數(shù)控加工中補(bǔ)償問題的研究

1、FPIT-R-JX11-2303-40福建信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院成人高等教育畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目 數(shù)控加工中補(bǔ)償問題的研究 姓名 張 興 偉 學(xué)號(hào) 年級(jí)與專業(yè) 2012機(jī)電一體化 指導(dǎo)教師楊 圣 養(yǎng) 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書題目： 數(shù)控加工中補(bǔ)償問題的研究 一、 指導(dǎo)教師對(duì)畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的進(jìn)度安排及任務(wù)要求：任務(wù)：1、應(yīng)查閱參考文獻(xiàn)5篇以上 2、畢業(yè)設(shè)計(jì)提綱（選題意義、論文框架結(jié)構(gòu)） 3、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（目錄、標(biāo)題、論文摘要、開題報(bào)告及關(guān)鍵字、正文）進(jìn)度安排： 2014年5月 選題 2014年6月-2014年7月 完成畢業(yè)論文提綱及文獻(xiàn)綜述、系統(tǒng)設(shè)計(jì)文案。 2014年6月-2014年8月 完成畢業(yè)論文

2、初稿及系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2014年9月-2014年10月 完成畢業(yè)論文及系統(tǒng)調(diào)試起訖日期2014年5月1日至2014年10月30日 指導(dǎo)教師（簽名）楊圣養(yǎng)職稱講 師 目 錄摘要1一. 緒論21.1課題來源21.2課題目的及意義21.3 基礎(chǔ)知識(shí)2二. 程序補(bǔ)償3三. 刀具補(bǔ)償33.1刀具補(bǔ)償基本應(yīng)用33.1.1刀具半徑補(bǔ)償33.1.2刀具半徑補(bǔ)償簡(jiǎn)單應(yīng)用33.1.3改變刀補(bǔ)值適應(yīng)刀具的變化33.1.4改變刀補(bǔ)值實(shí)現(xiàn)零件的粗、精加工33.2刀具半徑補(bǔ)償在實(shí)際應(yīng)用中的隱蔽性錯(cuò)誤分析及注意事項(xiàng)33.2.1刀補(bǔ)的建立與撤銷過程的要點(diǎn)分析33.2.1.1刀補(bǔ)的建立是一個(gè)過程33.2.1.2刀補(bǔ)建立（撤銷）段移動(dòng)

3、距離不能小于刀具半徑33.2.1.3刀具的左右偏是相對(duì)于目標(biāo)點(diǎn)的前進(jìn)方向33.2.1.4刀具的半徑補(bǔ)償是在指定平面內(nèi)進(jìn)行33.2.1.5刀具的半徑補(bǔ)償是在指定平面內(nèi)進(jìn)行33.2.2刀具半徑補(bǔ)償時(shí)的典型錯(cuò)誤分析33.2.3刀具半徑補(bǔ)償建立與撤銷應(yīng)用舉例33.3刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償3四. 夾具補(bǔ)償4結(jié)束語10致謝10參考文獻(xiàn)11數(shù)控加工中補(bǔ)償問題的研究摘要：本文以數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用中關(guān)于補(bǔ)償問題的見解為主要闡述內(nèi)容。談了對(duì)數(shù)控加工中補(bǔ)償?shù)膯栴}，分類對(duì)比了刀具補(bǔ)償，夾具補(bǔ)償，程序補(bǔ)償三類方法及原理。詳細(xì)介紹了其中的刀具補(bǔ)償問題，掌握數(shù)控加工中刀具半徑補(bǔ)償指令G40、G41、G42及其編程方法，防止零件表面產(chǎn)生

4、過切或欠切現(xiàn)象。數(shù)控系統(tǒng)的刀具半徑補(bǔ)償，允許編程者以假想刀具中心（數(shù)控車床時(shí)是刀尖）位置編程，然后給出刀具半徑值（數(shù)控車床時(shí)是刀尖圓弧半徑），通過系統(tǒng)讀入補(bǔ)償指令自動(dòng)補(bǔ)償，生成走刀路徑，完成對(duì)零件的精密加工?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般都有刀具半徑補(bǔ)償?shù)墓δ?，?yīng)用半徑補(bǔ)償指令，系統(tǒng)能夠自動(dòng)讓刀，使程序編制簡(jiǎn)單。但半徑補(bǔ)償指令的使用，技巧性比較強(qiáng)，尤其對(duì)于初學(xué)者來說，補(bǔ)償時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，而且有些錯(cuò)誤很隱蔽，不易發(fā)現(xiàn)。刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕^大部分錯(cuò)誤是發(fā)生在刀補(bǔ)的建立與撤銷期間。對(duì)隱蔽性錯(cuò)誤進(jìn)行了分析：刀具的左右偏是相對(duì)于目標(biāo)點(diǎn)的前進(jìn)方向及刀具的半徑補(bǔ)償是在指定平面內(nèi)進(jìn)行。簡(jiǎn)述了夾具偏置常使用夾具偏置指令G54G

