1、1刀具半徑補(bǔ)償?shù)幕靖拍?刀具半徑補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟韺W(xué)習(xí)目標(biāo)：一、刀具半徑補(bǔ)償?shù)幕靖拍?1.為什么是刀具半徑補(bǔ)償？ 數(shù)控機(jī)床在輪廓加工過程中，它所控制的是刀具中心的軌跡，而用戶編程時(shí)則是按零件輪廓編制的，因而為了加工所需的零件，在進(jìn)行輪廓加工時(shí)，刀具中心必須偏移一個(gè)刀具半徑值。 數(shù)控裝置根據(jù)零件輪廓編制的程序和預(yù)先設(shè)定的刀具半徑參數(shù)，能實(shí)時(shí)自動(dòng)生成刀具中心軌跡的功能稱為刀具半徑補(bǔ)償功能。第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理2.刀具半徑補(bǔ)償功能的主要用途 實(shí)現(xiàn)根據(jù)編程軌跡對刀具中心軌跡的控制。 實(shí)現(xiàn)刀具半徑誤差補(bǔ)償。 減少粗、精加工程序編制的工作量。第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理3.刀具半徑補(bǔ)償?shù)某Ｓ梅椒˙刀補(bǔ)C刀

2、補(bǔ)相鄰兩段輪廓的刀具中心軌跡之間用圓弧連接。相鄰兩段輪廓的刀具中心軌跡之間用直線連接。第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理 （1）B刀補(bǔ) 優(yōu)點(diǎn)： 算法簡單，容易實(shí)現(xiàn) 缺點(diǎn)：在外輪廓尖角加工時(shí)，由于輪廓尖角處，始終處于切削狀態(tài)，尖角加工的工藝性差。在內(nèi)輪廓尖角加工時(shí)，編程人員必須在零件輪廓中插入一個(gè)半徑大于刀具半徑的圓弧，這樣才能避免產(chǎn)生過切。第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理（2）C刀補(bǔ) 由數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)和實(shí)際輪廓完全一樣的編程軌跡，直接算出相鄰刀具中心軌跡的交點(diǎn)，然后再對原來的中心軌跡作伸長或縮短的修正。 尖角性好。 內(nèi)輪廓加工時(shí)，以免產(chǎn)生過切。 第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理（3）B刀補(bǔ)與C刀補(bǔ)比較 區(qū)別：B刀補(bǔ)法在確

3、定刀具中心軌跡時(shí)，一次處理一段軌跡，采用的是讀一段，算一段，再走一段的處理方法。這樣，就無法預(yù)計(jì)到由于刀具半徑補(bǔ)償所造成的下一段加工軌跡對本段加工軌跡的影響。 第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理區(qū)別：C刀補(bǔ)采用的方法是一次對兩段進(jìn)行處理，即先預(yù)處理本段，然后根據(jù)下一段的方向來確定其刀具中心軌跡的段間過渡狀態(tài)，從而便完成了本段的刀補(bǔ)運(yùn)算處理。第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理二、刀具半徑補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟?1.刀具半徑補(bǔ)償?shù)墓ぷ鬟^程 刀具半徑補(bǔ)償執(zhí)行的過程一般可分為三步：（1）刀補(bǔ)建立（2）刀補(bǔ)進(jìn)行（3）刀補(bǔ)撤銷第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理使用刀具半徑補(bǔ)償功能注意事項(xiàng)必須在運(yùn)動(dòng)中建立和取消刀補(bǔ)，G41/G42沒有使刀具運(yùn)動(dòng)

4、的功能；不能在圓弧程序段上建立和取消刀補(bǔ)；刀具半徑補(bǔ)償功能只能在輪廓的插補(bǔ)平面內(nèi)生效，而在除插補(bǔ)平面外的其它坐標(biāo)軸上不起作用；在刀補(bǔ)執(zhí)行過程中，不能有連續(xù)兩段指令為非插補(bǔ)平面運(yùn)動(dòng)的指令，否則產(chǎn)生過切。第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理2.C刀補(bǔ)償?shù)霓D(zhuǎn)接形式和過渡方式（1）轉(zhuǎn)接形式 在一般的CNC裝置中，均有圓弧和直線插補(bǔ)兩種功能。由于C刀補(bǔ)采用直線過渡，實(shí)際加工過程中，隨著前后兩編程軌跡的線型不同，也會(huì)產(chǎn)生不同的轉(zhuǎn)接情況：直線與圓弧圓弧與圓弧直線與直線圓弧與直線第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理（2）過渡方式 矢量夾角 指兩編程軌跡在交點(diǎn)處非加工側(cè)（工件側(cè)）的夾角刀具中心軌跡編程軌跡非加工側(cè)加工側(cè)非加工側(cè)編程軌跡

