數控車床刀補及換刀技術超實用

1、2.3 數控車床刀補與換刀技術數控車床刀補與換刀技術第一節(jié)：數控車床刀具補償第一節(jié)：數控車床刀具補償第二節(jié)：換刀程序編寫第二節(jié)：換刀程序編寫解決解決: :各刀設置不同的工件原點各刀設置不同的工件原點. .各刀位置進行比較各刀位置進行比較, ,設定刀具偏差補償設定刀具偏差補償. . 可以使加工程序不隨刀尖位置的不同可以使加工程序不隨刀尖位置的不同而改變而改變. .第一節(jié)第一節(jié) 數控車床刀具補償數控車床刀具補償1、為什么需要刀具補償、為什么需要刀具補償?編程時編程時,通常設定刀架上各刀在工作通常設定刀架上各刀在工作位時位時,其刀尖位置是一致的其刀尖位置是一致的.但由于刀但由于刀具的幾何形狀、安裝不

2、同具的幾何形狀、安裝不同,其刀尖位置其刀尖位置不一致不一致,相對于工件原點的距離不相同相對于工件原點的距離不相同.解決解決: :將磨損量測量獲得后進行補償將磨損量測量獲得后進行補償. . 可以不修改加工程序可以不修改加工程序. .刀具使用一段時間后會刀具使用一段時間后會磨損磨損,會使加工尺寸產生會使加工尺寸產生誤差誤差. 解決解決: :對刀尖圓弧半徑進行補償對刀尖圓弧半徑進行補償. . 可以使按工件輪廓編程不受影響可以使按工件輪廓編程不受影響. .數控程序一般是針對刀位點數控程序一般是針對刀位點,按工件輪廓尺寸編制的按工件輪廓尺寸編制的.當刀尖當刀尖不是理想點而是一段圓弧時不是理想點而是一段圓

3、弧時,會會造成實際切削點與理想刀位點造成實際切削點與理想刀位點的位置偏差的位置偏差.刀具補償：是補償刀具補償：是補償實際加工實際加工時所用的刀具與編程時時所用的刀具與編程時使用的使用的理想刀具理想刀具或對刀時使用的或對刀時使用的基準刀具基準刀具之間的偏之間的偏差值，保證加工零件符合圖紙要求的一種處理方法。差值，保證加工零件符合圖紙要求的一種處理方法。2、刀具補償的概念、刀具補償的概念刀具補償刀具補償刀具的偏置補償刀具的偏置補償 （TXXXX實現）實現）刀尖圓弧半徑補償刀尖圓弧半徑補償（G41、G42實現）實現）幾何位置補償幾何位置補償磨損補償磨損補償3、刀具補償的種類、刀具補償的種類4、刀具的

4、偏置補償、刀具的偏置補償幾何位置補償幾何位置補償 刀具幾何位置補償是用于補償各刀具安刀具幾何位置補償是用于補償各刀具安裝好后，其刀位點（如刀尖）與編程時理裝好后，其刀位點（如刀尖）與編程時理想刀具或基準刀具刀位點的位置偏移的。想刀具或基準刀具刀位點的位置偏移的。 通常是在所用的多把車刀中選定一把車通常是在所用的多把車刀中選定一把車刀作基準車刀，對刀編程主要是以該車刀刀作基準車刀，對刀編程主要是以該車刀為準。為準。圖示圖示補償數據獲?。貉a償數據獲取：分別測出各刀尖相對于刀架基準面的偏離距離分別測出各刀尖相對于刀架基準面的偏離距離X1X1，Z1Z1、X2X2，Z2 Z2 、X3X3，Z3Z3 若選