5、59來執(zhí)行。此外，程序補(bǔ)償是指為彌補(bǔ)刀具磨損或夾具偏置造成的偏差，而對(duì)數(shù)控加工程序參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，而一般有刀具補(bǔ)償功能的機(jī)床都不用程序補(bǔ)償法。關(guān)鍵詞：數(shù)控編程 數(shù)控加工 程序補(bǔ)償 刀具補(bǔ)償 夾具補(bǔ)償一緒論1.1課題來源數(shù)控加工技術(shù)是現(xiàn)代制造技術(shù)的典型代表，在制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，包括軍工、汽車、摩托車、模具、家電等行業(yè)，應(yīng)用日益廣泛，已經(jīng)成為這些行業(yè)不可缺少的加工手段。數(shù)控車床則是應(yīng)用最為普及的一種數(shù)控加工機(jī)床。隨著中國加入世貿(mào)易組織，全球制造業(yè)出現(xiàn)向中國轉(zhuǎn)移的傾向，國內(nèi)對(duì)數(shù)控加工的需求也呈現(xiàn)出高速持續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)，人才市場(chǎng)急需大量既熟悉工藝，又懂得編程的數(shù)控加工專業(yè)技術(shù)應(yīng)用人才。為此，國家教育部啟動(dòng)

6、了“實(shí)施制造業(yè)和服務(wù)業(yè)技能型緊缺人才培養(yǎng)工程”，國家勞動(dòng)和社會(huì)保障部也正在實(shí)施“國家高技能人才培養(yǎng)工程”，其共同目的就是為了滿足制造業(yè)高速發(fā)展對(duì)緊缺人才的需求。數(shù)控機(jī)床是在普通機(jī)床基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，所不同的是數(shù)控機(jī)床按預(yù)先編制好的程序，在數(shù)控系統(tǒng)的控制下自動(dòng)進(jìn)行加工的。因此，數(shù)控編程是數(shù)控加工必須掌握的關(guān)鍵技術(shù)之一。數(shù)控機(jī)床操作工在進(jìn)行一段時(shí)間的培訓(xùn)及實(shí)踐工作后，掌握了一定的操作技能，但生產(chǎn)的發(fā)展，產(chǎn)品的變化，使得加工變得復(fù)雜，質(zhì)量要求也變得更高起來，因此就必須掌握更豐富，更深入的知識(shí)。1.2 課題目的及意義“補(bǔ)償”是在日常生活中經(jīng)常提及的概念，應(yīng)用比較廣泛。所謂數(shù)控加工中的補(bǔ)償，是指在正確的

7、加工工藝指導(dǎo)下，考慮刀具本身形狀和刀具磨損及工裝夾具因素影響的前提下，為使零件加工達(dá)到預(yù)定的尺寸值而采取的相應(yīng)修正措施。在20世紀(jì)6070年代的數(shù)控加工中沒有補(bǔ)償?shù)母拍?，所以編程人員不得不圍繞刀具的理論路線和實(shí)際路線的相對(duì)關(guān)系來進(jìn)行編程，容易產(chǎn)生錯(cuò)誤。補(bǔ)償?shù)母拍畛霈F(xiàn)以后方便了數(shù)控編程，提高了數(shù)控加工的精度和工作效率。為了保證零件加工的尺寸精度和形狀業(yè)精度，尤其是內(nèi)、外配合件的配合精度，需掌握數(shù)控加工中刀具半徑補(bǔ)償指令G40、G41、G42及其編程方法，防止零件表面產(chǎn)生過切或欠切現(xiàn)象。在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行輪廓加工時(shí)，刀具的走刀軌跡是以刀具刀位點(diǎn)為標(biāo)準(zhǔn)的，如銑刀有一定的半徑，這樣就會(huì)導(dǎo)致刀具中心軌跡和

