(数控机床设计)4.2刀具半径补偿
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
X X X
Y Y Y
xOA AAK
X r sin r
Y
y
X2 Y2
Y r cos r
X
X2 Y2
X X rY
α
X2 Y2
O
Y Y rX X2 Y2
O′
A(X,Y) y
ΔY α K A′
r ΔX
x
2. 圆弧刀具半径补偿计算
对于圆弧而言，刀具补偿后的刀具中心轨迹是一个与圆弧同
刀心轨迹
编程轨迹
G41
G42
（c）
(四) 刀具半径补偿的步骤
1 建立刀补 2 执行刀补 3 取消刀补
起始点
编程轨迹
1 建立刀补
刀具从起刀点接近 工件，在原来的程 序轨迹基础上伸长 或缩短一个刀具半 径值，即刀具中心 从与编程轨迹重合 过渡到与编程轨迹 距离一个刀具半径 值。
起始点
r 刀补建立
编程轨迹
C功能刀补更为完善，这种方法能根据相邻轮廓段的信息自动处 理两个程序段刀具中心轨迹的转换，并自动在转接点处插入过渡圆 弧或直线从而避免刀具干涉和断点情况。
缓冲寄存区 BS
缓冲寄存区 BS
工作寄存区 AS
刀补缓冲区 CS
输出寄存区 OS
工作寄存区 AS
输出寄存区 OS
a)
b)
两种数控系统的工作流程
C刀补的基本设计思想
间增加一个半径为刀具半径的 过渡圆弧B1B2，才能正确加工 出整个零件轮廓。
可见，B刀补采用了读一 段，算一段，再走一段的控制
方法，这样，无法预计到由于
刀具半径所造成的下一段加工
轨迹对本程序段加工轨迹的影 响。
y
D1
D2 D
A2 A A1
O
C2 C C1
B B2 B1
x
C刀补
在计算本程序段轨迹后，提前将下一段程序读入，然后根据它 们之间转接的具体情况，再对本段的轨迹作适当修正，得到本段正 确加工轨迹。
Pi-1
AS 工作寄存器
Pi
OS 输出寄存器
Pi-1
OS 输出寄存器
Pi-1
PHale Waihona Puke Baidu+1
Pi
Pi-1
r r
r r
程序间转接
在CNC装置中，处理的基本廓形是直线和圆弧，它们之间的 相互连接方式有，
1.直线与直线相接; 2.直线与圆弧相接; 3.圆弧与直线相接; 4.圆弧与圆弧相接。 在刀具补偿执行的三个步骤中，都会有转接过渡，以直线与 直线转接为例来讨论刀补建立、刀补进行过程中可能碰到的三种 转接形式。
Pi-1
r
r
r
BS 缓冲寄存器
Pi
BS 缓冲寄存器
CS 刀补缓冲区
Pi-1
CS 刀补缓冲区
Pi
Pi
r
AS 工作寄存器
Pi-1
OS 输出寄存器
AS 工作寄存器
Pi-1
OS 输出寄存器
Pi-1
Pi-1
r r
BS 缓冲寄存器
Pi+1
BS 缓冲寄存器
CS 刀补缓冲区
PPPiii
CS 刀补缓冲区
Pi+1
AS 工作寄存器
心的一段圆弧。只需计算刀补后圆弧的起点坐标和终点坐标值。
如图所示，被加工圆弧的圆心坐标在坐标原点O，圆弧半径为R， 圆弧起点A，终点B，刀具半径为r。
假定上一个程序段加工结束后刀具中心为A′，其坐标已知
。那么圆弧刀具半径补偿计算的目的，就是计算出刀具中心轨迹
的 为
终点
X ,
坐标
Y
B′
则
X
b
,Yb
。 设 BB′ 在 两 个 坐 标 上 的 投 影
β O
r A′(Xa′,Ya′) R
A(Xa,Ya) x
B刀补示例
加工如图外部轮廓零件ABCD时，由AB直线段开始，接着
加工直线段BC，根据给出的两个程序段，按B刀补处理后 可求出相应的刀心轨迹A1B1、B2C1、 C2D1 及D2A2 。
事实上，加工完第一个程序
段，刀具中心落在B1点上，而 第二个程序段的起点为B2，两 个程序段之间出现了断点，只 有刀具中心走一个从B1至B2的 附加程序，即在两个间断点之
1 建立刀补 2 执行刀补
刀具轨迹中心
刀具补偿进行 期间，刀具中 心轨迹始终偏 离编程轨迹一 个刀具半径的 距离。
起始点
r 刀补建立
编程轨迹 刀补进行
1 建立刀补 2 执行刀补 3 取消刀补
刀具轨迹中心
刀具撤离工件， 返回原点。即刀 具中心轨迹从与 编程轨迹相距一 个刀具半径值过 渡到与编程轨迹 重合。
B 算出点A.B.C.D的坐 标，按这些点编程。 人工预刀补编程
A
C
粗加工刀补半径 R r = R + d
精加工刀心轨迹
粗加工刀心轨迹 D
d 精加工余量
按轮廓ABCD编程
再加上刀补引入 和刀补取消的指令
B
C
机床自动刀补
A
D
刀补引入
刀补取消
（a）
粗铣实用刀具半径 R 刀心轨迹
