【文章內(nèi)容簡介】 式為縮短型。則計算 f的坐標值，輸出線段 ef，作為刀心軌跡，進行插補。 （ 5）讀入 DE，判斷是刀補撤消，根據(jù)矢量夾角大于 90176。 而小于 180176。 ，過渡方式為伸長型。則計算 g、 h的坐標值，輸出線段 fg、 gh、 hE，作為刀心軌跡，進行插補。 7 刀尖半徑補償編程原則 將刀具的刀尖圓角半徑值及刀具的指向編碼數(shù)存入刀具偏置文檔的相應偏置序號處，偏置序號必須先于刀尖半徑補償激活。 .2 為了激活刀尖半徑補償，再一個或兩個坐標軸都處于非切削狀態(tài)的直線運動段中編入 G41或 G42，至少其中一個坐標軸的移 動編程量大于或等于刀尖圓角半徑值。 3，進入和退出工件切削時必須垂直于工件表面。 4刀尖半徑補償在下列的工作模式中不起作用： G3 G3 G7 G7 G7 G7 G7G7 G92。 西南科技大學網(wǎng)絡教育學院 畢業(yè)設計（論文） 10 5，若在 G90、 G94 固定循環(huán)中使用刀尖半徑補償，刀尖半徑補償必須先于 G90、 G94指令激活。 6，若在 G70 精加工循環(huán)中使用刀尖半徑補償、刀尖半徑補償必須先于 G70 指令的執(zhí)行、再定位到起始點處先激活。 在刀具坐標軸運動離開工件時，刀尖參考點離開工件至少三倍于刀尖圓角直徑值。 刀具半徑補償?shù)淖饔? 在輪廓加工過程中，由于刀具總有一定的半徑（如銑刀半徑或線切割機的鉬 絲半徑），刀具中心的運動軌跡并不等于所需加工零件的實際軌跡，也就是說，數(shù)控機床進行輪廓加工時必考慮刀具半徑?，F(xiàn)以銑床為例（見圖 241），若要用半徑為 r的刀具加工外形輪廓為 A的工件，那么刀具中心必須沿著與輪廓 A偏離 r距離的軌跡 B移動，即銑削時刀具中心軌跡和工件的廓形是不一致的。我們可以根據(jù)輪廓 A 的坐標參數(shù)和刀具半徑 r的值計算出軌跡 B的坐標參數(shù)，再編制成程序進行加工，但這很不方便。因為當材料、工藝變化或刀具磨損須要更 換刀具時，須要重新制作程序。如果不考慮刀具半徑，直接按照工件的廓形編程是比較方便的，但是這時刀具中心是按工件廓形運動，加工出來的零件比圖紙要求縮小了。為了既能使編程方便，又能使刀具中心沿軌跡運動，加工出合格的零件來，就需要有刀具半徑補償（或稱刀具偏移計算，簡稱刀偏）功能。 須要指出的是，刀具半徑補償通常不是程序編制人員完成的，程序編制人員只是按零件的加工輪廓編制程序。同時用指令 G41， G42， G40 告訴 CNC 系統(tǒng)刀具是沿零件內(nèi)輪廓運動還是沿外輪廓運動。實際的刀具半徑補償是在 CNC系統(tǒng)內(nèi)部由計算機自動完成的。CNC 系統(tǒng)根據(jù)零件輪廓尺寸（直線或圓弧以及其起點和終點）和刀具運動的方向指令（ G41， G42， G40），以及實際加工中所用的刀具半徑值自動地完成刀具半徑補償計算。 根據(jù) ISO 標準，當?shù)毒咧行能壽E在編程軌跡（零件輪廓）前進方向右邊時稱為右刀具補償，簡稱右刀補，用 G42 表示；反之，則稱為左刀補，用 G41 表示；當不須要進行刀具半徑補償時用 G40 表示。 在實際輪廓加工過程中，刀具半徑補償執(zhí)行過程一般可分為三步： 西南科技大學網(wǎng)絡教育學院 畢業(yè)設計（論文） 11 （ 1）刀具補償建立。 （ 2） 刀具補償進行。 （ 3） 刀具補償撤消。 9. 刀具半徑補償量的指定 數(shù)控系 統(tǒng)的刀具半徑補償就是將計算刀具中心軌跡的過程交由數(shù)控系統(tǒng)執(zhí)行，編程員假設刀具的半徑為零，直接根據(jù)零件的輪廓形狀進行編程。因此，這種編程方法也稱為對零件的編程，而實際的刀具半徑則存放在一個可編程刀具半徑偏置寄存器中。