刀具半径补偿的应用实例

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刀具半径补偿功能在数控加工中的应用

刀具半径补偿功能在数控加工中的应用

其中:G 0 4 为取消刀尖圆弧半径补偿 ; 4 为建立刀具圆弧半径左补 G1 偿 ; 4 为建立刀具圆弧半径右补偿。 G2 图1 表示了根据刀具与工件 的相对位置及刀具 的运动分析如何选用 G 1 4 指令 。 4或G 2
序母




00 0 00 0 .0
0 1 q 乱2 5 0 7
( 前置刀架 a) 图3车刀刀尖位置码定义

( b)后 置 刀架
() f 左补偿 t 图4刀具半径的左右补偿
( b)右补偿
半径补 偿功能 在数控车 削加工 、数控铣削加 工 中的应用 进行 了介 绍。 关键词 半 径补偿 ;数 控加工 ;轮廓 ;程序 中图 分类 号 T 文献 标识 码 A P 文 章编 号 17—6 1( 1)1— 180 63 97一2 2 2 08—2 0 0
随着现代数控成型刀具的普及使用 ,大大提高 了企业的加工能力 , 但由于刀具总是具有一定 的半径 ,刀具中心运动轨迹并不是加工零件 的 实际轮廓 。若用刀具中心轨迹来编制加工程序 ,则程序 的数学处理工作 量大 ,当刀具半径发生变化 时 , 则又还需重新修改或编制程序。这样 , 编程会很麻烦。 利用刀具半径补偿 功能 ,当编制零件加工程序时 ,只需按零件轮廓 编程 ,使用刀具半径补偿指令 ,并在控制 面板上用键盘 ( R / D ) C TM I 方 式 ,人工输入刀具半径值 ,数控系统便会根据零件程序和刀具半径 自动 计算 出刀具中心的偏移量 ,进而得 到偏移后的中心轨迹 ,并使 系统按刀 具中心轨迹运动 ,完成对零件的加工。
径 ,所以刀具 中心 的轨迹 与工件轮廓不重合 。如不考虑刀具半径 ,直接 按照工件轮廓编程是很方便 ,但加工出的零件尺寸会 比图样尺寸要求小 个 铣刀直径值 ( 加工外 轮廓时 ) 或大一个铣刀直 径值 ( 加工 内轮 廓 时 ),为此必须使刀具沿工件轮廓的法向偏移一个刀具半径 ,这就是刀

数控铣床编程与加工技术刀具半径补偿指令的学习

数控铣床编程与加工技术刀具半径补偿指令的学习

E

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对刀点K
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%1008 G92 X-10 Y-10 Z50 G90 G17 G42 G00 X4 Y10 D01 Z2 M03 S900 G01 Z-10 F800 X30 G03 X40 Y20 I0 J10 G02 X30 Y30 I0 J10 G01 X10 Y20 Y5 G00 Z50 M05 G40 X-10 Y-10 M02
刀具半径补偿指令的学习
刀具半径补偿的作用
在数控铣床上进行轮廓铣削时,由于刀具半径的存在, 刀具中心轨迹与工件轮廓不重合。
1、编程时直接按工件轮廓尺寸编程。刀具在因磨损、 重磨或更换后直径会发生改变,但不必修改程序,只需改 变半径补偿参数,从而简化编程。
2、刀具半径补偿值不一定等于刀具半径值,同一加工 程序,采用同一刀具可通过修改刀补的办法实现对工件轮 廓的粗、精加工;同时也可通过修改半径补偿值获得所需 要的尺寸精度。 。
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要求建立如图所示 的工件坐标系,按 箭头所指示的路径 进行加工,设加工 开始时刀具距离工 件上表面50mm,切 削深度为10mm.
刀具半径补偿的举例
考虑刀具半径补偿,编制如图所示零件的加工程序。
Y
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10 -10
P3
P2
P1
P1点取消刀具补偿恢复到切 线方向

数控车床刀尖半径补偿的原理和应用介绍

数控车床刀尖半径补偿的原理和应用介绍

数控车床刀尖半径补偿的原理和应用分析(2011—11-07 19:39:41)分类:工程技术标签:杂谈摘要:分析了数控车削中因刀尖圆弧产生误差的原因,介绍了纠正误差的思路及半径补偿的工作原理,明确了半径补偿的概念。

