數(shù)控加工刀具半徑補(bǔ)償工作原理

　　1、刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^程 

        刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^程分三步。 

　　（1）刀補(bǔ)建立

　　指刀具從起點(diǎn)接近工件時(shí)，刀具中心從與編程軌跡重合過渡到與編程軌跡偏離一個(gè)偏置量的過程。該過程的實(shí)現(xiàn)必須有G00或G01功能才有效。

　　（2）刀補(bǔ)進(jìn)行      

　　在G41或G42程序段后，程序進(jìn)入補(bǔ)償模式，此時(shí)刀具中心與編程軌跡始終相距一個(gè)偏置量，直到刀補(bǔ)取消。

　　（3）刀補(bǔ)撤消      

　　刀具離開工件，刀具中心軌跡過渡到與編程軌跡重合的過程稱為刀補(bǔ)取消，刀補(bǔ)的取消用G40或D00來執(zhí)行。

　　如圖所示，刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^程的程序如下：

　　2、刀具半徑補(bǔ)償?shù)淖⒁馐马?xiàng)

　　（1）刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⑴c取消，只有在移動(dòng)指令G00或G01下才能生效。

　?。?）刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⑴c取消，應(yīng)在輔助程序段中進(jìn)行，不能編程在輪廓加工的程序段上。

　?。?）刀具半徑的補(bǔ)償值存儲(chǔ)在指定的寄存器中，當(dāng)?shù)毒甙霃窖a(bǔ)償值發(fā)生變化時(shí)，只需要修改寄存器中的值即可，不需要修改程序。因此，利用刀具半徑補(bǔ)償功能編寫的輪廓加工程序，與刀具半徑無關(guān)。

　?。?）車削加工時(shí)的G41、G42如圖4所示。銑削時(shí)順銑為G41，逆銑為G42。

　　3、刀具半徑補(bǔ)償?shù)霓D(zhuǎn)接形式和過渡方式 

　?。?）轉(zhuǎn)接形式

　　隨著前后兩段編程軌跡線形的不同，相應(yīng)的刀具中心軌跡有不同的轉(zhuǎn)接形式。CNC系統(tǒng)都有直線和圓弧插補(bǔ)功能，對(duì)這兩種線形組成的編程軌跡，有四種轉(zhuǎn)接形式： 

　　1）直線有直線轉(zhuǎn)接； 

　　2）直線與圓弧轉(zhuǎn)接； 

　　3）圓弧與直線轉(zhuǎn)接； 

　　4）圓弧與圓弧轉(zhuǎn)接。

　　（2）過渡方式

　　矢量夾角α：兩編程軌跡在交點(diǎn)處非加工側(cè)的夾角。如圖1所示。  

　　根據(jù)矢量夾角和刀補(bǔ)方向（G41/G42），從一編程段到另一編程段的連接方式（過渡方式）有三種： 

　　縮短型：    α≥1800 

　　伸長(zhǎng)型：    900≤α≤1800   

　　插入型：    00≤α≤900    

　　4、刀具中心軌跡的轉(zhuǎn)接形式和過渡方式列表

　　表1、表2給出了四種轉(zhuǎn)接形式的三種過渡方式在插補(bǔ)過程（三步）中的刀具中心軌跡的列表。表中，實(shí)線---編程軌跡，虛線---刀具中心軌跡，箭頭---走刀方向，α---矢量夾角，r—刀具中心偏置量。 

　　對(duì)刀補(bǔ)建立程序段： 

　　當(dāng)本段編程軌跡與下段編程軌跡為非縮短型時(shí)，刀具中心將從起刀點(diǎn)快速走到本段編程軌跡終點(diǎn)處的刀具半徑矢量的頂點(diǎn)；當(dāng)為縮短型時(shí)，刀具中心將從起刀點(diǎn)快速走到下段編程軌跡起點(diǎn)處的刀具半徑矢量的頂點(diǎn)。 

　　對(duì)刀補(bǔ)撤消程序段： 

　　當(dāng)本段編程軌跡與下段編程軌跡為非縮短型時(shí)，刀具中心將從撤消段編程軌跡起點(diǎn)處的刀具半徑矢量的頂點(diǎn)走到編程終點(diǎn)；當(dāng)為縮短型時(shí)，刀具中心將從上段編程軌跡終點(diǎn)處刀具半徑矢量的頂點(diǎn)快速走到編程軌跡終點(diǎn)。 

　　5、刀具中心軌跡的計(jì)算依據(jù)： 編程軌跡和刀具中心偏置量。

　　計(jì)算任務(wù)： 計(jì)算出刀具中心軌跡各組成線段的各交點(diǎn)的值，如圖2，即計(jì)算J，K，C，Cˊ點(diǎn)的坐標(biāo)值。 

　　計(jì)算的已知量： 

　　刀具半徑矢量，編程矢量，矢量夾角α。

　　計(jì)算方法：  J點(diǎn)和K點(diǎn)可根據(jù)刀具半徑矢量的模量和方向（垂直于編程矢量）計(jì)算。    

　　C點(diǎn)和Cˊ點(diǎn)的坐標(biāo)可有已知矢量的幾何關(guān)系計(jì)算。 

　　6、刀具補(bǔ)償?shù)膶?shí)例

圖3

　　下面說明刀具半徑補(bǔ)償?shù)墓ぷ鬟^程。如圖3。 

　?。?）讀入OA，判斷是刀補(bǔ)建立。 

　?。?）讀入AB，根據(jù)矢量夾角小于90°過渡方式為插入型。則計(jì)算a，b，c的坐標(biāo)值，輸出線段Oa、ab、bc，作為刀心軌跡，進(jìn)行插補(bǔ)。

　?。?）讀入BC，根據(jù)矢量夾角小于90°過渡方式為插入型。則計(jì)算d、e的坐標(biāo)值，輸出線段cd、de，作為刀心軌跡，進(jìn)行插補(bǔ)。

　?。?）讀入CD，根據(jù)矢量夾角大于180°過渡方式為縮短型。則計(jì)算f的坐標(biāo)值，輸出線段ef，作為刀心軌跡，進(jìn)行插補(bǔ)。

　?。?）讀入DE，判斷是刀補(bǔ)撤消，根據(jù)矢量夾角大于90°而小于180°，過渡方式為伸長(zhǎng)型。則計(jì)算g、h的坐標(biāo)值，輸出線段fg、gh、hE，作為刀心軌跡，進(jìn)行插補(bǔ)。

　　（6）刀具半徑補(bǔ)償處理結(jié)束。