在加工過程中，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)零件程序和刀具半徑自動計算刀具中心軌跡，完成對零件的加工。當?shù)毒甙霃桨l(fā)生變化時，不需要修改零件程序，只需修改放在刀具半徑偏置寄存器中的刀具半徑值或者選用存放在另一個刀具半徑偏置寄存器中的刀具半徑所對應的刀具即可。 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般都設置有若干個可編程刀具半徑偏置寄存器， 并對其進行編號，專供刀具補償之用，可將刀具補償參數(shù) (刀具長度、刀具半徑等 )存入這些寄存器中。在進行數(shù)控編程時，只需調(diào)用所需刀具半徑補償參數(shù)所對應的寄存器編號即可。實際加工時，數(shù)控系統(tǒng)將該編號對應的刀具半徑偏置寄存器中存放的刀具半徑取出，對刀具中心軌跡進行補償計算，生成實際的刀具中心運動軌跡。 在進行數(shù)控加工前，必須預先設置好刀具半徑補償量。刀具半徑經(jīng)補償量的指定，通常由有關(guān)代碼指定刀具補償號，并在代碼補償號中輸入刀具半徑補償量，刀具補償號必須與刀具編號相對應。在加工中，如果沒有更換刀具，則該刀具號的補償量 一直有效。 對于刀具半徑補償量的確定，如果是標準刀具第一次使用，可以采用刀具廠家提供的有關(guān)參數(shù)來確定，如果是已使用過或重磨過的刀具，則應根據(jù)實測數(shù)據(jù)來確定。 消 數(shù)控銑削加工刀具半徑補償分為刀具半徑左補償和刀具半徑右補償，分別用 G41 和 G42 定義。根據(jù) ISO 標準，沿刀具前進方向當?shù)毒咧行能壽E位于零件輪廓右邊時，稱為刀具半徑右補償，如圖 2a 所 a)刀具半徑右補償 b)刀具半徑左補償 圖 2 刀具半徑補償 西南科技大學網(wǎng)絡教育學院 畢業(yè)設計（論文） 12 示。反之稱為刀具半徑左補償，如圖 2b 所示。當不需要進行刀具半徑補償時，則用G40 取消刀具半徑補償。 刀具半徑補償?shù)慕⒕褪窃诘毒邚钠鸬饵c (起刀點位于零件輪廓之外，距離加工零件輪廓切入點較近 )以進給速度接近工件時，刀具中心軌跡從與編程軌跡重合過渡到與編程軌跡偏離一個刀具半徑值的過程。刀具半徑補償偏置方向由 G41(左補償 )或 G42(右補償 )確定，如圖 3 所示。 在圖 3 中，建立刀具半徑左補償?shù)挠嘘P(guān)指令如下： N10 G90 G92 X10. Y10. Z0；定義程序原點，起刀點坐標為 (10， 10， 0)。 N20 S900 M03；啟動主軸。 N30 G17 G01 G41 X0 Y0 D01；建立刀具半徑左補償，刀具半徑偏置寄存號 D01。 N40 Y50. ；定義 首段零件輪廓。 其中， D01 為調(diào)用 D01 號刀具半徑偏置寄存器中存放的刀具半徑值。 建立刀具半徑右補償?shù)挠嘘P(guān)指令如下： N30 G17 G01 G42 X0 Y0 D01；建立刀具半徑右補償。 與建立刀具半徑補償過程類似，在零件最后一段刀具半徑補償軌跡加工完成后，刀具撤離工件，回到退刀點，在這個過程中應取消刀具半徑補償，其指令用 G40。退刀點也應位于零件輪廓之外，距離加工零件輪廓退出點較近，可以與起刀點相同，也可以不相同。在圖 3 中假如退刀點與起刀點相同的話，其刀具半徑補 償取消過程的命令如下： N100 G01X0Y0；加工到工件原點。 N110 G01G40X10Y10；取消刀具半徑補償，退回到退刀點。 