5、刀具中心軌跡加工側(cè)第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理 根據(jù)兩段程序軌跡的矢量夾角和刀補(bǔ)方向的不同，又有以下幾種轉(zhuǎn)接過渡方式：縮短型：矢量夾角180360 刀具中心軌跡短于編程軌跡的過渡方式。伸長型：矢量夾角90180 刀具中心軌跡長于編程軌跡的過渡方式。插入型：矢量夾角90 在兩段刀具中心軌跡之間插入一段直線的過渡方式。第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理縮短型：矢量夾角180360 刀具中心軌跡短于編程軌跡的過渡方式。第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理伸長型：矢量夾角90180 刀具中心軌跡長于編程軌跡的過渡方式。第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理插入型：矢量夾角90 在兩段刀具中心軌跡之間插入一段直線的過渡

6、方式。縮短型：180360伸長型：90180插入型：90縮短型：180360伸長型：90180插入型：90第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理縮短型：180360伸長型：90180插入型：90刀補(bǔ)建立過渡形式（G42）縮短型：180360伸長型：90180插入型：90刀補(bǔ)取消過渡形式k4.刀具半徑補(bǔ)償?shù)膶?shí)例BcbAOCDEa（1）讀入OA，判斷出是刀補(bǔ)建立，繼續(xù)讀下一段。（2）讀入AB，因?yàn)镺AB90o，且又是右刀補(bǔ)，此時(shí)段間轉(zhuǎn)接的過渡形式是插入型。則計(jì)算出a、b、c的坐標(biāo)值，并輸出直線段oa、ab、bc，供插補(bǔ)程序運(yùn)行。第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理mk（3）讀入BC，因?yàn)?ABC90

7、o，同理，段間轉(zhuǎn)接的過渡形式是插入型。則計(jì)算出d、e點(diǎn)的坐標(biāo)值，并輸出直線cd、de。BfedcbAOCDEa第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理n（4）讀入CD，因?yàn)?BCD180o，段間轉(zhuǎn)接的過渡形式是縮短型。則計(jì)算出f點(diǎn)的坐標(biāo)值，由于是內(nèi)側(cè)加工，須進(jìn)行過切判別（后述），若過切則報(bào)警，并停止輸出，否則輸出直線段ef。BfedcbAOCDEa第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理baBfedcAOCDEgh（5）讀入DE（有G40），因?yàn)?0oCDE180o，則段間轉(zhuǎn)接的過渡形式是伸長型。由于是刀補(bǔ)撤消段，則計(jì)算出g、h點(diǎn)的坐標(biāo)值，然后輸出直線段fg、gh、hE。 （6）刀具半徑補(bǔ)償處理結(jié)束。第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理

8、三、加工過程中的過切判別ADCBCDBA編程軌跡刀具中心軌跡過切削部分發(fā)出報(bào)警程序段刀具當(dāng)被加工的輪廓是直線段時(shí)，若刀具半徑選用過大，就將產(chǎn)生過削現(xiàn)象。 當(dāng)讀入編程軌跡CD時(shí)，就要對上段刀具中心軌跡BC進(jìn)行修正，確定刀具中心應(yīng)從B點(diǎn)移到C點(diǎn)。顯然，這時(shí)必將產(chǎn)生如圖陰影部分所示的過切削。第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理1.直線加工時(shí)的過切判別方法 可以通過編程矢量與其相對應(yīng)的修正矢量的標(biāo)量積的正負(fù)進(jìn)行判別。在上圖中，BC為編程矢量， 為BC對應(yīng)的修正矢量，為它們之間的夾角。則： 標(biāo)量積 顯然，當(dāng) （即90o270o）時(shí)，刀具就要背向編程軌跡移動(dòng)，造成過切削。上圖中=180o，所以必定產(chǎn)生過切削。第三節(jié)

9、刀具半徑補(bǔ)償原理2.圓弧加工時(shí)的過切削判別 在內(nèi)輪廓圓弧加工（圓弧加工的命令為 G41G03 或G42G02）時(shí)，若選用的刀具半徑rD過大，超過了所需加工的圓弧半徑R，那么就會(huì)產(chǎn)生過切削。G42G02rDRG41G03rDR第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理刀具中心軌跡編程軌跡R發(fā)出報(bào)警程序段過切削部分rDa 圓弧加工過切削刀具G41G02=0報(bào) 警返 回否（內(nèi)側(cè)加工）是（外側(cè)加工）是否b 判別流程2.圓弧加工時(shí)的過切削判別第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理 過切削現(xiàn)象都發(fā)生在過渡形式為縮短型的情況下，因而可以根據(jù)這一原則，來判斷發(fā)生過切削的條件，并據(jù)此設(shè)計(jì)過切削判別程序。第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原理 設(shè)刀具開始位置距工件表面上方50mm，切削深度為8。N01 G91 G41 G00 X20.0 Y10.0N02 Z-48.0 ;N03 G01 Z-10.0 F200 ;N04 Y30.0 ;N05 X30.0 ;N06 Y-20.0 ;N07 X-40.0 ;N08 G00 Z58.0 ;N09 G40 X-10.0 Y-20.0 ;N10 M02 ; 第三節(jié) 刀具半徑補(bǔ)償原