)償功能的數(shù)控系統(tǒng)，除利用刀具半徑補(bǔ)償指令外，還應(yīng)根據(jù)刀具的刀尖形狀和切削時(shí)所處的位置，選擇假想刀尖的方位。按假想刀尖的方位，確定補(bǔ)償量。根據(jù)各種刀尖形狀及刀尖位置的不同，數(shù)控車刀的刀尖方位共有9種，如圖七、圖八、圖九。箭頭表示刀尖方向，如果按刀尖圓弧中心編程，則選用9號(hào)方位。l 刀尖方位號(hào)確定刀尖位置在車床中心后面圖七l 刀尖方位號(hào)確定刀尖位置在車床中心前面圖八l 刀尖方位號(hào)確定刀尖位置在立車圖九（4）刀具補(bǔ)償量的確定對(duì)應(yīng)每一個(gè)刀具補(bǔ)償號(hào)，都有一組偏置量X、Z、刀尖半徑補(bǔ)償量和刀尖方位號(hào)。根據(jù)裝刀位置、刀具形狀確定刀尖方位號(hào)。通過機(jī)床面板上的功能鍵分別設(shè)定、修改這些參數(shù)，數(shù)控加工中，根據(jù)相應(yīng)的指令進(jìn)行調(diào)用，提高零件的加工精度。（5）編程應(yīng)用示例圖10增量方式編程（不帶刀尖半徑補(bǔ)償）CLK_ZLN10 G53 G18 G91 N20 M03 S50 F100N30 G01 Z-30N50 Z-60 X15N60 Z-50N65 G02 Z-50 X50 CR=50N70 G01 Z-30N80 G01 X10N90 M02絕對(duì)方式編程，（帶刀尖半徑補(bǔ)償,DP2=3,DP6=3）CLK_JDN10 G54 G18 G90 G0 Z30 X200 T1 D1N20 M03 S500 F100N30 G42 G01 Z0 X30N40 Z-30N50 Z-90 X45N60 Z-140N65 G02 Z-190 X85 CR=50N70 G01 Z-220N80 G40 G01 X200N90 M023進(jìn)行刀尖半徑補(bǔ)償時(shí)的注意事項(xiàng)應(yīng)用刀尖半徑補(bǔ)償時(shí)，加工程序應(yīng)采用絕對(duì)尺寸G90 方式編程。刀具在切削加工工件輪廓前，刀尖半徑補(bǔ)償已經(jīng)生效。如果采用相對(duì)尺寸G91方式編程，刀具在切削加工工件輪廓的首段生成刀尖半徑補(bǔ)償，走刀路線與工件輪廓不符。G41沿刀具移動(dòng)方向左補(bǔ)償。G42沿刀具移動(dòng)方向右補(bǔ)償。G41/G42的確定由移動(dòng)方向和平面選擇共同確定，不能簡(jiǎn)單認(rèn)為左補(bǔ)G41，右補(bǔ)G42，應(yīng)參照右手直角坐標(biāo)系。如： X G42（右） G41（左） W Z W Z G41（右） G42（左） X刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪x擇：1).刀具半徑補(bǔ)償G41/G42在G16G19及刀具偏置號(hào)D有效的平面內(nèi)選擇，刀具半徑補(bǔ)償有效時(shí)不能改變平面。2).G41/G42只有在G00/G01/G10/G11有效的程序段選擇，決定工作平面的兩軸至少有一條軸被編程。3).在G41/G42有效時(shí)，不能有無位移的程序段編程，也不能有兩個(gè)以上與補(bǔ)償平面無關(guān)的輔助程序段編程。4).程序中不能在G41生效時(shí)，再次寫入G41。刀具半徑補(bǔ)償?shù)淖N：用G40或D0都可在G00/G01/G10/G11生效的程序段內(nèi)撤消G41/G42。撤消G41/G42的程序段內(nèi)至少要編入平面內(nèi)的一條有位移的軸。例：轉(zhuǎn)軸1Q36561Q3656QD1 （DP2=3）N10 G54 G18 G90 G0 Z15 X5 T1 D1N15 G42 G01 Z10 X0N20 Z0N25 G02 Z0 X32 CR=16N30 G01 Z10N35 G40 Z20 X50N40 M021Q3656QD2