8、工件輪廓不重合，也就是說如果不考慮刀具半徑，而編程時(shí)又是按照工件輪廓編程的，那么加工出的零件尺寸比圖樣要求小了一圈（加工外輪廓時(shí)）或大了一圈（加工內(nèi)輪廓時(shí)）。為此就必須使刀具沿工件輪廓的法向偏移一個(gè)刀具半徑，這就是所謂的刀具半徑補(bǔ)償。應(yīng)用刀具半徑補(bǔ)償功能時(shí)，只需按工件輪廓軌跡進(jìn)行編程，然后將刀具半徑值輸入數(shù)控系統(tǒng)中，執(zhí)行程序時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算刀具中心軌跡進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償，從而加工出符合要求的工件形狀。當(dāng)?shù)毒甙霃桨l(fā)生變化時(shí)也無需更改加工程序，使編程工作大大簡(jiǎn)化。實(shí)踐證明，靈活應(yīng)用刀具半徑補(bǔ)償功能，合理設(shè)置刀具半徑補(bǔ)償值，在數(shù)控加工中有著重要的意義1.3 基礎(chǔ)知識(shí)數(shù)控加工中的補(bǔ)償類型在數(shù)控加工中通

9、常涉及到三種補(bǔ)償：刀具補(bǔ)償、夾具補(bǔ)償和程序補(bǔ)償。 在編程時(shí)，設(shè)定刀架上各刀在工作位置時(shí)，其刀尖位置是一致的。在實(shí)際加工時(shí)，加工一個(gè)工件通常要使用多把刀具，但由于刀具的幾何形狀及安裝的不同。其刀尖位置是不一致的，其相對(duì)于工件原點(diǎn)的距離也是不同的。另外，因?yàn)槊堪训毒咴诩庸み^程中都有不同程度的磨損，而磨損后刀具的刀尖位置與編程位置存在差值。因此需要將各刀具的位置值進(jìn)行比較或設(shè)定，稱為刀具偏置補(bǔ)償。FANUC系列的刀具補(bǔ)償功能由程序中指定的T代碼來實(shí)現(xiàn)，T代碼后的4位數(shù)碼中，前2位為刀具號(hào)，后2位為刀具補(bǔ)償號(hào)。SIMENS系列的刀具補(bǔ)償功能指定由TD代碼來實(shí)現(xiàn)，T代碼后的2位同樣指刀具號(hào)，D代碼后的也

10、指刀具補(bǔ)償號(hào)，只是說法上稱之為刀沿號(hào)。二程序補(bǔ)償程序補(bǔ)償是指為彌補(bǔ)刀具磨損或夾具偏置造成的偏差，而對(duì)數(shù)控加工程序參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。即在編寫加工程序過程中，考慮到刀具本身直徑，計(jì)算刀具運(yùn)動(dòng)軌跡比工件的輪廓值大一個(gè)刀具的半徑值。如果刀具磨短了，可以在程序中增加刀具軸向的絕對(duì)坐標(biāo)值。使用程序補(bǔ)償，編程者若以刀具中心或刀尖圓弧中心編寫程序，仍然可以避免過切和欠切現(xiàn)象，但計(jì)算刀位點(diǎn)比較麻煩，并且如果刀具中心或刀尖圓弧半徑發(fā)生變化還需改動(dòng)程序中與該刀具有關(guān)的許多參數(shù)值。目前，使用該補(bǔ)償方法較少，因?yàn)樗笳{(diào)整程序中的一系列相關(guān)聯(lián)的尺寸值，程序中的數(shù)值不直觀，比較麻煩，而且容易出錯(cuò)，一般有刀具補(bǔ)償功能的機(jī)床都不

11、用程序補(bǔ)償法。三刀具補(bǔ)償3.1 刀具補(bǔ)償基本應(yīng)用經(jīng)過一段時(shí)間的加工操作之后，刀具的磨損不可避免，隨著刀具的磨損，刀具長(zhǎng)度和刀具半徑的形狀和尺寸會(huì)隨之變化，直接影響著零件加工質(zhì)量。刀具補(bǔ)償主要包括刀具半徑補(bǔ)償和刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，對(duì)大多數(shù)數(shù)控機(jī)床來說，應(yīng)該由操作者將半徑補(bǔ)償值或長(zhǎng)度補(bǔ)償值預(yù)先從操作面板輸入。3.1.1 刀具半徑補(bǔ)償在實(shí)際加工中，一般數(shù)控裝置都具有刀具半徑補(bǔ)償功能，為操作者提供了方便。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，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)的計(jì)算出刀具中心軌跡。即執(zhí)行完半徑補(bǔ)償程序后，刀具自

