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    刀具半徑補(bǔ)償原理

    [原創(chuàng)內(nèi)容] 發(fā)布于:2018-08-22 09:38:51 閱讀:13026次 編輯:思誠市場部

    一、刀具半徑補(bǔ)償?shù)幕靖拍?br/>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。

    刀具中心點(diǎn)與輪廓等距離軌跡
    刀具半徑補(bǔ)償功能

    2.刀具半徑補(bǔ)償功能的主要用途
    ① 實(shí)現(xiàn)根據(jù)編程軌跡對(duì)刀具中心軌跡的控制。
    ② 實(shí)現(xiàn)刀具半徑誤差補(bǔ)償。
    ③ 減少粗、精加工程序編制的工作量。

    刀具半徑補(bǔ)償功能的主要用途 刀具半徑補(bǔ)償功能的主要用途

    3.刀具半徑補(bǔ)償?shù)某S梅椒?/strong>
                                   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

                       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。

    刀具半徑補(bǔ)償功能的主要用途
    (1)B刀補(bǔ)    
    優(yōu)點(diǎn): 
    √算法簡單,容易實(shí)現(xiàn)
    B刀補(bǔ)
    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。
    外輪廓尖角加工
    (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(duì)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。
    尖角性好 內(nèi)輪廓加工時(shí),以免產(chǎn)生過切。
    (3)B刀補(bǔ)與C刀補(bǔ)比較 
    區(qū)別:B刀補(bǔ)法在確定刀具中心軌跡時(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(duì)本段加工軌跡的影響。
    B刀補(bǔ)與C刀補(bǔ)比較 B刀補(bǔ)與C刀補(bǔ)比較

    區(qū)別:C刀補(bǔ)采用的方法是一次對(duì)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。

    B刀補(bǔ)與C刀補(bǔ)比較                       B刀補(bǔ)與C刀補(bǔ)比較

    二、刀具半徑補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟?br/>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
    刀具半徑補(bǔ)償?shù)墓ぷ髟? title=
    使用刀具半徑補(bǔ)償功能注意事項(xiàng)
    1、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)的功能;
    2、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;
    3、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。
    二.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:
    C刀補(bǔ)償?shù)霓D(zhuǎn)接形式和過渡方式 C刀補(bǔ)償?shù)霓D(zhuǎn)接形式和過渡方式
    (2)過渡方式 
    矢量夾角α 指兩編程軌跡在交點(diǎn)處非加工側(cè)(工件側(cè))的夾角α
    過渡方式 過渡方式
    根據(jù)兩段程序軌跡的矢量夾角α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180°≤α<360°
    刀具中心軌跡短于編程軌跡的過渡方式。
    伸長型:矢量夾角90°≤α<180°
    刀具中心軌跡長于編程軌跡的過渡方式。
    插入型:矢量夾角α<90°
    在兩段刀具中心軌跡之間插入一段直線的過渡方式。
    縮短型:
    矢量夾角180°≤α<360°            
    刀具中心軌跡短于編程軌跡的過渡方式。
    刀具中心軌跡短于編程軌跡縮短型的過渡方式
    伸長型:
    矢量夾角90°≤α<180°            
    刀具中心軌跡長于編程軌跡的過渡方式。
    刀具中心軌跡短于編程軌跡伸長型的過渡方式
    插入型:
    矢量夾角α<90°            
    在兩段刀具中心軌跡之間插入一段直線的過渡方式。
    刀具中心軌跡短于編程軌跡插入型的過渡方式

    ?

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    縮短型:180°≤α<360°                 
     縮短型:180°≤α<360°  
      伸長型:90°≤α<180°             
      伸長型:90°≤α<180°      
      插入型:α<90°
      插入型:α<90°                                                                                                                                          
    縮短型:180°≤α<360°   
    縮短型:180°≤α<360° 
      伸長型:90°≤α<180°
    伸長型:90°≤α<180°
       插入型:α<90°
        插入型:α<90°                                                                                                                                                        

    刀具半徑補(bǔ)償原理

    刀具半徑補(bǔ)償原理

    刀具半徑補(bǔ)償原理

    刀具半徑補(bǔ)償原理

    刀具半徑補(bǔ)償原理

    刀具半徑補(bǔ)償原理

    刀具半徑補(bǔ)償原理

    刀具半徑補(bǔ)償原理
    三、加工過程中的過切判別
    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(duì)上段刀具中心軌跡B’C’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。

    加工過程中的過切判別
    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(duì)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(duì)應(yīng)的修正矢量,α為它們之間的夾角。則:標(biāo)量積 直線加工時(shí)的過切判別方法           
    顯然,當(dāng)   直線加工時(shí)的過切判別方法 (即90o<α<270o)時(shí),刀具就要背向編程軌跡移動(dòng),造成過切削。上圖中α=180o,所以必定產(chǎn)生過切削。
    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。
    圓弧加工時(shí)的過切削判別 

    圓弧加工時(shí)的過切削判別
     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。
    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 Y10.0
    N02 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 ;
    N05 G91 X60.0 ;                                              
    N06 M08 ;
    N07 M09 ;                    
    N08 Y-15.0 ;                                
    N09 X40 .0 ;  
    刀具半徑補(bǔ)償原理                                                           過切削現(xiàn)象
    當(dāng)N05程序段加工AB輪廓,同時(shí)讀入N06和N07兩段,因這兩段為輔助功能指令,作不出沿BC輪廓垂直矢量,而直接到達(dá)S點(diǎn),造成過切現(xiàn)象。

    理想刀尖與圓弧刀尖

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