R 精铣刀具及刀补半径
d
（b） 编程轨迹
刀具半径补偿
（三）刀具半径补偿功能的主要用途
1.由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具半径变化， 不必重新编程，只须修改相应偏置参数。
2.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。
刀具半径补偿应用
利用同一个程序、同一把刀具，通过设置不同大小的刀具补偿半径值而逐步减少切 削余量的方法来达到粗、精加工的目的。
刀具半径补偿是在译码之后进行，译码译出一段并不立即进行刀 补，译出的若是下一段，则对本段进行刀补，而正在插补加工的 是上一段。 CNC系统专门设立了刀补缓冲区CS. 刀补过程是:
Pi+1
Pi-1
Pi
r r
r r
BS 缓冲寄存器
PPii-1
CS 刀补缓冲区
Pi-1
AS 工作寄存器
OS 输出寄存器
Pi
刀具补偿方向
（六）刀具半径补偿的常用方法
B刀补
根据本段程序的轮廓尺寸进行刀具半径补偿。 采用读一段、算一段、再走一段的控制方法。 A） B功能刀具半径补偿算法 1. 直线刀具补偿计算
对直线而言，刀具补偿后的轨迹是与原直线平行的直线，只需 要计算出刀具中心轨迹的起点和终点坐标值。
被加工直线段的起点在坐标原点，终点坐标为A。假定上一程序段加工完 后，刀具中心在O′点坐标已知。刀具半径为r，现要计算刀具右补偿后 直线段O′A′的终点坐标A′。设刀具补偿矢量AA′的投影坐标为,则
X b Xb X
Yb YbY
BO x B BK
B′(Xb′,Yb′) ΔY B（Xb,Yb） K ΔX
β O
r A′(Xa′,Ya′) R
A(Xa,Ya) x
X r cos r X b
R
Y r sin r Yb
R
X b
Xb
rX b R
Y b
Yb
rY b R
B′(Xb′,Yb′) ΔY B（Xb,Yb） K ΔX
刀补建立 起始点
刀补撤销
编程轨迹 刀补进行
（五） 左刀补和右刀补
ISO标准规定，当刀具中心轨迹在编程轨迹前进方向的左 侧时，称为左刀补，用G41表示。反之，当刀具处于轮廓 前进方向的右侧时称为右刀补，用G42表示，如图所示。 G40为取消刀具补偿指令。
B
C
A
D
B
C
A
D
a) G41 左刀补
b) G42右刀补
Y Y Y
xOA AAK
X r sin r
Y
y
X2 Y2
Y r cos r
X
X2 Y2
X X rY
α
X2 Y2
O
Y Y rX X2 Y2
O′
A(X,Y) y
ΔY α K A′
r ΔX
x
2. 圆弧刀具半径补偿计算
对于圆弧而言，刀具补偿后的刀具中心轨迹是一个与圆弧同
刀心轨迹
编程轨迹
G41
G42
（c）
(四) 刀具半径补偿的步骤
1 建立刀补 2 执行刀补 3 取消刀补
起始点
编程轨迹
1 建立刀补
刀具从起刀点接近 工件，在原来的程 序轨迹基础上伸长 或缩短一个刀具半 径值，即刀具中心 从与编程轨迹重合 过渡到与编程轨迹 距离一个刀具半径 值。
起始点
r 刀补建立
编程轨迹
C功能刀补更为完善，这种方法能根据相邻轮廓段的信息自动处 理两个程序段刀具中心轨迹的转换，并自动在转接点处插入过渡圆 弧或直线从而避免刀具干涉和断点情况。
缓冲寄存区 BS
缓冲寄存区 BS
工作寄存区 AS
刀补缓冲区 CS
输出寄存区 OS
工作寄存区 AS
输出寄存区 OS
a)
b)
两种数控系统的工作流程
C刀补的基本设计思想
间增加一个半径为刀具半径的 过渡圆弧B1B2，才能正确加工 出整个零件轮廓。
可见，B刀补采用了读一 段，算一段，再走一段的控制
方法，这样，无法预计到由于
刀具半径所造成的下一段加工
轨迹对本程序段加工轨迹的影 响。
y
D1
D2 D
A2 A A1
O
C2 C C1
B B2 B1
x
C刀补
在计算本程序段轨迹后，提前将下一段程序读入，然后根据它 们之间转接的具体情况，再对本段的轨迹作适当修正，得到本段正 确加工轨迹。
Pi-1
AS 工作寄存器
Pi
OS 输出寄存器
Pi-1
OS 输出寄存器
Pi-1
PHale Waihona Puke Baidu+1
Pi
Pi-1
r r
r r
程序间转接
在CNC装置中，处理的基本廓形是直线和圆弧，它们之间的 相互连接方式有，
1.直线与直线相接; 2.直线与圆弧相接; 3.圆弧与直线相接; 4.圆弧与圆弧相接。 在刀具补偿执行的三个步骤中，都会有转接过渡，以直线与 直线转接为例来讨论刀补建立、刀补进行过程中可能碰到的三种 转接形式。