12、動(dòng)偏離工件輪廓一個(gè)刀具半徑值，從而加工出所要求的零件輪廓。簡(jiǎn)而言之，數(shù)控系統(tǒng)的刀具半徑補(bǔ)償，允許編程者以假想刀具中心（數(shù)控車床時(shí)是刀尖）位置編程，然后給出刀具半徑值（數(shù)控車床時(shí)是刀尖圓弧半徑），通過系統(tǒng)讀入補(bǔ)償指令自動(dòng)補(bǔ)償，生成走刀路徑，完成對(duì)零件的精密加工。與刀具半徑補(bǔ)償相關(guān)的指令為：G41、G42、G40。其中，當(dāng)?shù)毒哐毓ぜ髠?cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，稱刀具半徑左補(bǔ)償，如圖3-1A所示，用G41表示；當(dāng)?shù)毒哐毓ぜ覀?cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)，稱刀具右補(bǔ)償，如圖3-1B所示，用G42 表示。G40 為刀具半徑補(bǔ)償取消命令，使用該命令后G41、G42指令無效。G40必須和G41 或G42成對(duì)使用。3.1.2 刀具半徑補(bǔ)償簡(jiǎn)單應(yīng)

13、用簡(jiǎn)單應(yīng)用如：某儀表用波紋法蘭在FANUC 0I-MATE 型數(shù)控車床精加工外圓時(shí)，外圓刀的刀尖圓弧半徑R0.4，在將半徑補(bǔ)償值0.4從操作面板輸入數(shù)控系統(tǒng)后，其加工程序?yàn)椋撼绦蛘f明O1110程序號(hào)N02 程序段(工序)號(hào)N3 T0303調(diào)用3號(hào)刀M03主軸正轉(zhuǎn)G97 S600主軸轉(zhuǎn)速300r/minG00 X90 Z10刀具以G00速度至(X90,Z10)位置M08冷卻液打開G01 Z1 F1刀具以1mm/r速度至(X90,Z1)位置G00 G41 X84刀具以G00速度至X84,開始刀具半徑左補(bǔ)償G01 Z-18 F0.08切削X84外圓,長(zhǎng)18,進(jìn)給量0.08mm/rG01 G40 X9

14、0 F0.5外圓加工完畢，刀具以0.5mm/r速度至X90,取消補(bǔ)償G00 Z10刀具以G00速度回至(X90,Z10)位置M09 冷卻液關(guān)閉圖3-1由上面例子可知：刀具半徑補(bǔ)償?shù)膶?shí)際過程，一般分三步進(jìn)行。第一步為刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕?，刀具中心從與編程軌跡重合過渡到與編程軌跡相距一個(gè)偏移量。第二步，刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪M(jìn)行，執(zhí)行含有G41或G42指令的程序段后，刀具中心始終與編程軌跡相距一個(gè)偏移量。第三步是刀具半徑補(bǔ)償?shù)娜∠毒唠x開工件，刀具中心軌跡過渡到與編程重合的過程。圖3-2為刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⑴c取消過程。但在實(shí)際編程時(shí)應(yīng)注意：G41或G42不能重復(fù)使用，即在程序中前面有了G41或G42指令之

15、后，不能再直接使用G41或G42指令；否則，后面的指令無效。若再想使用，必須先用G40指令解除原補(bǔ)償狀態(tài)后。G41、G42指令的具體應(yīng)用見圖3-3。圖3-2 G41、G42指令的應(yīng)用刀具半徑補(bǔ)償如用于銑刀類刀具。當(dāng)用銑刀加工工件的外輪廓或內(nèi)輪廓時(shí)，就用得上刀具半徑補(bǔ)償了。因?yàn)榈毒甙霃窖a(bǔ)償是一個(gè)比較難以理解和使用的指令，所以在編程中很多人不愿使用它，但是我們一旦理解和掌握了它將給編程和加工帶來很大的方便。當(dāng)編程者準(zhǔn)備編一個(gè)用銑刀加工工件外形的程序時(shí)，首先要根據(jù)工件的外形尺寸和刀具的半徑細(xì)致地計(jì)算坐標(biāo)值來明確刀具中心所走的路線。此時(shí)所用的刀具半徑只是這把銑刀的半徑值，如果編完程序后發(fā)現(xiàn)這把銑刀不太

