刀具半径的补偿

　　产生原因：数控机床在进行轮廓加工时，由于刀具有一定的半径 ( 如铣刀半径 ) ，在加工时，刀具中心的运动轨迹必须偏离零件实际轮廓一个刀具半径值。此外，零件加工时还要考虑加工余量和刀具磨损等。因此，刀具中心的运动轨迹并不是零件的实际轮廓。

   　如图3-17所示，在内轮廓加工时，刀具中心向零件内偏离一个刀具半径值；在外轮廓加工时，刀具中心向零件外偏离一个刀具半径值。如还要预留加工余量，则偏离的值还要加上此预留加工余量。这种偏离 即为刀具半径补偿。在编程时，用第二章所讲的刀补指令G41／G42设定。

图3-17

  　 早期刀具半径补偿的方法有多种，其共同点是在零件轮廓的转折点处插入一辅助圆弧程序，这样势必产生工艺性差、过切等一些不可避免的缺陷。如图3-18所示

   　进行零件外轮廓加工时，刀具中心的运动轨迹中增加了辅助圆弧程序段，尖角被加工成小圆角。

   　在加工零件内轮廓时，在偏离了一个半径补偿值后，相邻段的刀具中心运动轨迹发生了交叉(即所谓刀具干涉)，以致产生过切现象，即刀具切除了零件不应切除的部分。为避免干涉，可采用不使用刀具半径补偿功能的方法，首先直接计算出刀具中心的运动轨迹，然后按刀具中心的运动轨迹编程。在计算刀具中心的运动轨迹时，需求出刀具中心轨迹在转折点处的交点。而求交点比较麻烦，为此编程人员人为地增加一个过渡圆弧，并且要求此过渡圆弧的半径必须大于刀具半径，否则将产生过切。

  　  随着CNC技术的发展，数控系统运算速度不断提高及存储容量的不断增加，刀具半径补偿可实现直线过渡，直接求出刀具中心轨迹的交点。此方法称为C机能刀具半径补偿(简称C刀具补偿)方法。此方法可避免上述早期刀具半径补偿方法存在的缺陷。以下简要介绍C机能刀具半径补偿方法的基本原理。

    　工作过程如图3-21：

　   AS：工作寄存区，用以存放当前加工的程序段数据；

 　  CS：刀补缓冲寄存区，用以存放下一步将要加工的程序段数据；

   　BS：缓冲寄存区，用以存放再下一步将要加工的程序段数据；

 　  OS：输出寄存区，用以存放进给伺服系统的控制信息，并设置计算区用以计算编程轨迹和刀补修正计算

   　 当系统启动后，首先将第一段程序读入BS，编程轨迹计算完后送入CS暂存；继续将第二程序段读入BS，同样也计算出第二程序段的编程轨迹，接着判别第一、第二两段程序的连接方式，根据判别结果，对幌中的第一段编程轨迹和BS中的第二段编程轨迹作相应的修正。修正结束后，将修正过的第一段编程轨迹由CS送至AS；之后，将第二段编程轨迹由BS送至CS。再随后由CPU将AS中的数据送到OS 进行插补运算，其结果送伺服系统予以执行。当修正了的第一段编程轨迹执行完后，CPU利用插补间隙又命令将第三段程序读人BS，随后又根据BS CS中的第二、第三段编程轨迹的连接方式，对CS中的第二段编程轨迹加以修正。这样循环往复，直至到达零件轮廓加工完毕。

    　综上所述，系统的刀补工作状态，始终存有三个程序段的信息。刀具补偿的转接处理是对所有的编程轨迹作矢量处理，显然直线本身即为矢量；而圆弧则将起点、终点的半径和起点到终点的弦长作为矢量；此外，刀具半径也作为矢量，其模为刀具半径值，方向指向圆心，在加工过程中始终垂直编程轨迹。加工直线时，刀具半径矢量始终垂直于刀具的移动方向；而加工圆弧时，刀具半径矢量始终垂直于编程圆弧的瞬时切点的切线，其方向是变化的。

   　 实际加工时，因前、后两段编程轨迹的连接方式不同，相应的刀具中心的加工轨迹也有不同的转接形式。

直线相接

    　对于直线相接的右刀补情况，以及直线与圆弧相接、圆弧与圆弧相接的各种情况，可根据上述原理分析得出。

声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。