Pi-1
r
r
r
BS 缓冲寄存器
Pi
BS 缓冲寄存器
CS 刀补缓冲区
Pi-1
CS 刀补缓冲区
Pi
Pi
r
AS 工作寄存器
Pi-1
OS 输出寄存器
AS 工作寄存器
Pi-1
OS 输出寄存器
Pi-1
Pi-1
r r
BS 缓冲寄存器
Pi+1
BS 缓冲寄存器
CS 刀补缓冲区
PPPiii
CS 刀补缓冲区
Pi+1
AS 工作寄存器
心的一段圆弧。只需计算刀补后圆弧的起点坐标和终点坐标值。
如图所示，被加工圆弧的圆心坐标在坐标原点O，圆弧半径为R， 圆弧起点A，终点B，刀具半径为r。
假定上一个程序段加工结束后刀具中心为A′，其坐标已知
。那么圆弧刀具半径补偿计算的目的，就是计算出刀具中心轨迹
的 为
终点
X ,
坐标
Y
B′
则
X
b
,Yb
。 设 BB′ 在 两 个 坐 标 上 的 投 影
β O
r A′(Xa′,Ya′) R
A(Xa,Ya) x
B刀补示例
加工如图外部轮廓零件ABCD时，由AB直线段开始，接着
加工直线段BC，根据给出的两个程序段，按B刀补处理后 可求出相应的刀心轨迹A1B1、B2C1、 C2D1 及D2A2 。
事实上，加工完第一个程序
段，刀具中心落在B1点上，而 第二个程序段的起点为B2，两 个程序段之间出现了断点，只 有刀具中心走一个从B1至B2的 附加程序，即在两个间断点之
1 建立刀补 2 执行刀补
刀具轨迹中心
刀具补偿进行 期间，刀具中 心轨迹始终偏 离编程轨迹一 个刀具半径的 距离。
起始点
r 刀补建立
编程轨迹 刀补进行
1 建立刀补 2 执行刀补 3 取消刀补
刀具轨迹中心
刀具撤离工件， 返回原点。即刀 具中心轨迹从与 编程轨迹相距一 个刀具半径值过 渡到与编程轨迹 重合。
B 算出点A.B.C.D的坐 标，按这些点编程。 人工预刀补编程
A
C
粗加工刀补半径 R r = R + d
精加工刀心轨迹
粗加工刀心轨迹 D
d 精加工余量
按轮廓ABCD编程
再加上刀补引入 和刀补取消的指令
B
C
机床自动刀补
A
D
刀补引入
刀补取消
（a）
粗铣实用刀具半径 R 刀心轨迹
R 精铣刀具及刀补半径
d
（b） 编程轨迹
刀具半径补偿
（三）刀具半径补偿功能的主要用途
1.由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具半径变化， 不必重新编程，只须修改相应偏置参数。
2.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。
刀具半径补偿应用
利用同一个程序、同一把刀具，通过设置不同大小的刀具补偿半径值而逐步减少切 削余量的方法来达到粗、精加工的目的。
刀具半径补偿是在译码之后进行，译码译出一段并不立即进行刀 补，译出的若是下一段，则对本段进行刀补，而正在插补加工的 是上一段。 CNC系统专门设立了刀补缓冲区CS. 刀补过程是:
Pi+1
Pi-1
Pi
r r
r r
BS 缓冲寄存器
PPii-1
CS 刀补缓冲区
Pi-1
AS 工作寄存器
OS 输出寄存器
Pi
刀具补偿方向
（六）刀具半径补偿的常用方法
B刀补
根据本段程序的轮廓尺寸进行刀具半径补偿。 采用读一段、算一段、再走一段的控制方法。 A） B功能刀具半径补偿算法 1. 直线刀具补偿计算
对直线而言，刀具补偿后的轨迹是与原直线平行的直线，只需 要计算出刀具中心轨迹的起点和终点坐标值。
被加工直线段的起点在坐标原点，终点坐标为A。假定上一程序段加工完 后，刀具中心在O′点坐标已知。刀具半径为r，现要计算刀具右补偿后 直线段O′A′的终点坐标A′。设刀具补偿矢量AA′的投影坐标为,则
X b Xb X
Yb YbY
BO x B BK
B′(Xb′,Yb′) ΔY B（Xb,Yb） K ΔX
β O
r A′(Xa′,Ya′) R
A(Xa,Ya) x
X r cos r X b
R
Y r sin r Yb
R
X b
Xb
rX b R
Y b
Yb
rY b R
B′(Xb′,Yb′) ΔY B（Xb,Yb） K ΔX
刀补建立 起始点
刀补撤销
编程轨迹 刀补进行
（五） 左刀补和右刀补
ISO标准规定，当刀具中心轨迹在编程轨迹前进方向的左 侧时，称为左刀补，用G41表示。反之，当刀具处于轮廓 前进方向的右侧时称为右刀补，用G42表示，如图所示。 G40为取消刀具补偿指令。
B
C
A
D
B
C
A
D
a) G41 左刀补
b) G42右刀补