16、適合要換用其它直徑的刀具，編程員需要重新計(jì)算新刀具中心所走路線的坐標(biāo)值。此時(shí)，如果用了刀具半徑補(bǔ)償，這個(gè)問題就迎刃而解了。我們可以忽略刀具半徑，而根據(jù)工件尺寸進(jìn)行編程，然后把刀具半徑作為半徑補(bǔ)償放在半徑補(bǔ)償寄存器里。臨時(shí)更換銑刀也好、進(jìn)行粗加工和精加工也好，我們只需更改刀具半徑補(bǔ)償值，就可以控制工件外形尺寸的大小了，對(duì)程序基本不用作任何修改。圖3-3 刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⑴c取消31.3 改變刀補(bǔ)值適應(yīng)刀具的變化在零件的自動(dòng)加工過程中，刀具的磨損、重磨、更換經(jīng)常發(fā)生，應(yīng)用刀補(bǔ)值的變化可以完全避免在刀具磨損、重磨或更換時(shí)重新修改程序的工作。在零件加工過程中，刀具由于磨損而使其半徑變小，若造成工件誤差

17、超出其工件公差，則不能滿足加工要求。假設(shè)原來設(shè)置的刀補(bǔ)值為，經(jīng)過一段時(shí)間的加工后，刀具半徑的減小量為，此時(shí)，可僅修改該刀具的刀補(bǔ)值：由原來的改為，而不必改變?cè)械某绦蚣纯蓾M足加工要求。同樣，當(dāng)?shù)毒咧啬ズ笠嗫烧沾颂幚?。?dāng)需要更換刀具時(shí)可以用新刀具的半徑值作為刀補(bǔ)值代替原有程序中的刀補(bǔ)值進(jìn)行加工。由此可見，正是由于刀補(bǔ)值的變化適應(yīng)了刀具的變化，在不改變?cè)谐绦虻那闆r下就可滿足其加工要求。由此，編程人員還可在未知實(shí)際使用刀具尺寸的情況下，先假設(shè)一定刀具尺寸來進(jìn)行編程，實(shí)際加工時(shí)，對(duì)于半徑補(bǔ)償可用實(shí)際刀具半徑代替假設(shè)刀具半徑。3.1.4改變刀補(bǔ)值實(shí)現(xiàn)零件的粗、精加工如果人為地使刀具中心與工件輪廓的偏置

18、值不是采用刀具半徑，而是采用某一給定值，那么就可以用來處理粗、精加工問題了。在粗加工時(shí)，可將刀具實(shí)際半徑再加上精加工余量作為刀具半徑補(bǔ)償值輸入，而在精加工時(shí)只輸入刀具實(shí)際半徑值，這樣可使粗、精加工采用同一個(gè)程序，圖3-4為粗、精加工中刀補(bǔ)的設(shè)置。首先設(shè)精加工余量為d ,刀具半徑為r ,人工輸入刀具偏置值為r+d ,即可完成粗加工到圖示的位置;在精加工時(shí),輸入刀具的半徑值r ,即可完成最終的輪廓精加工。圖3-4改變刀補(bǔ)值對(duì)零件進(jìn)行加工修正將刀具半徑補(bǔ)償與子程序結(jié)合應(yīng)用，不但可簡(jiǎn)化編程，進(jìn)行粗、精加工，而且可以進(jìn)行加工的修正。當(dāng)精加工完成后，我們一般要進(jìn)行測(cè)量，有時(shí)由于刀具的磨損等種種原因，很可能

19、加工的零件精度達(dá)不到要求，這時(shí)我們就可以計(jì)算誤差值，通過修改半徑補(bǔ)償值來保證加工品質(zhì)。如設(shè)測(cè)量的尺寸誤差為s ,刀具半徑為r ,那么我們就可以人工輸入刀具偏置值為r+s ,再調(diào)用一次精加工子程序,即可完成最終的輪廓精加工.編程實(shí)例圖3-5為一零件，以其加工程序?yàn)槔?，充分地說明一下刀具補(bǔ)償值的各種妙用。輪廓及槽的加工主程序如下：M30子程序如下：加工完成后并不急于拆工件，此時(shí)應(yīng)測(cè)量工件尺寸，計(jì)算出其與零件圖尺寸差值，并將差值補(bǔ)償輸入D代碼中，調(diào)用精加工程序，這樣加工出的工件可滿足實(shí)際要求，確保加工品質(zhì)。圖3-5 零件圖3.2 刀具半徑補(bǔ)償在實(shí)際應(yīng)用中的隱蔽性錯(cuò)誤分析及注意事項(xiàng)現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般都有

