1、上午10时23分1数控技术第三节第三节刀具补偿原理刀具补偿原理上午10时23分2数控技术3.1、刀具补偿计算的意义第三节第三节刀具补偿原理刀具补偿原理n控制对象：刀架参考点或刀具中心n切削部位：刀尖或刀刃边缘n刀具补偿n长度补偿；半径补偿上午10时23分3数控技术图2-10不同类型刀具的补偿示意图a)立铣刀b)钻头c)外圆车刀第三节第三节刀具补偿原理刀具补偿原理n半径 长度 半径，长度补偿中使用的刀具参数主要有：补偿中使用的刀具参数主要有：刀具半径、刀具长度、刀具中心偏移量刀具半径、刀具长度、刀具中心偏移量上午10时23分4数控技术3.2、刀具长度补偿计算、刀具长度补偿计算图2-11数控车床刀
2、具结构参数示意图第三节第三节刀具补偿原理刀具补偿原理 实现刀尖圆弧中心轨迹与刀架相关点的转换实现刀尖圆弧中心轨迹与刀架相关点的转换上午10时23分5数控技术3.2、刀具长度补偿计算、刀具长度补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理n由于在实际操作过程中F与S之间的距离难以直接测得，而理论刀尖点P相对刀架参考点F的距离容易测得，故先计算P相对F的偏移量，再根据情况计算。n令Rs0可得刀具长度补偿的计算公式为：可得刀具长度补偿的计算公式为：零件轮廓轨迹经补偿后，通过控制零件轮廓轨迹经补偿后，通过控制F F点来实现点来实现n当当Rs0Rs0时时n刀尖圆弧半径补偿刀尖圆弧半径补偿RsRs很小，引起
3、零件轮很小，引起零件轮廓的误差可以不考虑；调试过程及对刀过程廓的误差可以不考虑；调试过程及对刀过程已经将已经将RsRs引起的误差包含在内。引起的误差包含在内。上午10时23分6数控技术3.2、刀具长度补偿计算、刀具长度补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理n钻床的刀具：刀具安装方式的刀钻床的刀具：刀具安装方式的刀具长度补偿具长度补偿 上午10时23分7数控技术(一)刀具半径补偿原理(二)刀具半径补偿类型(三)方向矢量和刀具半径矢量(四)转接类型的判别(五)刀具半径补偿计算(六) 特殊情况处理(七)刀具半径补偿计算小结3.3、刀具半径补偿计算、刀具半径补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补
4、偿原理n数控机床在连续轮廓加工过程中，数控系统所控制的运动轨迹不是零件的轮廓，而是加工刀具的中心轨迹。由于用户总是按零件的轮廓编写加工程序，因此，要加工出合格的零件，就必须使加工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，这种偏移就称为刀具半径补偿。上午10时23分8数控技术1)刀具半径补偿建立。2)刀具半径补偿进行。3)刀具半径补偿撤消。3.3.1、刀具半径补偿原理、刀具半径补偿原理第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理左补偿左补偿不补偿不补偿右补偿右补偿上午10时23分9数控技术图2-12刀具半径补偿示意图3.3.1、刀具半径补偿原理、刀具半径补偿原理第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿
5、原理n为了便于分析问题，IS0标准规定：n沿编程轨迹(零件轮廓)前进方向看去，当刀具中心轨迹始终在编程轨迹的左边时称为左刀补，用指令G41表示，如图。n当刀具中心轨迹在编程轨迹的右边时称为右刀补，用指令G42表示。n当不需要进行刀具半径补偿时，可用指令G40来撤消由G41或G42建立的刀具半径补偿。上午10时23分10数控技术图2-13刀具半径补偿过程示意图3.3.1、刀具半径补偿原理、刀具半径补偿原理第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分11数控技术刀具半径补偿建立刀具半径补偿建立只能在只能在G00G00或或G01G01的的程序段中进行程序段中进行3.3.1、刀具半径补偿原理、
6、刀具半径补偿原理第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分12数控技术刀具半径补偿一旦建立，便一直维持补偿状态，直到被撤销为止。3.3.1、刀具半径补偿原理、刀具半径补偿原理第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分13数控技术3.刀具半径补偿撤消刀具半径补偿撤消n刀具撤离工件表面返回到起刀点位置的过程。根据刀补撤销前G41和G42的情况，控制刀具中心轨迹相对刀具半径补偿终点偏移一个刀具半径 值，使刀具回到起刀点。刀具半径补偿撤销刀具半径补偿撤销只能在只能在G00G00或或G01G01的的程序段中进行程序段中进行3.3.1、刀具半径补偿原理、刀具半径补偿原理第三节刀具补偿原
7、理第三节刀具补偿原理上午10时23分14数控技术3.3.1、刀具半径补偿原理、刀具半径补偿原理第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分15数控技术3.3.1、刀具半径补偿原理、刀具半径补偿原理第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分16数控技术上午10时23分17数控技术图2-14拐角的定义a)外拐角b)内拐角0 00 01801800 0 外拐角外拐角1801800 0 3603600 0 内拐角内拐角3.3.2、刀具半径补偿类型、刀具半径补偿类型第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分18数控技术1)当090时，刀具半径补偿在此处的转接方式为插入型。2)