结合实际,系统介绍了刀具半径补偿的应用方法,及使用中的注意事项。

Abstract: Analyzed the error's reason in numerical control turning because of arc of cutting tool ,introduced the correction error’s mentality and the radius compensation principle of work,cleared about the radius compensation concept. Union reality,introduced the cutting tool radius compensation application method, and in use matters needing attention..关键词:数控车床;假想刀尖;半径补偿;程序轮廓;原理;应用;Key word:CNC lathe;immaginary cutting tool point; radius compensation; procedure outline;principle; using1、前言在数控车床的学习中,刀尖半径补偿功能,一直是一个难点。

一方面,由于它的理论复杂,应用条件严格,让一些人感觉无从下手;另一方面,由于常用的台阶轴类的加工,通过几何补偿也能达到精度要求,它的特点不能有效体现,使一些人对它不够重视.事实上,在现代数控系统中,刀尖半径补偿,对于提高工件综合加工精度具有非常重要的作用,是一个必须熟练掌握的功能。

2、刀尖圆弧半径补偿的原理(1)半径补偿的原因在学习刀尖圆弧的概念前,我们认为刀片是尖锐的,并把刀尖看作一个点,刀具之所以能够实现复杂轮廓的加工,就是因为刀尖能够严格沿着编程的轨迹进行切削。

数控编程 刀具半径补偿指令G40 G41 G42

数控编程 刀具半径补偿指令G40 G41 G42

数控编程刀具半径补偿指令G40 G41 G42在零件轮廓铣削加工时,由于刀具半径尺寸影响,刀具的中心轨迹与零件轮廓往往不一致。

为了避免计算刀具中心轨迹,直接按零件图样上的轮廓尺寸编程,数控系统提供了刀具半径补偿功能,见图1.28。

图1.28刀具半径补偿1、编程格式G41为左偏刀具半径补偿,定义为假设工件不动,沿刀具运动方向向前看,刀具在零件左侧的刀具半径补偿,见图1.29。

图1.29左偏刀具半径补偿G42为右偏刀具半径补偿,定义为假设工件不动,沿刀具运动方向向前看,刀具在零件右侧的刀具半径补偿,见图1.30。

G40 为补偿撤消指令。

图1.30右偏刀具半径补偿程序格式:G00/G01 G41/G42 X~Y~H~//建立补偿程序段……//轮廓切削程序段……G00/G01 G40 X~Y~//补偿撤消程序段其中:G41/G42程序段中的X、Y值是建立补偿直线段的终点坐标值;G40程序段中的X、Y值是撤消补偿直线段的终点坐标;H为刀具半径补偿代号地址字,后面一般用两位数字表示代号,代号与刀具半径值一一对应。