20、刀具半徑補(bǔ)償?shù)墓δ埽瑧?yīng)用半徑補(bǔ)償指令，系統(tǒng)能夠自動(dòng)讓刀，使程序編制簡(jiǎn)單。但半徑補(bǔ)償指令的使用，技巧性比較強(qiáng)，尤其對(duì)于初學(xué)者來說，補(bǔ)償時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，而且有些錯(cuò)誤很隱蔽，不易發(fā)現(xiàn)。刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕^大部分錯(cuò)誤是發(fā)生在刀補(bǔ)的建立與撤銷期間，故此，下面對(duì)刀補(bǔ)的建立與撤銷作詳盡分析。321 刀補(bǔ)的建立與撤銷過程的要點(diǎn)分析3.2.1.1 刀補(bǔ)的建立是一個(gè)過程數(shù)控系統(tǒng)在建立（撤銷）刀補(bǔ)時(shí)，并不是在一個(gè)點(diǎn)直接帶上，刀具是在從當(dāng)前點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)到由指令指定的目標(biāo)點(diǎn)的過程中逐步帶上（或撤銷）刀補(bǔ)。只用G41 或G42指令是帶不上半徑補(bǔ)償?shù)?，必須要結(jié)合移動(dòng)指令，而且移動(dòng)指令只能是G00 或G01。刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕ⅲ?/p>

21、或撤銷）是一個(gè)過程，以下圖3-6為例，銑刀中心起始位置在X0Y0，在執(zhí)行“N30G41G01X25Y25D01”時(shí)，刀具在本段程序的起始位置（0，0）沒有帶上刀補(bǔ)，是在執(zhí)行G01指令過程中，從起始點(diǎn)一開始出發(fā)就漸漸左偏，直至到本段程序指定的目標(biāo)點(diǎn)完全左偏一個(gè)刀具半徑值，從而帶上左刀補(bǔ)。圖3-6 刀具半徑補(bǔ)償建立3.2.1.2 刀補(bǔ)建立（撤銷）段移動(dòng)距離不能小于刀具半徑上面提到，刀具半徑補(bǔ)償建立或撤銷時(shí)刀具必須走過一段距離，在此還須注意，帶刀補(bǔ)段程序中，移動(dòng)的距離不能小于刀具半徑，否則，數(shù)控系統(tǒng)會(huì)認(rèn)為此時(shí)已發(fā)生過切，提示過切報(bào)警。例如：在下面的圖3-6中，當(dāng)?shù)毒咛幱冢?，0）點(diǎn)時(shí)，運(yùn)行以下程序帶

22、刀補(bǔ)：N30G41G01X2.5D01；N40Y20在第N30程序中，因?yàn)閄方向只移動(dòng)2.5mm. 而D01對(duì)應(yīng)的偏移值是3mm（直徑6平刀）.刀具此時(shí)要帶上刀補(bǔ)則只有反方向回退. 這時(shí)系統(tǒng)理所當(dāng)然地認(rèn)為. 當(dāng)前點(diǎn)已發(fā)生過切了。從而就會(huì)報(bào)警，停止程序執(zhí)行。在這段程序中X2.5要最少取X3以上，系統(tǒng)才能認(rèn)可執(zhí)行。3.2.1.3 刀具的左右偏是相對(duì)于目標(biāo)點(diǎn)的前進(jìn)方向刀具左右補(bǔ)償?shù)拇_定在很多資料中是這樣講的：順著刀具前進(jìn)方向去看，刀具偏在所要加工輪廓的左側(cè)為左補(bǔ)償，右側(cè)則使用右補(bǔ)償。實(shí)際上我覺得把“順著刀具前進(jìn)方向去看”擴(kuò)充為“順著指令指定的目標(biāo)點(diǎn)處刀具前進(jìn)方向看”，更容易理解和接受。例如在一圖中，

23、假定刀具在”N30G41G01X25Y25D01”指令后出現(xiàn)的N40段程序分別是以下四段不同的移動(dòng)方向指令，則可能出現(xiàn)以下四種不同的左偏補(bǔ)償結(jié)果。方向1:N40G01Y50刀具帶上補(bǔ)償后處于圖中左偏1位置;方向2:N40G01X50刀具帶上補(bǔ)償后處于圖中左偏2位置;方向3:N40G01Y-50刀具帶上補(bǔ)償后處于圖中左偏3位置;方向4:N40G01X-50刀具帶上補(bǔ)償后處于圖中左偏4位置。3.2.1.4刀具的半徑補(bǔ)償是在指定平面內(nèi)進(jìn)行刀具的半徑補(bǔ)償只是在某一平面內(nèi)進(jìn)行的，以使用較多的在G17(XOY)平面的補(bǔ)償來說，刀具只在XOY平面內(nèi)帶有刀補(bǔ)，而在XOZ或YOZ平面內(nèi)是不帶刀補(bǔ)的，同時(shí)，還要注