5、刀具若選刀具1為對刀用的基準刀具，則各刀具的幾何為對刀用的基準刀具，則各刀具的幾何偏置分別為偏置分別為 XjXj ， ZjZj Xj1=0Xj1=0、 Zj1=0Zj1=0 Xj2 =(XXj2 =(X2 2-X-X1 1) ) x 2 2、 Zj2 = ZZj2 = Z2 2-Z-Z1 1 Xj3 =(XXj3 =(X3 3-X-X1 1) ) x 2、 Zj3 = ZZj3 = Z3 3-Z-Z1 1磨損補償磨損補償 主要是針對某把車刀而言，當某把車刀主要是針對某把車刀而言，當某把車刀批量加工一批零件后，刀具自然磨損后而批量加工一批零件后，刀具自然磨損后而導致刀尖位置尺寸的改變，此即為該刀

6、具導致刀尖位置尺寸的改變，此即為該刀具的磨損補償。的磨損補償。批量加工后，各把車刀都應考慮磨損補償批量加工后，各把車刀都應考慮磨損補償（包括基準車刀）（包括基準車刀）刀具幾何補償的合成刀具幾何補償的合成 若設定的刀具幾何位置補償和磨損補償若設定的刀具幾何位置補償和磨損補償都有效存在時，實際幾何補償將是這兩者都有效存在時，實際幾何補償將是這兩者的的矢量和矢量和。 X= Xj+ Xm、 Z= Zj+ Zm刀具幾何補償的實現刀具幾何補償的實現刀具的幾何補償是通過引用程序中使用的刀具的幾何補償是通過引用程序中使用的Txxxx來實現的。來實現的。 T x x x x 當前刀具號當前刀具號 刀補地址號刀補

7、地址號過程：過程： 將某把車刀的幾何偏置和磨損補償值存入相應的刀補地址將某把車刀的幾何偏置和磨損補償值存入相應的刀補地址中。中。 當程序執(zhí)行到含當程序執(zhí)行到含 Txxxx的程序行的內容時，即自動到刀補的程序行的內容時，即自動到刀補 地址中提取刀偏及刀補數據。地址中提取刀偏及刀補數據。 驅動刀架拖板進行相應的位置調整。驅動刀架拖板進行相應的位置調整。 T XX 00取消幾何補償。取消幾何補償。對于有自動換刀功能的車床來說，執(zhí)行對于有自動換刀功能的車床來說，執(zhí)行T指令時，指令時，將先讓刀架轉位，按刀具號選擇好刀具后，再調將先讓刀架轉位，按刀具號選擇好刀具后，再調整刀架拖板位置來實施刀補。整刀架拖板

8、位置來實施刀補。5、刀尖圓弧半徑補償、刀尖圓弧半徑補償刀具半徑補償的目的刀具半徑補償的目的若車削加工使用尖角車刀，刀位點即為刀尖，其若車削加工使用尖角車刀，刀位點即為刀尖，其編程軌跡和實際切削軌跡完全相同。編程軌跡和實際切削軌跡完全相同。若使用帶圓弧頭車刀（精車時），在加工錐面或若使用帶圓弧頭車刀（精車時），在加工錐面或圓弧面時，會造成過切或少切。圓弧面時，會造成過切或少切。為了保證加工尺寸的準確性，必須考慮刀尖圓角為了保證加工尺寸的準確性，必須考慮刀尖圓角半徑補償以消除誤差。半徑補償以消除誤差。由于刀尖圓弧通常比較小由于刀尖圓弧通常比較小(常用常用 r1.21.6 mm), 故粗車時可不考慮

9、刀具半徑補償故粗車時可不考慮刀具半徑補償.刀具半徑補償的方法刀具半徑補償的方法人工預刀補：人工計算刀補量進行編程人工預刀補：人工計算刀補量進行編程機床自動刀補機床自動刀補機床自動刀具半徑補償機床自動刀具半徑補償 機床自動刀補原理機床自動刀補原理當編制零件加工程序時，不需要計算刀具中心運當編制零件加工程序時，不需要計算刀具中心運動軌跡，只按零件輪廓編程。動軌跡，只按零件輪廓編程。 使用刀具半徑補償指令。使用刀具半徑補償指令。 在控制面板上手工輸入刀具補償值。在控制面板上手工輸入刀具補償值。 執(zhí)行刀補指令后，數控系統便能自動地計算出刀執(zhí)行刀補指令后，數控系統便能自動地計算出刀具中心軌跡，并按刀具中