、 G42 為模態(tài)指令； (或 G42)必須與 G40 成對使用； G41(或 G42)、 G40 程序段，用 G01(G40 程序段亦可用 G00，但一般用 G01)功能及對應坐標參數(shù)； 圖 3 建立刀具半徑補償 西南科技大學網(wǎng)絡教育學院 畢業(yè)設計（論文） 13 (或 G42)與 G40 之間的程序段不得出現(xiàn)任何轉(zhuǎn)移加工，如鏡像、子程序加工等。 11. 刀具半徑補償?shù)膽? 1)刀具半徑補償建立 ：當輸入 BS 緩沖器的程序段包含有 G41/G42 命令時，系統(tǒng)認為此時已進入刀補建立狀態(tài)。當以下條件成立時，加工中心以移動坐標軸的形式開始補償動作。 有 G41或 G42 被指定； 在補償平面內(nèi)有軸的移動； 指定了一個補償號或已經(jīng)指定一個補償號但不能是 D00； 偏置 (補償 )平面被指定或已經(jīng)被指定； G00 或 G01 模式有效。 2)補償模式：在刀具補償進行期間，刀具中心軌跡始終偏離編程軌跡一個刀具半徑值的距離。此時半徑補償在 G00、 G0 G0 G03 情況下均有效。 3)取消補償：使用 G40 指令消去程序段偏置值，使刀具撤離工件，回到起始位置，從而使刀具中心與偏程軌跡重合。當以下兩種情況之一發(fā)生時加工中心補償模式被取消。①給出 G40同時要有補償平面內(nèi)坐標軸移動。②刀具補償號為 D00。 刀具半徑補償在加工中心中的應用 有了刀具半徑自動補償功能，除可免去刀心軌跡的人工計算外，還可利用同一加工程序去完成粗、精加工及陰陽模具加工等。 圖 2 G18 指令的使用 1)不同平面內(nèi)的半徑補償 西南科技大學網(wǎng)絡教育學院 畢業(yè)設計（論文） 14 刀具半徑補償用 G1 G1 G19 命令在被選擇的工作平面內(nèi)進行補償。即當 G18 命令執(zhí)行后，刀具半徑補償僅影響 X、 Z移動，而對 Y軸沒有作用。 銑削如圖 2所示圓柱面，使用刀具是半徑為 10mm 的球形立銑刀。編程控制點有兩個，即刀尖、球心，這里使用球心。 O0001 N1 。 N2 Z0。 N3 G91G01 F100。 N4 。 N5 。 ┇ ┇ 。 N23vX0 Y0M05。 N24 M30。 2)實現(xiàn)同一程序的粗、精加工：刀具半徑補償除方便編程外，還可改變補償大小的方法以用實現(xiàn)同一程序的粗精加工。 粗加工刀具補償量＝刀具半徑 +精加工余量，精加工刀具補償量＝刀具半徑 +修正量 3)實現(xiàn)同一程序的陰陽模具加工 圖 3 內(nèi)、外兩種型面的加工 在加工同一公稱尺寸的內(nèi)、外兩種型面時，可分別調(diào)用 G4 G42 指令，利用同一程序 (G41G42 互換 )完成內(nèi)、外兩種型面的加工。如圖 3。 使用刀具半徑補償時常見的問題 1)半徑補償時的過切問題 無被選擇的工作平面內(nèi)的移動指令：當?shù)毒甙霃窖a償指令發(fā)出時，第一段程序先被讀入 BS，在 BS中算得的第一段編程軌跡被送到 CS 暫存后，又將第二段程序 讀入 BS，西南科技大學網(wǎng)絡教育學院 畢業(yè)設計（論文） 15 算出第二段的編程軌跡。接著對第一和第二兩段的編程軌跡的連接方式進行判別。根據(jù)判別結(jié)果，再對 CS中的第一段編程軌跡作相應的修正。修正結(jié)束后，順序地將修正后的第一段編程軌跡由 CS 送 AS第二段編程軌跡由 BS送入 CS。隨后，由 CPU 將 AS 中的內(nèi)容送到 OS 進行插補運算，運算結(jié)果送伺服裝置予以執(zhí)行。如接下的兩個程序段在被選擇的工作平面內(nèi)無移動指令，機床無法判斷刀具半徑補償?shù)姆较?，此時機床不發(fā)出報警信號，補償繼續(xù)進行，只是補償?shù)钠鹗键c發(fā)生變化，從而導致工件發(fā)生過切現(xiàn)象。例，如圖 4。