24、意刀具在Z方向的移動(dòng)是無法指示出刀補(bǔ)方向的，不過，現(xiàn)在的數(shù)控系統(tǒng)一般都是使用C功能刀具半徑補(bǔ)償功能，可以同時(shí)處理三段程序（包括本段和其后兩段），只要在帶有補(bǔ)償?shù)闹噶詈竺鎯啥纬绦蛑姓业接蠿Y平面內(nèi)的移動(dòng)，即可由此確定左右補(bǔ)償方向，但如果三段以內(nèi)找不到XOY平面內(nèi)的移動(dòng)方向，則刀具只是忠實(shí)地按程序指定的坐標(biāo)值移動(dòng)，不作左右偏移，只到下面出現(xiàn)在XOY平面內(nèi)的移動(dòng)指令再帶上刀補(bǔ)，這樣往往造成過切或切不足。3.2.1.5帶上刀補(bǔ)（撤銷刀補(bǔ)）點(diǎn)的刀沿最好是處在加工輪廓的延長(zhǎng)線上為保證加工時(shí)零件的輪廓側(cè)面質(zhì)量和防止切壞零件，編程時(shí)最好是使刀具帶上半徑補(bǔ)償后刀沿的位置正好處于要加工輪廓的延長(zhǎng)線上，而后以保證刀

25、刃沿著輪廓切線方向切入工件，同理，在撤銷刀具半徑補(bǔ)償時(shí)，最好先讓刀具沿著工件輪廓的切線多走一段（一般取略大于刀具半徑長(zhǎng)度），切出后再撤銷刀補(bǔ)，要避免在工件的法向進(jìn)刀而造成的“頓刀”。對(duì)于開敞的外輪廓加工，實(shí)現(xiàn)這個(gè)要求比較容易，只要加直線進(jìn)刀引線即可，對(duì)于封閉的內(nèi)輪廓加工，要略微麻煩一些，必要時(shí)得人為地添加一段圓弧與工件輪廓相切，在帶刀補(bǔ)之前的那段指令中，用G01或G00走到所添加圓弧的起點(diǎn)，同時(shí)帶上刀補(bǔ)。3.2.2 刀具半徑補(bǔ)償時(shí)的典型錯(cuò)誤分析根據(jù)以上對(duì)建立或撤銷刀補(bǔ)的分析，可以列舉如下幾個(gè)容易出現(xiàn)的典型錯(cuò)誤：錯(cuò)誤1:用G02或G03指令去帶上或撤銷刀具半徑補(bǔ)償。一般編程人員都會(huì)知道不能用圓弧

26、插補(bǔ)指令來建立或撤銷刀補(bǔ)，但有時(shí)會(huì)因?yàn)闆]有留意前面模態(tài)指令的續(xù)效性，而發(fā)生錯(cuò)誤，并且這種錯(cuò)誤查找還不太直觀。錯(cuò)誤2:連續(xù)出現(xiàn)兩道以上的非補(bǔ)償所在面內(nèi)的移動(dòng)，造成過切或切不足。經(jīng)常有初學(xué)者在建立刀具半徑補(bǔ)償時(shí)，因?yàn)閷?duì)補(bǔ)償建立的軌跡不是很清楚，為“穩(wěn)妥”起見，在安全平面上就建立刀補(bǔ)，而后程序里卻是不在補(bǔ)償平面內(nèi)的連續(xù)Z軸運(yùn)動(dòng)，這樣往往是刀補(bǔ)并沒有在G41或G42所在的那段帶上，而產(chǎn)生問題。錯(cuò)誤3:指令不完整。缺少T、D等代碼。這是一類低級(jí)錯(cuò)誤，對(duì)于不熟練的編程者，有時(shí)可能會(huì)丟掉程序格式中要求的半徑補(bǔ)償號(hào)指令或者在機(jī)床面板中漏、輸錯(cuò)半徑值。另外請(qǐng)編程者還須注意，對(duì)于有的系統(tǒng)，在補(bǔ)償前必須有刀具號(hào)指令