8、当90180时，刀具半径补偿在此处的转接方式为伸长型。3)当180360时，刀具半径补偿在此处的转接方式为缩短型。3.3.2、刀具半径补偿类型、刀具半径补偿类型第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分19数控技术3.3.2、刀具半径补偿类型、刀具半径补偿类型第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分20数控技术第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理3.3.3、方向矢量方向矢量和刀具半径矢量和刀具半径矢量上午10时23分21数控技术图2-18方向矢量的定义a)直线b)圆弧第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理n1.方向矢量n与零件轮廓上任意动点运动方向（切线）一致的单位矢量，l
9、d3.3.3、方向矢量方向矢量和刀具半径矢量和刀具半径矢量上午10时23分22数控技术3.3.3、方向矢量方向矢量和刀具半径矢量和刀具半径矢量第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分23数控技术图2-19刀具半径矢量与方向矢量a)左刀补b)右刀补3.3.3、方向矢量和、方向矢量和刀具半径矢量刀具半径矢量第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理方向矢量方向矢量ld=X1i+Y1j刀具半径矢量刀具半径矢量rd=Xdi+Ydj上午10时23分24数控技术图2-20转接类型判别示意图3.3.4、转接类型的判别、转接类型的判别第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分25数控技术3.3
10、.4、转接类型的判别、转接类型的判别第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分26数控技术3.3.5、刀具半径补偿计算、刀具半径补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分27数控技术1.直线接直线3.3.5、刀具半径补偿计算、刀具半径补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分28数控技术图2-21直线接直线缩短型刀具半径补偿建立与撤消示意图1.直线接直线-缩短型3.3.5、刀具半径补偿计算、刀具半径补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理n刀具半径补偿建立-转接点（Xs1,Ys1）相对拐点（X1，Y1）相差一个刀具半径矢量n刀具半径补偿撤消-转
11、接点（Xs1,Ys1）相对拐点（X1，Y1）相差一个刀具半径矢量撤消建立上午10时23分29数控技术图2-22直线接直线缩短型刀具半径补偿进行示意图1.直线接直线-缩短型3.3.5、刀具半径补偿计算、刀具半径补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理n设直线轮廓l1和l2的单位矢量分别为：上午10时23分30数控技术1.直线接直线-缩短型3.3.5、刀具半径补偿计算、刀具半径补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分31数控技术1.直线接直线-缩短型3.3.5、刀具半径补偿计算、刀具半径补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分32数控技术1.直线接直线-
12、缩短型3.3.5、刀具半径补偿计算、刀具半径补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理n坐标系移回，求刀具轨迹交点（Xs1,Ys1）b.当X11Y12X12Y12 0 时， l1和l2相交转接角180360上午10时23分33数控技术图2-23直线接直线伸长型刀具半径补偿示意图1.直线接直线-伸长型3.3.5、刀具半径补偿计算、刀具半径补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分34数控技术图2-24直线接直线插入型刀具半径补偿示意图1.直线接直线-插入型3.3.5、刀具半径补偿计算、刀具半径补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分35数控技术(1)缩短型
13、(2) 伸长型(3) 插入型2.直线接圆弧3.3.5、刀具半径补偿计算、刀具半径补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分36数控技术14603B图2-25直线接圆弧缩短型刀具半径补偿示意图2.直线接圆弧-缩短型3.3.5、刀具半径补偿计算、刀具半径补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分37数控技术图2-26直线接圆弧伸长型刀具半径补偿示意图2.直线接圆弧-伸长型3.3.5、刀具半径补偿计算、刀具半径补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分38数控技术图2-27直线接圆弧插入型刀具半径补偿示意图2.直线接圆弧-插入型3.3.5、刀具半
