1、一、刀具补偿概述一、刀具补偿概述 刀具半径补偿实质是把编程轨迹转换成刀心轨迹。轮廓加工中，刀具总有一定半径(如铣刀或线切割钼丝)，刀具中心运动轨迹并不等于加工零件的编程轨迹。图图9-1 9-1 刀具半径补偿刀具半径补偿 数控装置的刀具补偿原理数控装置的刀具补偿原理 1PPT课件1、左偏刀具半径补偿、左偏刀具半径补偿G41 G41为左偏刀具半径补偿(左刀补)，定义：假设工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件左侧的补偿，G40为取消刀具补偿指令。图图9-2a 9-2a 左刀补补偿左刀补补偿2PPT课件2、右偏刀具半径补偿、右偏刀具半径补偿G42 G42为右偏刀具半径补偿(右刀补)，定义：假设工
2、件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件右侧的补偿，G40为取消刀具补偿指令。图图9-2b 9-2b 右刀补补偿右刀补补偿3PPT课件3、工作过程、工作过程 刀具半径补偿过程分为三个步骤：刀补建立、刀补进行、刀补撤销。刀具半径补偿建立，一般是直线且为空行程，以防过切。以G42为例，图93a表示建立刀补过程。图93b表示的刀具半径补偿的工作过程。刀具半径补偿结束用G40撤销，撤销时同样要防止过切，图93c表示撤消刀具半径补偿的过程。上述各图中，实线表示编程轨迹；点划线表示刀具中心轨迹；r等于刀具半径，表示偏移向量。4PPT课件图图9 93a 3a 建立刀具半径补偿的过程建立刀具半径补偿的过程5P
3、PT课件图图9 93a 3a 建立刀具半径补偿的过程建立刀具半径补偿的过程6PPT课件图图9-3b 9-3b 刀具半径补偿的过程刀具半径补偿的过程7PPT课件图图9-3b 9-3b 刀具半径补偿的过程刀具半径补偿的过程8PPT课件图图9-3c 9-3c 撤消刀具半径补偿的过程撤消刀具半径补偿的过程9PPT课件图图9-3c 9-3c 撤消刀具半径补偿的过程撤消刀具半径补偿的过程10PPT课件4、过切、过切 过切有以下两种情况：（1）刀具半径大于工件内轮廓转角时产生的过切。（2）刀具直径大于所加工沟槽时产生的过切。图图9-4 9-4 刀具过切情况图刀具过切情况图11PPT课件二二、刀具半径补偿原理
4、、刀具半径补偿原理 刀具补偿计算：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CNC装置，实现轮廓限于直线和圆弧。1、直线刀具半径补偿计算直线刀具半径补偿计算 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。12PPT课件 y O x X y K A(X,Y)R Y A(X,Y)x O K 图图9-5 直线刀具半径补偿直线刀具半径补偿 如图，直线起点在如图，直线起点在O O，终点，终点为为A A。假定心在。假定心在OO点坐标已知。点坐标已知。刀具半径为刀具半径为R R，现计算刀具右补，现计算刀具右补偿后直线段偿后直线段OAOA的终点坐标的终
5、点坐标AA。YYYXXXAKAxOA22sinYXrRXY22cosXYrRXY 22RXYYXY 22RYXXXY 13PPT课件XXbbX YYYbbBKBBOx2、圆弧刀具半径补偿计算、圆弧刀具半径补偿计算 对圆弧而言，刀补后轨对圆弧而言，刀补后轨迹是一段同心圆弧。如图圆迹是一段同心圆弧。如图圆弧半径为弧半径为R R，圆弧起点，圆弧起点A A，终，终点点B B，刀具半径为，刀具半径为r r。假定上。假定上一个程序段一个程序段AA坐标已知。坐标已知。补偿计算出刀具中心轨迹的补偿计算出刀具中心轨迹的终点终点BB。RYrrYRXrrXbbsincosRrYYYRrXXXbbbbbb y O x