27、。以SIMEN802S系統(tǒng)的數(shù)控銑床為例，如果在補(bǔ)償指令前一直沒有指定刀具號(hào)，則可能帶不上刀補(bǔ)，編程軌跡會(huì)按不帶補(bǔ)償?shù)那闆r走。錯(cuò)誤4：引入軌跡不合理，刀沿沒有從切線方向進(jìn)入和脫離切削。有的編程員為了編程簡(jiǎn)便，編程時(shí)直接讓刀具從法向切入工件，這樣會(huì)很容易造成質(zhì)量事故，是一種不負(fù)責(zé)任的做法。錯(cuò)誤5：距離過近，小于刀具半徑，不夠建立刀補(bǔ)。3.2.3 刀具半徑補(bǔ)償建立與撤銷應(yīng)用舉例圖3-7所示零件，擬用直徑16 的平刀加工，切深為3，程序如表1。圖3-7 帶有半徑補(bǔ)償加工的零件表3-1 程序列表刀具半徑補(bǔ)償在程序編制時(shí)是一個(gè)難點(diǎn)，現(xiàn)在的數(shù)控系統(tǒng)比原來更加先進(jìn)，刀具半徑補(bǔ)償功能的應(yīng)用更為廣泛和巧妙，現(xiàn)在

28、，用刀具半徑補(bǔ)償，可在行粗、精加工中精確控制尺寸；利用刀具半徑功能，當(dāng)?shù)毒咭蚰p、重磨、新?lián)Q后引起刀具直徑改變后，可不用修改程序；有的高級(jí)數(shù)控系統(tǒng)目前已具備三維刀具半徑補(bǔ)償功能但作為編程者，要想熟練使用這些刀具半徑補(bǔ)償功能，必須掌握以上介紹的半徑補(bǔ)償建立與撤銷的基礎(chǔ)內(nèi)容，如能注意以上所述補(bǔ)償要點(diǎn)，避免典型錯(cuò)誤，相信能較快地真正學(xué)會(huì)并進(jìn)而靈活使用半徑補(bǔ)償功能。3.3 刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)毒唛L(zhǎng)度補(bǔ)償大多應(yīng)用在數(shù)控立式鏜床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床和加工中心上。如圖8所示，當(dāng)?shù)毒吣p或更換刀具使Z向刀尖原始加工的編程位置時(shí)，必須在Z向進(jìn)給中，通過伸長(zhǎng)或縮短一個(gè)偏置值的方法來補(bǔ)償其尺寸的變化，以保證加工深度仍然能

29、達(dá)到原設(shè)計(jì)尺寸要求。圖3-8圖3-8刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償相關(guān)的補(bǔ)償指令：G43、G44、G49編程格式：G43ZHG44其中，G43為刀具長(zhǎng)度正補(bǔ)償；G44為刀具長(zhǎng)度負(fù)補(bǔ)償；G49為刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償撤消指令。Z為刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值，補(bǔ)償量存入由H代碼制定的存儲(chǔ)器中。偏置量與偏置號(hào)相對(duì)應(yīng)，一般由機(jī)床的控制面板預(yù)先設(shè)在偏置存儲(chǔ)器中。使用G43、G44指令時(shí)，無論用絕對(duì)尺寸還是用增量尺寸編程，程序中指定的Z軸移動(dòng)的終點(diǎn)坐標(biāo)值，都要與H所指定的寄存器中的偏置量進(jìn)行運(yùn)算，G43時(shí)相加，G44時(shí)相減。（如果其G代碼的含義及格式與上述不一致，編程時(shí)所用代碼以機(jī)床的配套說明書為準(zhǔn)。）四夾具補(bǔ)償夾具補(bǔ)償即夾具偏置補(bǔ)償，同刀具長(zhǎng)

30、度補(bǔ)償和半徑補(bǔ)償類似，不僅可以讓編程者不用考慮刀具的長(zhǎng)短和大小，而且不用考慮工件夾具的位置而只使用夾具偏移一個(gè)位置。例如在一臺(tái)加工中心上加工零件，當(dāng)加工小的工件時(shí)，工裝上一次可以裝夾許多個(gè)工件，編程者不用考慮每一個(gè)工件在編程時(shí)的坐標(biāo)零點(diǎn)，而只需按照各自的編程零點(diǎn)進(jìn)行編程，然后使用夾具偏置來移動(dòng)機(jī)床在每一個(gè)工件上的編程零點(diǎn)。夾具偏置常使用夾具偏置指令G54G59來執(zhí)行。結(jié)束語以上三種補(bǔ)償方法，基本解決了數(shù)控加工中因刀具形狀而產(chǎn)生的軌跡問題，分別有其自身的優(yōu)缺點(diǎn)。刀具補(bǔ)償使用比較頻繁，只要所使用的數(shù)控設(shè)備具有刀具自動(dòng)補(bǔ)償功能，應(yīng)優(yōu)先選用，尤其是使用刀具半徑補(bǔ)償，編程者不僅可以直接按零件輪廓編程，而且還可以用同一個(gè)加工程序?qū)α慵M(jìn)行粗、精加工（只需調(diào)整刀