數(shù)控加工中的補償

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

數(shù)控加工中的補償
補償（偏置）的概念在我們生活中應(yīng)用很多,，例如,，汽車駕駛員在駕駛汽車?yán)@過一塊石頭的時候,，他要讓汽車靠石頭的一邊繞過石頭,，而且他要考慮到汽車是有一定寬度的,，所以讓汽車中心線遠(yuǎn)離石頭至少半個車寬的距離,。在20世紀(jì)60～70年代的數(shù)控加工中沒有補償?shù)母拍�,，所以編程人員不得不圍繞刀具的理論路線和實際路線的相對關(guān)系來進(jìn)行編程,，容易產(chǎn)生錯誤。補償?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種補償：

刀具長度的補償,；

刀具半徑補償；

夾具補償,。

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

一,、刀具長度補償：

刀具長度的概念刀具長度是一個很重要的概念,。我們在對一個零件編程的時候，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)系只是一個工件坐標(biāo)系，零點一般在工件上,。長度補償只是和Z坐標(biāo)有關(guān),，它不象X、Y平面內(nèi)的編程零點,，因為刀具是由主軸錐孔定位而不改變,，對于Z坐標(biāo)的零點就不一樣了。每一把刀的長度都是不同的,，例如,，我們要鉆一個深為50mm的孔,，然后攻絲深為45mm，分別用一把長為250mm的鉆頭和一把長為350mm的絲錐,。先用鉆頭鉆孔深50mm,，此時機床已經(jīng)設(shè)定工件零點，當(dāng)換上絲錐攻絲時,，如果兩把刀都從設(shè)定零點開始加工,，絲錐因為比鉆頭長而攻絲過長，損壞刀具和工件,。此時如果設(shè)定刀具補償,，把絲錐和鉆頭的長度進(jìn)行補償，此時機床零點設(shè)定之后,，即使絲錐和鉆頭長度不同,，因補償?shù)拇嬖冢谡{(diào)用絲錐工作時,，零點Z坐標(biāo)已經(jīng)自動向Z+（或Z）補償了絲錐的長度,，保證了加工零點的正確。

刀具長度補償?shù)墓ぷ魇褂玫毒唛L度補償是通過執(zhí)行含有G43（G44）和H指令來實現(xiàn)的,，同時我們給出一個Z坐標(biāo)值,，這樣刀具在補償之后移動到離工件表面距離為Z的地方。另外一個指令G49是取消G43（G44）指令的,，其實我們不必使用這個指令,，因為每把刀具都有自己的長度補償，當(dāng)換刀時,，利用G43（G44）H指令賦予了自己的刀長補償而自動取消了前一把刀具的長度補償,。

刀具長度補償?shù)膬煞N方式

用刀具的實際長度作為刀長的補償（推薦使用這種方式）。使用刀長作為補償就是使用對刀儀測量刀具的長度,，然后把這個數(shù)值輸入到刀具長度補償寄存器中,，作為刀長補償。使用刀具長度作為刀長補償?shù)睦碛扇缦拢?
首先,，使用刀具長度作為刀長補償,，可以避免在不同的工件加工中不斷地修改刀長偏置。這樣一把刀具用在不同的工件上也不用修改刀長偏置,。在這種情況下,，可以按照一定的刀具編號規(guī)則,，給每一把刀具作檔案,，用一個小標(biāo)牌寫上每把刀具的相關(guān)參數(shù)，包括刀具的長度,、半徑等資料,，事實上許多大型的機械加工型企業(yè)對數(shù)控加工設(shè)備的刀具管理都采用這種辦法,。這對于那些專門設(shè)有刀具管理部門的公司來說，就用不著和操作工面對面地告訴刀具的參數(shù)了,，同時即使因刀庫容量原因把刀具取下來等下次重新裝上時,，只需根據(jù)標(biāo)牌上的刀長數(shù)值作為刀具長度補償而不需再進(jìn)行測量。
其次,，使用刀具長度作為刀長補償,，可以讓機床一邊進(jìn)行加工運行，一邊在對刀儀上進(jìn)行其他刀具的長度測量,，而不必因為在機床上對刀而占用機床運行時間,，這樣可以充分發(fā)揮加工中心的效率。這樣主軸移動到編程Z坐標(biāo)點時,，就是主軸坐標(biāo)加上（或減去）刀具長度補償后的Z坐標(biāo)數(shù)值,。

利用刀尖在Z方向上與編程零點的距離值（有正負(fù)之分）作為補償值。這種方法適用于機床只有一個人操作而沒有足夠的時間來利用對刀儀測量刀具的長度時使用,。這樣做當(dāng)用一把刀加工另外的工件時就要重新進(jìn)行刀長補償?shù)脑O(shè)置,。使用這種方法進(jìn)行刀長補償時，補償值就是主軸從機床Z坐標(biāo)零點移動到工件編程零點時的刀尖移動距離,，因此此補償值總是負(fù)值而且很大,。

二、刀具半徑補償：

刀具半徑補償?shù)母拍钫袷褂昧说毒唛L度補償在編程時基本上不用考慮刀具的長度一樣,，因為有了刀具半徑補償,，我們在編程時可以不要考慮太多刀具的直徑大小了。刀長補償對所有的刀具都適用,，而刀具半徑補償則一般只用于銑刀類刀具,。當(dāng)銑刀加工工件的外或內(nèi)輪廓時，就用得上刀具半徑補償,，當(dāng)用端面銑刀加工工件的端面時則只需刀具長度補償,。因為刀具半徑補償是一個比較難以理解和使用的一個指令，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,，使用起來對我們的編程和加工將帶來很大的方便。當(dāng)編程者準(zhǔn)備編一個用銑刀加工一個工件的外形的程序時,，首先要根據(jù)工件的外形尺寸和刀具的半徑進(jìn)行細(xì)致的計算坐標(biāo)值來明確刀具中心所走的路線,。此時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算刀具中心所走的路線的坐標(biāo)值,。這對于一個簡單的工件問題不太大，對于外形復(fù)雜的模具來說重新計算簡直是太困難了,。一個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,。因為經(jīng)過粗加工，工件外形尺寸發(fā)生了變化,，接下來又要計算精加工的刀具中心坐標(biāo)值,，工作量就更大了。此時,，如果用了刀具半徑補償,，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償放在半徑補償寄存器里。臨時更換銑刀也好,、進(jìn)行粗精加工也好,，我們只需更改刀具半徑補償值，就可以控制工件外形尺寸的大小了,，對程序基本不用作一點修改,。

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

記住,，在切削完成而刀具補償結(jié)束時，一定要用G40使補償無效,。G40的使用同樣遇到和使補償有效相同的問題,，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命令來取消補償。

三,、夾具偏置補償正

像刀具長度補償和半徑補償一樣讓編程者可以不用考慮刀具的長短和大小,，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)一臺加工中心在加工小的工件時,，工裝上一次可以裝夾幾個工件,，編程者不用考慮每一個工件在編程時的坐標(biāo)零點，而只需按照各自的編程零點進(jìn)行編程,，然后使用夾具偏置來移動機床在每一個工件上的編程零點,。夾具偏置是使用夾具偏置指令G54～G59來執(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)一個工件加工完成之后,，加工下一個工件時使用G92來重新設(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償,，它給我們的編程和加工帶來很大的方便,，能大大地提高工作效率。