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刀具半径补偿的基本概念

来源:<a href='http://bbs.hqew.com/viewthread.php?tid=246951' target='_blank'>huangjiapeng</a> 作者:华仔 浏览:7226

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摘要: 1、什么是刀具半径补偿数控机床在加工过程中,它所控制的是刀具中心的轨迹,为了方便起见,用户总是按零件轮廓编制加工程序,因而为了加工所需的零件轮廓,在进行内轮廓加工时,刀具中心必须向零件的内侧偏移一个刀具半径值;在进行外轮廓加工时,刀具中心必须向零件的外侧偏移一个刀具半径值。如图1所示。这种根据按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数,数控装置能实时自动生成刀具中心轨迹的功能称为刀具半径补偿功能。在图


1、什么是刀具半径补偿
 
  数控机床在加工过程中,它所控制的是刀具中心的轨迹,为了方便起见,用户总是按零件轮廓编制加工程序,因而为了加工所需的零件轮廓,在进行内轮廓加工时,刀具中心必须向零件的内侧偏移一个刀具半径值;在进行外轮廓加工时,刀具中心必须向零件的外侧偏移一个刀具半径值。如图1所示。这种根据按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数,数控装置能实时自动生成刀具中心轨迹的功能称为刀具半径补偿功能。

  在图1中,实线为所需加工的零件轮廓,虚线为刀具中心轨迹。根据ISO标准,当刀具中心轨迹在编程轨迹(零件轮廓)前进方向的右边时,称为右刀补,用G42指令实现;反之称为左刀补,用G41指令实现。

2、刀具半径补偿功能的主要用途
 
  在零件加工过程中,采用刀具半径补偿功能,可大大简化编程的工作量。具体体现在以下三个方面:

  实现根据编程轨迹对刀具中心轨迹的控制。可避免在加工中由于刀具半径的变化(如由于刀具损坏而换刀等原因)而重新编程的麻烦。
  刀具半径误差补偿,由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具半径的变化,也不必重新编程,只须修改相应的偏置参数即可。
  减少粗、精加工程序编制的工作量。由于轮廓加工往往不是一道工序能完成的,在粗加工时,均要为精加工工序预留加工余量。加工余量的预留可通过修改偏置参数实现,而不必为粗、精加工各编制一个程序。
 
3、刀具半径补偿的常用方法:
 
  B刀补

   这种方法的特点是刀具中心轨迹的段间连接都是以圆弧进行的。其算法简单,实现容易,如图3-26所示,但由于段间过渡采用圆弧,这就产生了一些无法避免的缺点:

   首先,当遇到加工外轮廓尖角时,由于刀具中心通过过渡圆弧,使轮廓尖角处始终处于切削状态,尖角加工的工艺性就比较差。在磨削加工中尤其突出 ,要求的尖角往往会被加工成小圆角。其次,在内轮廓加工时,由于刀具中心轨迹的交点不易求得(早期是由于计算机计算能力的限制),如图2中的C″点,因此不得不由程序员人为地编进一个辅助加工的过渡圆弧(图中蓝色的弧线),并且还要求这个过渡圆弧的半径必须大于刀具的半径,如图2中的AB。这就给编程工作还来了麻烦,一旦疏忽,就会因刀具干涉而产生过切削现象,使加工零件报废。这些缺点限制了该方法在一些复杂的、要求较高的数控系统(例如仿型数控系统)中的应用。

  C刀补

  实际上,最容易最直观为人们所想到的刀具半径补偿方法,就是由数控系统根据和实际轮廓完全一样的编程轨迹,直接算出刀具中心轨迹的转接交点C′点和C″点,如图3所示,然后再对原来的编程轨迹作伸长或缩短的修正。这就是所谓的C机能刀具半径补偿(简称C刀补)。它的主要特点是采用直线作为轮廓之间的过渡,因此,该刀补法的尖角性工艺性较B刀补的要好,其次在内轮廓加工时,它可实现过切(干涉)自动预报,从而避免过切的产生。

  B刀补与C刀补比较

  两种刀补的处理方法是有很大区别的:B刀补法在确定刀具中心轨迹时,采用的是读一段,算一段,再走一段的处理方法。这样,就无法预计到由于刀具半径所造成的下一段加工轨迹对本段加工轨迹的影响。于是,对于给定的加工轮廓轨迹来说,当加工内轮廓时,为了避免刀具干涉,合理地选择刀具的半径以及在相邻加工轨迹转接处选用恰当的过渡圆弧等问题,就不得不靠程序员来处理。为了解决下段加工轨迹对本段加工轨迹的影响问题,C刀补采用的方法是,一次对两段进行处理,即先预处理本段,然后根据下一段的方向来确定其刀具中心轨迹的段间过渡状态,从而便完成 了本段的刀补运算处理,然后再从程序段缓冲器再读一段,用于计算第二段的刀补轨迹,以后按照这种方法进行下去,直至程序结束为止。

型号 厂商 价格
EPCOS 爱普科斯 /
STM32F103RCT6 ST ¥461.23
STM32F103C8T6 ST ¥84
STM32F103VET6 ST ¥426.57
STM32F103RET6 ST ¥780.82
STM8S003F3P6 ST ¥10.62
STM32F103VCT6 ST ¥275.84
STM32F103CBT6 ST ¥130.66
STM32F030C8T6 ST ¥18.11
N76E003AT20 NUVOTON ¥9.67