刀具半径值可用CRT/MDI方式输入,即在设置时,H~= R。

如果用H00也可取消刀具半径补偿。

2、工作过程图1.31~图1.33表示的刀具半径补偿的工作过程。

其中,实线表示编程轨迹;点划线表示刀具中心轨迹;r等于刀具半径,表示偏移向量。

(1)刀具半径补偿建立时,一般是直线且为空行程,以防过切。

以G42为例,其刀具半径补偿建立见图1.33。

图1.31建立刀具半径补偿(2)刀具半径补偿一般只能平面补偿,其补偿运动情况见图1.32。

图1.32 刀具半径补偿运动(3)刀具半径补偿结束用G40撤销,撤销时同样要防止过切,如图1.33。

图1.33撤消刀具半径补偿(4)注意:图1. 34刀具半径补偿量的改变1)建立补偿的程序段,必须是在补偿平面内不为零的直线移动。

2)建立补偿的程序段,一般应在切入工件之前完成。

刀具半径补偿应用分析

刀具半径补偿应用分析
21年第 3期 01 0
科技 一向导
◇ 职业教育◇
刀具半径补偿应用分析
吴 利 红
( 陕西省机械高级技工学校
陕西
汉中 7 3 0 ) 2 0 3
【 要】 摘 在数控铣削加工与编程 中, 刀具半径补偿 应用很 广泛。正确 , 灵活的应 用刀具半径补偿功能对 简化编程、 提高效率和加 工精度有
3刀具 半径补偿应用分析 .
31 . 简化编程计算 实际编程过程 中.始终是按 照刀具 中心的坐标值来编写程序 . 但 是 由于刀具半径的影响 .刀心的轨 迹和实际轮廊的轨迹就不重合 . 使
G4 1
G4 2
பைடு நூலகம்
图 1
G 0 取消刀具半径补偿。该组指令 均为模 态指令 。 4一 刀具半径补偿建立的编程格式 :
十分重要的意义。 本文结合学生在 实习期 间出现 的问题和难 点进行探讨 , 着力提 高技工院校 学生的综合编程能力 , 让应用型的数控技能人 才走
出校 园
【 关键词】 数控铣 削加工; 刀具半径补偿 ; 分析 应用;
在 数控铣削加 工中 . 程序 通常是按零件 轮廓 编制 的 . 而数控机床 在加工过程中的控制点是刀具中心 . 在数 控加工前数控系统必 须 因此 将零件轮廓变换成刀具中心的轨迹 。 只有将 编程轮廓数据 变换成 刀具 中心轨迹数据才能用 于插补。在数 控铣床上 进行轮廓加工时 , 因为 铣 刀有一定的半径 。 所以刀具 中心轨迹 和工件 轮廓不重合 . 如不考虑 刀 具半径 . 直接按 照工件轮廓编 程是 比较方便的 . 而加工 出的零件尺 寸 比图样 要求小了一个 刀具半 径或大了一个 刀具半径 . 因此使刀具沿 工 件轮廓 的法向偏移一个刀具 半径 . 这就是所 谓的刀具半径补偿指令 。 应用刀具半径补偿 功能时 . 只需按工件轮 廓轨迹进行编程 . 然后将 刀 具半径值输入数 控系统 中 . 执行程序 时。 系统会 自动 计算刀具 中心 轨 迹。 进行刀具半径补偿 . 从而加工出符合要 求的工件形状 . 当刀具半 径 发生变化时也无需更改加工程序 . 使编程工作大大简化。 实践 证明 , 正 确、 灵活应用刀具半径补偿功能 . 在数控加工中有着 重要 的意义 。 1. .2刀具半径补偿 的进行 阶段 2 在刀补进行状态下 , 0 、 O 、 O 、 0 都可使用 。 C 1C O G 2 G 3 它根据读入的 相邻两段编程轨迹 , 自动计算 刀具 中心 的轨迹 。 刀补进行状态下 。 在 刀

数控铣削加工中的刀具半径补偿

数控铣削加工中的刀具半径补偿
维普资讯
数 控铣 削加工 中的刀具半径补偿
口 广 西机 电工程 学校 韦华红
【 摘
要 】 刀具半径补偿 功能在数
1 刀 具 半 径 补 偿 的 工 作 过 程 。 刀 具 .
工件 ,由刀 补方 向 G 1 4 决定刀具 中 4/ 2 G
心轨迹在原来 的编程 轨迹 基础上是伸 长 还 是缩短了一个刀具半径 值 。如下 图所

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 。下 面我们
半径值 的距离。 ③刀补撤消 (4 ) G 0 。即刀具 撤离工 件, 回到起刀点。和建立刀 具补偿一样 , 刀具 中心轨 迹也要 比编程轨迹伸 长或缩
短一个刀具半径值的距离。
从 几方 面来讨论数控 铣削加 工中的刀具
D ;建立左 一 (
也 不必重新编程 ,只须修 改相应 的偏置
参数 即可。
补, 并指定刀具补偿值 , 刀具半 径补偿 的
具体工作 由数 控系统 中的刀具半 径补偿
3 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
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 : 1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
刀具半径补偿仅 在指定 的二维 坐标 平 面 内进 行 ,平 面 的 指定 由代 码 G1 7
(O X Y平面 )G1 ( O , 8 X Z平 面 )G 9 Y Z , 1 (O
① 刀补建立 。即刀具 以起刀点接近

匠霪匝珥囤圜

刀具半径补偿功能在立式数控铣削中的运用

刀具半径补偿功能在立式数控铣削中的运用
HUANG J —z a LIXin—j n j h n。 a u
( h lo e ha c la d Elc rc gi e i g, u hou I s iu e o c ie t r e hno o Sc oo fM c nia n e tialEn ne rn X z n tt t f Ar h tc u eT c l gy, z u 2 0 Xu ho 21 08, i a) Ch n