10、心軌跡運動。即刀具自具中心軌跡，并按刀具中心軌跡運動。即刀具自動偏離工件輪廓一個補償距離，從而加工出所要動偏離工件輪廓一個補償距離，從而加工出所要求的工件輪廓。求的工件輪廓。刀尖方位的設置刀尖方位的設置 車刀形狀很多，使用時安裝位置也各異，由此車刀形狀很多，使用時安裝位置也各異，由此決定刀尖圓弧所在位置。決定刀尖圓弧所在位置。要把代表車刀形狀和位置的參數輸入到數據庫中。要把代表車刀形狀和位置的參數輸入到數據庫中。以刀尖方位號表示。以刀尖方位號表示。從圖示可知，從圖示可知，若刀尖方位碼設為若刀尖方位碼設為0或或9時，機床將以刀尖時，機床將以刀尖圓弧中圓弧中心心為刀位點進行刀補計算處理；為刀位點進

11、行刀補計算處理；當刀尖方位碼設為當刀尖方位碼設為18時，機床將以時，機床將以假想刀尖假想刀尖為為刀位點，根據相應的代碼方位進行刀補計算處理。刀位點，根據相應的代碼方位進行刀補計算處理。刀具半徑補償指令刀具半徑補償指令v格式：格式：G41G42G00G01X _ Z _G40 G00 X_ Z _v說明：說明：G41 刀具半徑左補償刀具半徑左補償G42 刀具半徑右補償刀具半徑右補償G40取消刀具半徑補償取消刀具半徑補償G42G41指令說明指令說明: X、Z 為建立或取消刀補程序段中，刀具移動的為建立或取消刀補程序段中，刀具移動的終點坐標。終點坐標。v執(zhí)行刀補指令應注意：執(zhí)行刀補指令應注意：（1）

12、、刀徑補償的引入和取消應在不加工的空行程段上，）、刀徑補償的引入和取消應在不加工的空行程段上，且在且在G00或或G01程序行上實施。程序行上實施。（2）、刀徑補償引入和卸載時，刀具位置的變化是一個漸）、刀徑補償引入和卸載時，刀具位置的變化是一個漸變的過程。變的過程。（3）、當輸入刀補數據時給的是負值，則）、當輸入刀補數據時給的是負值，則G41、G42互相轉互相轉化?；?。（4）、）、G41、G42指令不要重復規(guī)定，否則會產生一種特殊指令不要重復規(guī)定，否則會產生一種特殊的補償。的補償。刀具補償的編程實現刀具補償的編程實現 11刀徑補償的引入刀徑補償的引入（初次加載）：（初次加載）：v刀具中心從與編

13、刀具中心從與編程軌跡重合到過度程軌跡重合到過度到與編程軌跡偏離到與編程軌跡偏離一個偏置量的過程一個偏置量的過程.22刀徑補償進行刀徑補償進行刀具中心始終與編程刀具中心始終與編程軌跡保持設定的偏置軌跡保持設定的偏置距離距離. .33刀徑補償的取消刀徑補償的取消v刀具中心從與編刀具中心從與編程軌跡偏離過度到程軌跡偏離過度到與編程軌跡重合的與編程軌跡重合的過程過程.刀徑補償的引入和取刀徑補償的引入和取消必須是不切削的空消必須是不切削的空行程上行程上.例例1：考慮刀尖半徑補償：考慮刀尖半徑補償O1111N1 G92 X40.0 Z10.0N2 T0101N3 M03 S400N4 G00 X40.0

14、Z5.0N5 G00 X0.0N6 G42 G01 Z0 F60 (加刀補加刀補)N7 G03 X24.0 Z-24 R15N8 G02 X26.0 Z-31.0 R5N9 G40 G00 X30 (取消刀補取消刀補)N10 G00 X45 Z5N11 M30COD（24，-24）第二節(jié)、換刀程序編寫第二節(jié)、換刀程序編寫1、關于參考點操作的指令、關于參考點操作的指令G27、G28、G29. - 參考點控制參考點控制格式：格式：G27 X. Z. T0000 ; 回指令參考點檢驗回指令參考點檢驗G28 X. Z. T0000 ; 經指令中間點再自動回參考點經指令中間點再自動回參考點G29 X.

