2--刀具补偿与刀具长度补偿计算方法课件.ppt

第三节 刀具补偿原理 一、刀具补偿计算的意义 （1）什么是刀具补偿 在数控加工过程中，数控系统的实际控制对象是刀具中心或刀架相关点，数控系统通过直接控制刀具中心或刀架相关点的运动轨迹，来间接地实现实际零件轮廓的加工。 然而，实际刀具参与切削的部位是刀尖（车刀）或刀刃边缘（铣刀），它们与刀具中心或刀架相关点之间存在着尺寸偏差，因此数控系统必须根据刀尖或刀刃边缘的实际坐标位置（即零件轮廓的实际坐标位置）来计算出刀具中心或刀架参考点的相应坐标位置，这种计算过程就称为刀具补偿。 刀具补偿的计算工作可以由用户来完成；而对于具有刀具补偿功能的数控系统，也可以由数控系统来自动完成。; ① 由用户来完成刀具补偿的计算工作 此时，数控加工程序段中的坐标数据就是刀具中心或刀架相关点的坐标位置。 例：假设刀具半径为15;（150，50）;R1;L1; 刀具补偿时所使用的刀具参数主要有：刀具半径、刀具长度、刀具中心偏移量等等。这些刀具参数应该在程序运行前预先存入刀具参数表中。 在刀具参数表中，不同的刀具补偿号（刀沿）对应着不同的一组刀具参数。在编制数控加工程序时，可以通过调用不同的刀具补偿号来实现不同的刀具补偿计算。;二、刀具长度补偿计算 当刀具的长度尺寸发生变化而影响工件轮廓的加工时，数控系统应对这种变化实施补偿，即刀具长度补偿。; 车刀的刀具长度补偿就是实现刀尖圆弧中心S与刀架相关点F之间的坐标变换。 在实际操作中，刀尖圆弧圆心S点相对于 F点的位置偏移量难以直接测量，而理论刀尖点P相对于F点的位置偏移量比较容易测量。因此，一般情况下，我们先测量出理论刀尖点P与刀架参考点F之间的位置偏移量，然后根据情况来考虑是否需要再精确计算出刀尖圆弧中心S与刀架参考点F之间的位置偏移量。通过测量计算得出的这个位置偏移量数值将被存放在数控系统的刀具参数表中。; （1）假设刀尖圆弧半径RS = 0 此时，P点与S点重合，根据图示的几何关系可知：; ① 理论刀尖点P的坐标（ZP，XP）就是实际被加工零件的轮廓轨迹坐标，该坐标值可以从数控加工程序中直接获得； ②（ZPF，XPF）为理论刀尖点P相对于刀架参考点F的坐标值。 设（ZFP，XFP）为刀架参考点F相对于理论刀尖点P的坐标值，则有：; 理论刀尖点P相对于刀架参考点F的坐标值（ZPF，XPF）、或刀架参考点F相对于理论刀尖点P的坐标值（ZFP，XFP）可以从刀具参数表中的刀具参数来获取。 ① 在有些数控系统中，刀具参数表中的刀具长度参数采用刀架参考点F相对于刀尖点P的坐标值（ZFP，XFP） ，即; ② 而在有些数控系统中，刀具参数表中的刀具长度参数采用刀尖点P相对于刀架参考点F的坐标值（ZPF，XPF） ，即;F;lZ;F; （2）假设刀尖圆弧半径RS ≠ 0 此时，刀具的补偿算法比较复杂，一方面要考虑刀尖圆弧半径的补偿（刀具半径补偿类型），另一方面还要考虑刀具长度补偿。 但是，一般情况下RS很小，在有些生产场合可以不考虑它对零件轮廓的影响，另一方面，在对刀过程中已经把RS在平行于坐标轴方向所引起的误差进行了补偿，因此零件表面上平行于坐标轴的轮廓不会再产生附加误差（但斜线或圆弧还是会有误差），在此暂时不考虑刀尖圆弧的补偿计算。 ;三、刀具半径补偿计算 （一）刀具半径补偿原理 （1）什么是刀具半径补偿 在零件轮廓的加工过程中，数控系统的控制对象是加工刀具的中心点。在加工零件轮廓时，数控系统必须使刀具中心在零件轮廓的法矢量方向上偏移一个刀具半径值，这种偏移操作就称为刀具半径补偿。 刀具半径补偿就是根据零件轮廓计算出刀具中心轨迹的操作。一般来说，有两种计算手段。; ① 人工计算 人工计算出刀具中心轨迹，然后按计算结果编写数控加工程序。 例：假设刀具半径为15;Y; （2）刀具半径补偿方向 对于同一条刀具中心轨迹，刀具的运动方向有两个。 ① 沿编程轨迹（零件轮廓）的前进方向看去，如果刀具中心轨迹始终在编程轨迹的左边，则称为左刀补，用指令G41表示。 ② 沿编程轨迹（零件轮廓）的前进方向看去，如果刀具中心轨迹始终在编程轨迹的右边，则称为右刀补，用指令G42表示。 当不需要再进行刀具补偿时，用指令G40来撤消由G41或G42所建立的刀具半径补偿。; （3）零件轮廓拐角处的过渡处理 在两段零件轮廓的交点处，刀具半径补偿功能必须进行适当的过渡处理。主要有两种处理方法：直线过渡和圆弧过渡。; （5）刀具半径补偿的执行过程 刀具半径补偿的执行过程分为四个工作阶段，如