个 刀具 半径 值 , 为此 必 须 使 刀 具 沿工 件 轮 廓 的 法
c lv l e f i a a u or smplf ng pr gr m mi iyi o a ng, ghe e hi r pr — cson a on o ou i rc m f rng i i nd c t ur r nd ng o ha e i .
K e r s: oo o fe ; m e i a o r p o y wo d t l fs t nu rc lc ntol r —
向偏 移一个 刀具 半径 , 即所谓 的刀 具半径 补偿 , ] 如 图 1所示 。 当数控 机 床 具 备 刀具 半 径 补 偿 功 能时 , 编程人 员 只需根 据 轮 廓 编程 , 控 系统 会 自动 计算 数 出刀 具 中心轨迹 , 工 出所 需要 的 工件 轮廓 , 使用 加 且 了刀具 半径 补偿 指 令 后 , 用 不 同半 径 的刀 具加 工 选
e a pl s w hih i e t i po t n e a a t— xm e, c s ofgr a m r a c nd pr e i
在 数控 铣 床 上进 行 工 件 轮廓 加 工 时 , 由于铣 刀
半径 的存 在 , 刀具 中心轨 迹 和工件 轮廓 不重 合 , 差 相

数控机床:刀具半径补偿原理

数控机床:刀具半径补偿原理
渡方式。
第三节 刀具半径补偿原理
伸长型:矢量夹角90°≤α<180° 刀具中心轨迹长于编程轨迹的过
渡方式。
第三节 刀具半径补偿原理
插入型:矢量夹角α<90° 在两段刀具中心轨迹之间插入一段直线
的过渡方式。
缩短型:180°≤α<360° 伸长型:90°≤α<180°
插入型:α<90°
缩短型:180°≤α<360° 伸长型:90°≤α<180°
学习目标:
1 刀具半径补偿的基本概念
2 刀具半径补偿的工作原理
第三节 刀具半径补偿原理
一、刀具半径补偿的基本概念
1.为什么是刀具半径补偿? 数控机床在轮廓加工过程中,它所控制的是刀
具中心的轨迹,而用户编程时则是按零件轮廓编制的, 因而为了加工所需的零件,在进行轮廓加工时,刀具中 心必须偏移一个刀具半径值。
数控装置根据零件轮廓编制的程序和预先设定 的刀具半径参数,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。
第三节 刀具半径补偿原理
2.刀具半径补偿功能的主要用途 ① 实现根据编程轨迹对刀具中心轨迹的控制。 ② 实现刀具半径误差补偿。 ③ 减少粗、精加工程序编制的工作量。

第三节 刀具半径补偿原理
3.刀具半径补偿的常用方法
B刀补
相邻两段轮廓的刀具中心 轨迹之间用圆弧连接。
C刀补
相邻两段轮廓的刀具中心 轨迹之间用直线连接。
第三节 刀具半径补偿原理
(1)B刀补 优点: √算法简单,容易实现 缺点: ×在外轮廓尖角加工时,由于轮廓尖角处,始终处于切削 状态,尖角加工的工艺性差。 ×在内轮廓尖角加工时,编程人员必须在零件轮廓中插入 一个半径大于刀具半径的圆弧,这样才能避免产生过切。
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案例分析(一)---刀具半径补偿的应用实例
一、刀具半径补偿的过程及刀补动作
1.刀具半径补偿指令格式
格式:N—(G17 G18 G19)(G41 G42)α-β-D-;
N—G40 α-β-;
其中:G41为左刀补,G42为右刀补,G40为取消刀补;α、β∈(X、Y、Z、U、V、W)为指令终点的数值,即刀具半径值。

刀补执行时,采用交点运算方式,既是每段开始都先行读入两段、计算出其交点,自动按照启动阶段的矢量作法,作出每个沿前进方向左侧或右侧加上刀补的矢量路径。

2.刀具半径补偿的过程
设要加工如图3所示零件轮廓,刀具半径值存在D01中。

1)刀补建立
刀具接近工件,根据G41或G42所指定的刀补方向,控制刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个刀具半径。

当N4程序段中写上G41和D01指令后,运算装置立即同时先读入N6、N8两段,在N4段的终点(N6段始点),作出一个矢量,该矢量的方向与下一段的前进方向垂直向左,大小等于刀补值(即D01的值)。

刀具中心在执行这一段(N4段)时,就移向该矢量的终点。

在该段中,动作指令只能采用G00或G01,不能用G02或G03。

2)刀补状态
控制刀具中心的轨迹始终始垂直偏移编程轨迹一个刀具半径值的距离。

从N6开始进入刀补状态,在此状态下,G01G02G03G00都可用。

3)刀补撤消
在刀具撤离工作表面返回到起刀点的过程中,根据刀补撤消前G41或G42的情况,刀具中心轨迹与编程轨迹相距一个刀具半径值过渡到与编程轨迹重合。

当N14程序段中用到G40指令时,则在N12段的终点(N14段的始点),作出一个矢量, 它的方向是与N12段前进方向的垂直朝左、大小为刀补值。

刀具中心就停止在这矢量的终点,然后从这一位置开始,一边取消刀补一边移向N14段的终点。

此时也只能用G01或G00,而不能用G02或G03等。

二、需要特别注意的问题及应用技巧
1.注意的问题
1)注意明确刀补的方向若在刀补启动开始后的刀补状态中,存在两段以上没有移动指令或存在非指定平面的移动指令段(即刀补方向不明确时),则有可能产生进刀不足或进刀超差现象。

