第三章 数控机床控制原理 §3-1 数控机床控制基础 §3-2 插补原理 §3-3 刀具补偿原理 §3-4 PLC 三、数据处理  数据处理程序一般包括刀具半径、长度补偿、速度计算以及辅助功能处理。              加工中心：一个重要组成部分就是自动换刀装置，在一次加工中使用多把长度不同的刀具，需要有刀具长度补偿功能。             轮廓铣削加工：为刀具中心沿所需轨迹运动，需要有刀具半径补偿功能。             车削加工：可以使用多种刀具，数控系统具备了刀具长度和刀具半径补偿功能，使数控程序与刀具形状和刀具尺寸尽量无关，可大大简化编程。              铣刀主要是刀具半径补偿；             钻头只需长度补偿；             车刀需要两坐标长度补偿和刀具半径补偿。                          具有刀具补偿功能，在编制加工程序时，可以按零件实际轮廓编程，加工前测量实际的刀具半径、长度等，作为刀具补偿参数输入数控系统，可以加工出合乎尺寸要求的零件轮廓。              刀具补偿功能还可以满足加工工艺等其他一些要求，可以通过逐次改变刀具半径补偿值大小的办法，调整每次进给量，以达到利用同一程序实现粗、精加工循环。另外，因刀具磨损、重磨而使刀具尺寸变化时，若仍用原程序，势必造成加工误差，用刀具长度补偿可以解决这个问题。                 ☆刀具长度补偿；    ☆刀具半径补偿；  刀具长度补偿  1.刀具长度的概念 2.刀具长度补偿指令 3.刀具长度补偿的两种方式         1.??刀具长度补偿    以数控车床为例进行说明，数控装置控制的是刀架参考点的位置，实际切削时是利用刀尖来完成，刀具长度补偿是用来实现刀尖轨迹与刀架参考点之间的转换。如图3-35所示，P为刀尖，Q为刀架参考点，假设刀尖圆弧半径为零。利用刀具长度测量装置测出刀尖点相对于刀架参考点的坐标xpq，zpq，存入刀补内存表中。 零件轮廓轨迹是由刀尖切出的，编程时以刀尖点P来编程，设刀尖P点坐标为xp，zp，刀架参考点坐标Q（xq，zq）可由下式求出：                                                          (3-45)  这样，零件轮廓轨迹通过式(3-45)补偿后，就能通过控制刀架参考点Q来实现。                                        图3-35 刀具长度补偿           加工中心上常用刀具长度补偿，首先将刀具装入刀柄，再用对刀仪测出每个刀具前端到刀柄基准面的距离，然后将此值按刀具号码输入到控制装置的刀补内存表中，进行补偿计算。刀具长度补偿是用来实现刀尖轨迹与刀柄基准点之间的转换。         在数控立式镗铣床和数控钻床上，因刀具磨损、重磨等而使长度发生改变时，不必修改程序中的坐标值，可通过刀具长度补偿，伸长或缩短一个偏置量来补偿其尺寸的变化，以保证加工精度。         刀具长度补偿原理比较简单，由G43、G44及H（D）代码指定。  刀具半径补偿 1.刀具半径补偿概念  2.刀具半径补偿指令：  3.刀具半径补偿步骤  4.刀具半径补偿算法  G41、G42进行半径补偿的步骤 （1）设置刀具半径补偿值：程序启动前，在刀具补偿参数区内设置补偿值。 （2）刀补的建立：刀具从起刀点接近工件，刀具中心轨迹的终点不在下一个程序段指定的轮廓起点，而是在法线方向上偏移一个刀具补偿的距离。在该段程序中，动作指令只能用G00或G01。 （3）刀补进行：在刀具补偿进行期间，刀具中心轨迹始终偏离编程轨迹一个刀具半径的偏移值。在此状态下，G00、G01、G02、G03都可以使用。 （4）刀补的取消：在刀具撤离工件、返回原点的过程中取消刀补。此时只能用G00、G01。      2.??刀具半径补偿    ISO标准规定，当刀具中心轨迹在编程轨迹（零件轮廓ABCD）前进方向的左侧时，称为左刀补，用G41表示。反之，当刀具处于轮廓前进方向的右侧时称为右刀补，用G42表示，如图3-36所示。G40为取消刀具补偿指令。            y                                                        y                                                                             B           C                                                    D           C                刀补进行                                                                                                              A         D                                                        A         B    刀补 刀补建立                                           刀补撤销                                        进行                              刀补撤销                                        刀补建立                                O                          x                                    O                                   x                                                                                                                        a)  G41 左刀补                       b)  G42右刀补                                图3-36 刀具补偿方向              三 、刀具半径补偿算法       刀具半径补偿计算：根据零件尺寸和刀具半径值计算出刀具中心轨迹。对于一般的CNC装置，所能实现的轮廓仅限于直线和圆弧。刀具半径补偿分B功能刀补与C功能刀补，B功能刀补能根据本段程序的轮廓尺寸进行刀具半径补偿，不能解决程序段之间的过渡问题，编程人员必须先估计刀补后可能出现的间断点和交叉点等情况，进行人为处理。B功能刀补计算如下：               1.? 直线刀具补偿计算        对直线而言，刀具补偿后的轨迹是与原直线平行的直线，只需要计算出刀具中心轨迹的起点和终点坐标值。        如图3-37所示，被加工直线段的起点在坐标原点，终点坐标为A。假定上一程序段加工完后，刀具中心在O′点坐标已知。刀具半径为r，现要计算刀
3-3 刀具补偿原理.ppt