數(shù)控加工中的補(bǔ)償

逆風(fēng)飛揚(yáng) · 發(fā)表于 2006-1-3 15:23:00

數(shù)控加工中的補(bǔ)償
補(bǔ)償（偏置）的概念在我們生活中應(yīng)用很多,，例如,，汽車(chē)駕駛員在駕駛汽車(chē)?yán)@過(guò)一塊石頭的時(shí)候,，他要讓汽車(chē)靠石頭的一邊繞過(guò)石頭,，而且他要考慮到汽車(chē)是有一定寬度的,，所以讓汽車(chē)中心線遠(yuǎn)離石頭至少半個(gè)車(chē)寬的距離,。在20世紀(jì)60～70年代的數(shù)控加工中沒(méi)有補(bǔ)償?shù)母拍�,，所以編程人員不得不圍繞刀具的理論路線和實(shí)際路線的相對(duì)關(guān)系來(lái)進(jìn)行編程,，容易產(chǎn)生錯(cuò)誤。補(bǔ)償?shù)母拍畛霈F(xiàn)以后很大地提高了編程的工作效率,。
在數(shù)控加工中有3種補(bǔ)償：

刀具長(zhǎng)度的補(bǔ)償,；

刀具半徑補(bǔ)償；

夾具補(bǔ)償,。

這三種補(bǔ)償基本上能解決在加工中因刀具形狀而產(chǎn)生的軌跡問(wèn)題,。下面是三種補(bǔ)償在一般加工編程中的應(yīng)用。

一,、刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償：

刀具長(zhǎng)度的概念刀具長(zhǎng)度是一個(gè)很重要的概念,。我們?cè)趯?duì)一個(gè)零件編程的時(shí)候，首先要指定零件的編程中心,，然后才能建立工件編程坐標(biāo)系,，而此坐標(biāo)系只是一個(gè)工件坐標(biāo)系，零點(diǎn)一般在工件上,。長(zhǎng)度補(bǔ)償只是和Z坐標(biāo)有關(guān),，它不象X、Y平面內(nèi)的編程零點(diǎn),，因?yàn)榈毒呤怯芍鬏S錐孔定位而不改變,，對(duì)于Z坐標(biāo)的零點(diǎn)就不一樣了。每一把刀的長(zhǎng)度都是不同的,，例如,，我們要鉆一個(gè)深為50mm的孔，然后攻絲深為45mm,，分別用一把長(zhǎng)為250mm的鉆頭和一把長(zhǎng)為350mm的絲錐,。先用鉆頭鉆孔深50mm，此時(shí)機(jī)床已經(jīng)設(shè)定工件零點(diǎn),，當(dāng)換上絲錐攻絲時(shí),，如果兩把刀都從設(shè)定零點(diǎn)開(kāi)始加工,，絲錐因?yàn)楸茹@頭長(zhǎng)而攻絲過(guò)長(zhǎng)，損壞刀具和工件,。此時(shí)如果設(shè)定刀具補(bǔ)償,，把絲錐和鉆頭的長(zhǎng)度進(jìn)行補(bǔ)償，此時(shí)機(jī)床零點(diǎn)設(shè)定之后,，即使絲錐和鉆頭長(zhǎng)度不同,，因補(bǔ)償?shù)拇嬖冢谡{(diào)用絲錐工作時(shí),，零點(diǎn)Z坐標(biāo)已經(jīng)自動(dòng)向Z+（或Z）補(bǔ)償了絲錐的長(zhǎng)度,，保證了加工零點(diǎn)的正確。

刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)墓ぷ魇褂玫毒唛L(zhǎng)度補(bǔ)償是通過(guò)執(zhí)行含有G43（G44）和H指令來(lái)實(shí)現(xiàn)的,，同時(shí)我們給出一個(gè)Z坐標(biāo)值,，這樣刀具在補(bǔ)償之后移動(dòng)到離工件表面距離為Z的地方。另外一個(gè)指令G49是取消G43（G44）指令的,，其實(shí)我們不必使用這個(gè)指令,，因?yàn)槊堪训毒叨加凶约旱拈L(zhǎng)度補(bǔ)償，當(dāng)換刀時(shí),，利用G43（G44）H指令賦予了自己的刀長(zhǎng)補(bǔ)償而自動(dòng)取消了前一把刀具的長(zhǎng)度補(bǔ)償,。

刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償?shù)膬煞N方式

用刀具的實(shí)際長(zhǎng)度作為刀長(zhǎng)的補(bǔ)償（推薦使用這種方式）。使用刀長(zhǎng)作為補(bǔ)償就是使用對(duì)刀儀測(cè)量刀具的長(zhǎng)度,，然后把這個(gè)數(shù)值輸入到刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償寄存器中,，作為刀長(zhǎng)補(bǔ)償。使用刀具長(zhǎng)度作為刀長(zhǎng)補(bǔ)償?shù)睦碛扇缦拢?
首先,，使用刀具長(zhǎng)度作為刀長(zhǎng)補(bǔ)償,，可以避免在不同的工件加工中不斷地修改刀長(zhǎng)偏置。這樣一把刀具用在不同的工件上也不用修改刀長(zhǎng)偏置,。在這種情況下,，可以按照一定的刀具編號(hào)規(guī)則，給每一把刀具作檔案,，用一個(gè)小標(biāo)牌寫(xiě)上每把刀具的相關(guān)參數(shù),，包括刀具的長(zhǎng)度、半徑等資料,，事實(shí)上許多大型的機(jī)械加工型企業(yè)對(duì)數(shù)控加工設(shè)備的刀具管理都采用這種辦法,。這對(duì)于那些專(zhuān)門(mén)設(shè)有刀具管理部門(mén)的公司來(lái)說(shuō)，就用不著和操作工面對(duì)面地告訴刀具的參數(shù)了,，同時(shí)即使因刀庫(kù)容量原因把刀具取下來(lái)等下次重新裝上時(shí),，只需根據(jù)標(biāo)牌上的刀長(zhǎng)數(shù)值作為刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償而不需再進(jìn)行測(cè)量。
其次，使用刀具長(zhǎng)度作為刀長(zhǎng)補(bǔ)償,，可以讓機(jī)床一邊進(jìn)行加工運(yùn)行,，一邊在對(duì)刀儀上進(jìn)行其他刀具的長(zhǎng)度測(cè)量，而不必因?yàn)樵跈C(jī)床上對(duì)刀而占用機(jī)床運(yùn)行時(shí)間,，這樣可以充分發(fā)揮加工中心的效率。這樣主軸移動(dòng)到編程Z坐標(biāo)點(diǎn)時(shí),，就是主軸坐標(biāo)加上（或減去）刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償后的Z坐標(biāo)數(shù)值,。

利用刀尖在Z方向上與編程零點(diǎn)的距離值（有正負(fù)之分）作為補(bǔ)償值。這種方法適用于機(jī)床只有一個(gè)人操作而沒(méi)有足夠的時(shí)間來(lái)利用對(duì)刀儀測(cè)量刀具的長(zhǎng)度時(shí)使用,。這樣做當(dāng)用一把刀加工另外的工件時(shí)就要重新進(jìn)行刀長(zhǎng)補(bǔ)償?shù)脑O(shè)置,。使用這種方法進(jìn)行刀長(zhǎng)補(bǔ)償時(shí)，補(bǔ)償值就是主軸從機(jī)床Z坐標(biāo)零點(diǎn)移動(dòng)到工件編程零點(diǎn)時(shí)的刀尖移動(dòng)距離,，因此此補(bǔ)償值總是負(fù)值而且很大,。

二、刀具半徑補(bǔ)償：

刀具半徑補(bǔ)償?shù)母拍钫袷褂昧说毒唛L(zhǎng)度補(bǔ)償在編程時(shí)基本上不用考慮刀具的長(zhǎng)度一樣,，因?yàn)橛辛说毒甙霃窖a(bǔ)償,，我們?cè)诰幊虝r(shí)可以不要考慮太多刀具的直徑大小了。刀長(zhǎng)補(bǔ)償對(duì)所有的刀具都適用,，而刀具半徑補(bǔ)償則一般只用于銑刀類(lèi)刀具,。當(dāng)銑刀加工工件的外或內(nèi)輪廓時(shí)，就用得上刀具半徑補(bǔ)償,，當(dāng)用端面銑刀加工工件的端面時(shí)則只需刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償,。因?yàn)榈毒甙霃窖a(bǔ)償是一個(gè)比較難以理解和使用的一個(gè)指令，所以在編程中很多人不愿使用它,。但是我們一旦理解和掌握了它,，使用起來(lái)對(duì)我們的編程和加工將帶來(lái)很大的方便。當(dāng)編程者準(zhǔn)備編一個(gè)用銑刀加工一個(gè)工件的外形的程序時(shí),，首先要根據(jù)工件的外形尺寸和刀具的半徑進(jìn)行細(xì)致的計(jì)算坐標(biāo)值來(lái)明確刀具中心所走的路線,。此時(shí)所用的刀具半徑只是這把銑刀的半徑值，當(dāng)辛辛苦苦編完程序后發(fā)現(xiàn)這把銑刀不太適合要換用其他直徑的刀具,，編程員就要不辭辛勞地重新計(jì)算刀具中心所走的路線的坐標(biāo)值,。這對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的工件問(wèn)題不太大，對(duì)于外形復(fù)雜的模具來(lái)說(shuō)重新計(jì)算簡(jiǎn)直是太困難了,。一個(gè)工件的外形加工分粗加工和精加工,，這樣粗加工程序編好后也就是完成了粗加工。因?yàn)榻?jīng)過(guò)粗加工,，工件外形尺寸發(fā)生了變化,，接下來(lái)又要計(jì)算精加工的刀具中心坐標(biāo)值，工作量就更大了,。此時(shí),，如果用了刀具半徑補(bǔ)償,，這些麻煩都迎刃而解了。我們可以忽略刀具半徑,，而根據(jù)工件尺寸進(jìn)行編程,，然后把刀具半徑作為半徑補(bǔ)償放在半徑補(bǔ)償寄存器里。臨時(shí)更換銑刀也好,、進(jìn)行粗精加工也好,，我們只需更改刀具半徑補(bǔ)償值，就可以控制工件外形尺寸的大小了,，對(duì)程序基本不用作一點(diǎn)修改,。