下面举例说明,若刀具开始位置为距工件表面80mm,切削深度为5mm,刀具直径12mm的立式端面铣刀。

图3程序改为如下编制,则会出现如图4所示的进刀超差现象。

原因是当从N4段进入刀补启动阶段后,只能读入N6、N8两段,但由于Z轴是非刀补平面而且读不到N10以后的段,也就作不出矢量,确定不了进刀的方向。

此时尽管用G41进入了刀补状态,但刀具中心却并未加上刀补,而直接移动到了P1点,当P1执行完N6、N8段后,再执行N10段,刀具中心从P1移动到交点A,此时就产生了图示的进刀超程(过切)工件被切掉一块。

2)起点的距离与刀具半径之间的关系从刀具起点到刀补状态的起点如图4所示O→P1,需要一个过程来完成,即刀位点移动一个刀具半径的过程,要有足够的距离过渡,而这距离要求比刀具半径大,一般大于或等于三分之二刀具直径值。

此距离必须在程序编制时表达出来,否则,就有可能产生进刀不足(内
轮廓加工时)或进刀超程,造成加工工件报废。

如上面的%1001程序,若所选刀具直径为50毫米,即使编程方法正确,运行时也会出现过切现象,因为从O点(起刀点)到(20,20)刀补起点的距离为28。

28毫米,小于三分之二刀具直径值。

3)刀补起点的位置要合理若P1点坐标选为(20,25),则即使按%1000的方法编程,运行时也会出现超差现象,原因是刀补起点位置选得不恰当。

刀补起点要求与刀补方向为同一直线。

2.应用技巧为了避免进刀超差现象,充分利用刀具半径补偿指令功能。

现总结以下几种编程技巧。

1)方法一
按此程序运行时,N6段和N12的指令是相同方向,因此从N4开始刀补启动后,在P1(20,9)点上即作出了与N6段前进方向垂直向左的矢量,刀具中心也就向着该矢量终点移动。

当执行N6段时,由于N8、N10是Z轴移动的原因而不知道下段的前进方向,此时刀具中心就移向在N6段终点P2(20,10)处所作出的矢量的终点P3处,在P3点执行完N8、N10后,再移向交点A,此时的刀具轨迹如图5所示就不会产生进刀超差了,这种方法中重要的是N6段指令的方向与N12段必须完全相同,移动量大小无关系(一般用1mm即可)。

2)方法二编程时,先完成Z轴移动,再进入刀补启动(如程序%1003)。

此方法同样可以避免进刀超程,而且比较简单,但条件是刀具下刀位置与工件绝对没有干涉。

3)方法三利用刀补指令使粗、精加工程序简化。

如图6所示,可有意识地改变刀具半径补偿量,因为刀具半径补偿指令是按照刀库表中的刀具半径值而确定补偿量的大小的,而不管实际用的刀具的半径值的大小。

那么,我们在应用时则可用同一把刀具、同一条程序、不同的切削余量完成加工。

从图中可以看出,当设定补偿量为ac时,刀具中心按cc运动,第二次设定补偿量为ab时刀具中心按bb运动完成切削。

这样就可以通过改变刀库表的刀具半径的参数,来完成多次切削而不用重新编写程序。

对加工不同材料的工件可以用同一条程序选用不同的加工余量进行精加工。

其编程方法和以上相同。

三、注意事项
1.刀具半径补偿功能只有伴随相应的插补运动(如G01、G00等),才能有效。

2.使用该功能必须先确定插补平面。

3.加工内圆弧轮廓时设定刀具半径不应大于工件轮廓中的半径,否则系统将提示“过切或有碰撞危险”。

4.不要在圆弧插补过程中启动或取消刀具半径补偿功能。

5.如存有二段以上的没有移动指令或存在非指定平面轴的移动指令段,则有可能产生进刀不足或进刀超差,
6.要考虑如切入、切出等工艺的一些要求。

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