6、 B(Xb,Yb)A(Xa,Ya)X K B（Xb,Yb）Y O R A(Xa,Ya)r 图图9-6 圆弧刀具半径补偿圆弧刀具半径补偿 14PPT课件1、间断点、间断点 加工如图外轮廓AB-BC，B刀补处理后刀心轨迹A1B1和B2C1。B1 B2之间出现了断点，需从B1至B2附加程序，即在两个间断点之间增加一个刀具半径的过渡圆弧B1B2，才能正确加工出整个零件轮廓。三、三、B B刀具半径补偿刀具半径补偿 B功能刀补:根据本段程序的轮廓尺寸进行刀补，不能解决程序段之间的过渡问题，编程人员必须先估计可能出现的间断点间断点和交叉点交叉点进行人为处理。y D1 A D2 O B2 B C x C2 A
7、1 B1 D C1 A2 图图9-7 B9-7 B刀补间断点刀补间断点 15PPT课件图图9-8 B9-8 B刀补交叉点刀补交叉点结论：B刀补采用了读一段，算一段，再走一段的控制方法，无法预计到由于刀具半径所造成的下一段加工轨迹对本程序段加工轨迹的影响。2 2、交叉点、交叉点 如右图遇到交叉点，可事先在两程序段中增加一个过渡圆弧AB，其半径必须大于或等于刀具半径。16PPT课件四四、C C功能刀具半径补偿功能刀具半径补偿 为解决B功能刀补缺陷，应提前将下一段程序读入，根据转接情况，对本段的轨迹作适当修正，得到本段正确加工轨迹，这就是C功能刀具补偿。轮廓控制机床两程序段线型轨迹的转换有四种情况：
8、直线至直线、直线至圆弧、圆弧至直线、圆弧至圆弧。C刀补算法根据两段轨迹的夹角和刀补方向等，可分为三种转接过渡方式：伸长型、缩短型、插入型。以直线转接详解C功能刀补原理。17PPT课件 图图9-9 9-9 内轮廓直线转接过渡内轮廓直线转接过渡图 a图 b1 1、内轮廓过渡、内轮廓过渡 下图中，下图中，ABAB、ADAD为刀具半径，刀心轨迹为刀具半径，刀心轨迹JBJB与与DKDK交点交点为为C C，交点，交点C C的坐标值可由系统求出，实际刀心运动轨迹为的坐标值可由系统求出，实际刀心运动轨迹为JCCKJCCK。18PPT课件 图图9-10 9-10 内轮廓直线转接过渡内轮廓直线转接过渡图 c图 d
9、 轨迹轨迹JCCKJCCK解决了内轮廓加工的刀具过切现象，解决了内轮廓加工的刀具过切现象，JCCKJCCK相对于相对于OAOA与与AFAF缩短缩短CBCB与与DCDC长度，这种求交点长度，这种求交点C C的过的过渡方式通常称为缩短型转换。渡方式通常称为缩短型转换。19PPT课件 图图9-11 9-11 外轮廓直线转接过渡外轮廓直线转接过渡图 a图 b2 2、外轮廓过渡、外轮廓过渡 图图a a、b b中，中，OAF OAF 范围为范围为9090180180。C C点为点为JBJB与与DKDK延延长线交点，实际刀心轨迹为长线交点，实际刀心轨迹为JCCKJCCK，交点，交点C C的坐标由数控的坐标由
10、数控系统求出，系统求出，JCCKJCCK相对相对OAOA与与AFAF伸长伸长BC BC 和和DCDC，这种过渡称，这种过渡称伸长型转换。伸长型转换。20PPT课件图 c图 d图图9-12 9-12 外轮廓直线转接过渡外轮廓直线转接过渡 图图c c、d d中，中，OAFOAF范围范围0 09090。仍用求。仍用求JBJB与与DKDK交点的交点的方法，过多增加刀具的非切削空行程。令方法，过多增加刀具的非切削空行程。令BC=CD=RBC=CD=R，数，数控系统求出控系统求出C C与与CC点的坐标，刀具中心运动轨迹为点的坐标，刀具中心运动轨迹为JCCKJCCK，即在原轨迹中间插入了，即在原轨迹中间插入了CCCC直线段，这直线段，这种过渡称为插入型转换。种过渡称为插入型转换。21PPT课件3 3、结论、结论 C刀补中对内轮廓过渡均采用缩短型处理，对外轮廓过渡可根据两矢量加工轨迹间夹角的大小采用伸长型或插入型处理。可见，对各种直线、圆弧间的连接过渡方式都可通过数控系统，按上述规律作伸长缩短等处理，彻底解决了数控加工中两程序段转接过程中的过渡问题。22PPT课件
