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1、浅谈刀具半径补偿原理及应用技巧摘要：在实际数控铳床操作过程中，经常遇到一个零件为达到精度要求必须分粗、精加工的情况，这样就需要进行二次编程。但是如果能精通刀具补偿应用，就可以用同一程序來代替二次编程，降低程序编制工作量，实现同一程序粗、精加提高编程效率的冃的。关键词：刀补原理半径补偿应用在数控铳削编程中，如何利用刀具半径补偿功能来简化程序编制步骤，既降低编程人员的劳动量，提高效率，让程序编制变得简单易行，又能保证产品质量、降低程序编制成本。本文将就此问题进行探讨，详述刀具半径补偿指令原理、G41/G42/G40程序执
2、行过程和实际程序应用。一、丿J具半径补偿原理1.刀具半径补偿过程指令在系统中的处理过程如图1所示。图1数据轮转图(1)刀补建立。系统将零件程序读入BS缓冲区的程序段，包含冇G41/G42命令时，设标志为0,系统即进入刀补建立。当条件成立时开始执行刀补。(2)系统首先对程序缓冲区的程序进行语法检查和译码，并存入下一个缓冲区DS,再将下一个程序读入BS,依此类推。(1)存在DS的程序段经刀具半径补偿处理程序进行数据处理后，将刀心数据存入刀补缓冲区CS,设标志为1。刀具半径补偿C约定，在插补平面内不得冇连续两段以上不移动的
3、程序段，没冇刀补则CS不用。(2)经过速度处理后，存入工作寄存器AS,设标志为2o此时系统将一部分指令送往PLC对机床进行逻辑顺序控制。另一部分运动指令进行插补运算，结果存入缓冲区AR0再经位置控制后存入缓冲区OS,进行机床的运动控制。1.刀具半径补偿的概念铳削丿J具，编程指令是以刀位点为指令的。为达到加工精度，其要么由编程人员计算出相应偏离刀半值来编制，要么按实际零件尺寸进行编制程序，由数控系统自动计算偏离值，以达到加工尺寸精度要求，这就是刀具半补偿功能，刀补通过指令G40、G41、G42来执行(见图2)。图2刀具
4、补偿轨迹图3•刀补的数学处理(1)基本轮廓处理。对于直线，执行后的刀具中心轨迹为平行于轮廓的一条直线。因此，只要计算出起点与终点坐标，运行轨迹即可确定；対于圆弧部分，执行后的刀具中心轨迹为与指定轮廓圆弧同心一段圆弧，为保证圆弧加工的唯一性，需准确计算出圆弧的起点、终点和圆心坐标的轨迹。(2)过渡处理。数控系统控制的轨迹只有直线和圆弧，其连接形式有：直线与直线连接、直线与圆弧连接、圆弧与直线连接、圆弧与圆弧连接，如图3所示。图3尖角处理情况(a),(b)(缩短型)；(c)、(d)(伸长型)；(e)、(f)(插入型)图3
5、(a)、(b)加工内侧面(180。Wa),系统自动求出偏置轨迹的交点S点；图3(c)、(d)加工外侧面(90°WaW180。),系统自动使刀具远离零件拐角；图3(e)、(f)加工外侧面(a<90°),系统自动使刀具不会离工件拐角太远自动插入一段拐角运动L1直线段。4•刀具补偿的执行方式根据规定，刀补执行分左刀补和右丿J补，刀具在零件左边时执行G41,在零件右边时执行G42。指定时刀具处于偏置状态，G40则处于取消状态。刀补执行步骤如下。(1)建立。刀补建立必须在切入零件之前完成，即在切入前建立刀补，其方向由刀具与零件
6、加工起始点相对轨迹决定，刀心轨迹伸长或缩短相应半径值。在G00或G01的情况下，指令G41或G42,该指令使刀补从取消方式变为刀具半径补偿方式。指令格式为：G00(或G01)G41(或G42)X—Y—F—o图4建立刀补(2)执行。一旦执行系统，会调用刀补指令并执行刀补，直至出现G40取消为止。执行时，刀具中心轨迹偏离用户设定刀补距离(D01)值的距离。(1)取消。取消时，应该在刀具远离工件之后，一般在返冋零点过程中取消。当执行G00或G01程序段时，指令G40G01(GOO)X—Y—,该指令使刀补方式变为取消方式。刀
7、具中心轨迹也按用户设定刀补距离（D01）,伸长或缩短一个刀具半径值的距离。二、刀具半径补偿功能的应用1.改变丿J补值适应程序的变化在刀补应用技巧方面，主要是要明确用户设定刀补距离（D01）的作用。实际上系统只是依据用户设定在（D01的值來确定刀心偏移轨迹，所以在刀具磨损、重磨、更新时就可以通过灵活修改（D01）中的值来达到不更改程序加工的目的。如图5所示，1号刀和2号刀为通过修磨后前后直径不同丿J具，只需通过灵活修改（D01）中的值，即可适用同一程序。图5刀具改变程序不变示图2•灵活应用刀补粗、精加工零件灵活应用好刀
8、具半径补偿寄存器（D01）,即实现同一程序粗、精加工,如图6所示，刀具半径为「精加工余量为粗加工时，输入刀补寄存器中（D01）值为D二（r+A）,即可加工出预留A值的轨迹。精加工时，输入刀补寄存器中（D01）值为则按零件的实际轮廓线加工。图6粗、精加工轨迹图P1—粗加工轨迹；P2—0精加工轨迹（作者单位：韶关市技师学院）