15、Z. ; 從參考點經中間點返回指令點從參考點經中間點返回指令點各指令功能：各指令功能：G27用于檢查用于檢查X X軸與軸與Z Z軸是否能正確返回參考點。軸是否能正確返回參考點。X Z X Z 值指機床參考點在工件坐標系的絕對坐標值值指機床參考點在工件坐標系的絕對坐標值. .G27 X200.345 Z458.565執(zhí)行執(zhí)行G28指令時，各軸先以指令時，各軸先以G00的速度快移到程的速度快移到程序指令的中間點位置，然后自動返回參考點。到序指令的中間點位置，然后自動返回參考點。到達參考點后，相應坐標方向的指示燈亮。達參考點后，相應坐標方向的指示燈亮。執(zhí)行執(zhí)行G29指令時，各軸先以指令時，各軸先以G

16、00的速度快移到由的速度快移到由前段前段G28指令定義的中間點位置，然后再向程序指令定義的中間點位置，然后再向程序指令的目標點快速定位。指令的目標點快速定位。 目標點參考點說明說明(1). (1). 使用使用G27G27、G28G28指令前要求機床在通電后必須指令前要求機床在通電后必須 ( (手動手動) ) 返回過一次參考點。返回過一次參考點。(2). (2). 使用使用G27G27、G28G28指令時，必須預先取消刀補量指令時，必須預先取消刀補量( (用用T0000 )T0000 )，否則會發(fā)生不正確的動作。，否則會發(fā)生不正確的動作。(3). G27(3). G27、G28G28、G29G2

17、9指令均屬非模態(tài)指令，只在本指令均屬非模態(tài)指令，只在本程序段內有效。程序段內有效。(4). G28(4). G28、G29G29指令時，從中間點到參考點的移動量指令時，從中間點到參考點的移動量不須計算。不須計算。 應用習慣通常為：在換刀程序前先執(zhí)行應用習慣通常為：在換刀程序前先執(zhí)行G28G28指令回參指令回參考點考點( (換刀點換刀點) )，執(zhí)行換刀程序后，再用，執(zhí)行換刀程序后，再用G29G29指令往新指令往新的目標點移動。的目標點移動。 目標點參考點絕對編程：絕對編程： G90 G28 X140.0 Z130.0 ; A-B-R T0202 ; 換刀換刀 G29 X60.0 Z180.0 ;

18、 R-B-C增量編程增量編程G28 U40 W100 T0000T0202G29 U-80 W50刀具安裝位置關系圖刀具安裝位置關系圖 X ZX Z刀號刀號1 1：偏置（：偏置（0 0， 0 0）基準刀）基準刀刀號刀號2 2：偏置（：偏置（1010，3 3）刀號刀號3 3：偏置（：偏置（-10-10，-3-3）加工圖示零件需要三把車刀，分別加工圖示零件需要三把車刀，分別用于粗、精車、切槽和車螺紋。用于粗、精車、切槽和車螺紋。O0018G92 X0 Z0;G90 G00 X40.0 Z5.0 M03 ;T0101;（外圓車刀）（外圓車刀）G71 U1 R2 P100 Q200 X0.2 Z0.2 F50 ;N100 G00 X17.95 Z5.0 ; G01 X18.0 Z-15.0 F30 ; X22.0 Z-25.0 ; X22.0 Z-31.0 ; G02 X32.0 Z-36.0 R5.0 ; G01 X32.0 Z-40.0 ; N200