14、径补偿计算、刀具半径补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分39数控技术(1)缩短型(2) 伸长型(3) 插入型3.圆弧接直线3.3.5、刀具半径补偿计算、刀具半径补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分40数控技术图2-28圆弧接直线缩短型刀具半径补偿示意图3.圆弧接直线-缩短型3.3.5、刀具半径补偿计算、刀具半径补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分41数控技术图2-29圆弧接直线伸长型刀具半径补偿示意图3.圆弧接直线-伸长型3.3.5、刀具半径补偿计算、刀具半径补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分42
15、数控技术图2-30圆弧接直线插入型刀具半径补偿示意图3.圆弧接直线-插入型3.3.5、刀具半径补偿计算、刀具半径补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分43数控技术(1) 缩短型。(2) 伸长型。(3) 插入型。4.圆弧接圆弧3.3.5、刀具半径补偿计算、刀具半径补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分44数控技术图2-31圆弧接圆弧刀具半径补偿示意图3.圆弧接直线3.3.5、刀具半径补偿计算、刀具半径补偿计算第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分45数控技术图2-32特殊情况的刀具半径补偿转接示意图a)=0b)=0c)=90d)=0e)=
16、1803.3.6、特殊情况处理、特殊情况处理第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分46数控技术表2-6刀具半径补偿计算表3.3.7、刀具半径补偿计算小结、刀具半径补偿计算小结第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分47数控技术图2-33刀具半径补偿零件加工实例3.3.7、刀具半径补偿计算小结、刀具半径补偿计算小结第三节刀具补偿原理第三节刀具补偿原理上午10时23分48数控技术ABCDOZ上午10时23分49数控技术第四节其他预处理第四节其他预处理上午10时23分50数控技术一、进给速度处理第四节其他预处理第四节其他预处理上午10时23分51数控技术(一)脉冲增量插补法
17、的速度处理脉冲增量插补法一般用在以步进电动机为执行元件的开环数控系统中。一、进给速度处理第四节其他预处理第四节其他预处理上午10时23分52数控技术(一)脉冲增量插补法的速度处理一、进给速度处理第四节其他预处理第四节其他预处理上午10时23分53数控技术(一)脉冲增量插补法的速度处理一、进给速度处理第四节其他预处理第四节其他预处理常用的脉冲增量插补算法有：常用的脉冲增量插补算法有：逐点比较法和数字积分法逐点比较法和数字积分法上午10时23分54数控技术(一)脉冲增量插补法的速度处理一、进给速度处理第四节其他预处理第四节其他预处理上午10时23分55数控技术(二)数据采样插补法的速度处理一、进给
18、速度处理第四节其他预处理第四节其他预处理设插补周期Ts(ms)，编程进给速度F(mm/min)机床面板进给速度倍率为K，则在一个插补周期内进给位移量100060sKFTL上午10时23分56数控技术(二)数据采样插补法的速度处理一、进给速度处理第四节其他预处理第四节其他预处理n数控机床进给系统的速度是不能突变的，进给速度的变化必须平稳过渡，以避免冲击、失步、超程或引起工件超差。n在进给轴启动、停止时需要进行加减速控制。n在程序段之间，为了使程序段的转接处的被加工面不留痕迹，程序段之间的速度必须平滑过渡，不应有停顿或突变，也需进行加减速控制。n加减速在插补前进行，称为前加减速控制；n加减速在插补
19、后进行，称为后加减速控制。上午10时23分57数控技术二、工件零点设置与撤消的处理第四节其他预处理第四节其他预处理上午10时23分58数控技术二、工件零点设置与撤消的处理第四节其他预处理第四节其他预处理上午10时23分59数控技术二、工件零点设置与撤消的处理图2-34工件零点设置与撤消的处理第四节其他预处理第四节其他预处理上午10时23分60数控技术二、工件零点设置与撤消的处理第四节其他预处理第四节其他预处理G92是规定工件坐标系坐标原点的指令，工件坐标系坐标原点又称为程序零点，坐标值X、Y、Z为刀具刀位点在工件坐标系中(相对于程序零点)的初始位置。上午10时23分61数控技术二、工件零点设置与撤消的处理第四节其他预处理第四节其他预处理G92与与G54G59上午10时23分62数控技术三、绝对编程与增量编程的处理图2-35绝对编程与增量编程的处理第四节其他预处理第四节其他预处理上午10时23分63数控技术图2-36题2-22图三、绝对编程与增量编程的处理第四节其他预处理第四节其他预处理