刀具半徑補(bǔ)償?shù)氖褂玫毒甙霃窖a(bǔ)償?shù)氖褂檬峭ㄟ^(guò)指令G41、G42來(lái)執(zhí)行的,。補(bǔ)償有兩個(gè)方向,，即沿刀具切削進(jìn)給方向垂直方向的左面和右面進(jìn)行補(bǔ)償，符合左右手定則,；G41是左補(bǔ)償,，符合左手定則；G42是右補(bǔ)償,，符合右手定則,，如圖3所示。圖3刀具半徑補(bǔ)償使用的左右手定則在使用G41,、G42進(jìn)行半徑補(bǔ)償時(shí),，應(yīng)特別注意使補(bǔ)償有效的刀具移動(dòng)方向與坐標(biāo)。刀具半徑補(bǔ)償?shù)钠鸬段恢煤苤匾�,，如果使用不�?dāng)?shù)毒咚庸さ穆窂饺菀壮鲥e(cuò),，如圖4所示。圖4刀具半徑補(bǔ)償?shù)钠鸬段恢萌绻笹42補(bǔ)償有效的過(guò)程為刀具從位置1到2,，則銑刀將切出一個(gè)斜面如圖4中所示的A－B斜面,。正確的走刀應(yīng)該是在刀具沒(méi)有切削工件之前讓半徑補(bǔ)償有效，然后進(jìn)行正常的切削,。如圖4所示,，先讓銑刀在從位置1移動(dòng)到位置3的過(guò)程中使補(bǔ)償有效，然后從位置3切削到位置2繼續(xù)以下的切削,，則不會(huì)出現(xiàn)A－B斜面,。因此，在使用G41,、G42進(jìn)行半徑補(bǔ)償時(shí)應(yīng)采取以下步驟：
設(shè)置刀具半徑補(bǔ)償值,；
讓刀具移動(dòng)來(lái)使補(bǔ)償有效（此時(shí)不能切削工件）；
正確地取消半徑補(bǔ)償（此時(shí)也不能切削工件）。

記住,，在切削完成而刀具補(bǔ)償結(jié)束時(shí),，一定要用G40使補(bǔ)償無(wú)效。G40的使用同樣遇到和使補(bǔ)償有效相同的問(wèn)題,，一定要等刀具完全切削完畢并安全地推出工件以后才能執(zhí)行G40命令來(lái)取消補(bǔ)償,。

三、夾具偏置補(bǔ)償正

像刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償和半徑補(bǔ)償一樣讓編程者可以不用考慮刀具的長(zhǎng)短和大小,，夾具偏置可以讓編程者不考慮工件夾具的位置而使用夾具偏置,。當(dāng)一臺(tái)加工中心在加工小的工件時(shí)，工裝上一次可以裝夾幾個(gè)工件,，編程者不用考慮每一個(gè)工件在編程時(shí)的坐標(biāo)零點(diǎn)，而只需按照各自的編程零點(diǎn)進(jìn)行編程,，然后使用夾具偏置來(lái)移動(dòng)機(jī)床在每一個(gè)工件上的編程零點(diǎn),。夾具偏置是使用夾具偏置指令G54～G59來(lái)執(zhí)行的。還有一種方法就是使用G92指令設(shè)定坐標(biāo)系,。當(dāng)一個(gè)工件加工完成之后,，加工下一個(gè)工件時(shí)使用G92來(lái)重新設(shè)定新的工件坐標(biāo)系。上面是在數(shù)控加工中常用的三種補(bǔ)償,，它給我們的編程和加工帶來(lái)很大的方便,，能大大地提高工作效率。