數(shù)控車床的特點(diǎn)及功能- |& G: Z3 P* f
數(shù)控車床的工藝裝備& L* @( f, D8 R7 {' z2 i
零件圖紙的數(shù)據(jù)處理, u ]6 n. i2 r5 y
數(shù)控車削加工工藝處理
$ x7 e J7 w! A; V+ A4 B數(shù)控車削加工程序編制
5 @6 ?; H; G6 B. Q5 B0 Z! n" f數(shù)控車床的分類與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
# d3 q# r- M" i/ I( T, Z 數(shù)控機(jī)床的分類
4 D, y$ Z& e& h | 按車床主軸位置分類
, r- V; Y/ V; q$ l) L; \' K( y: ] 臥式數(shù)控車床/ h. n: X# r3 E' a
立式數(shù)控車床 . v3 L+ Y6 e% I6 G4 a4 b5 {
對(duì)刀具的要求 C$ P# W. ^4 v, E( U; |
數(shù)控車床能兼作粗、精加工。為使粗加工能以較大切削深度、較大進(jìn)給速度地加工,要求粗車刀具強(qiáng)度高、耐用度好。精車首先是保證加工精度,所以要求刀具的精度高、耐用度好。為減少換刀時(shí)間和方便對(duì)刀,應(yīng)可能多地采用機(jī)夾刀。
3 k" g5 x3 V+ k" e 數(shù)控車床還要求刀片耐用度的一致性好,以便于使用刀具壽命管理功能。在使用刀具壽命管理時(shí),刀片耐用度的設(shè)定原則是以該批刀片中耐用度最低的刀片作為依據(jù)的。在這種情況下,刀片耐用度的一致性甚至比其平均壽命更重要。
; G/ p$ M4 K! U" v+ X9 Z. o刀片可分為正型和負(fù)型兩種基本類型。正型刀片:對(duì)于內(nèi)輪廓加工,小型機(jī)床加工,工藝系統(tǒng)剛性較差和工件結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜應(yīng)優(yōu)先選擇正型刀片。負(fù)型刀片:對(duì)于外圓加工,金屬切除率高和加工條件較差時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇負(fù)型刀片
" i1 M/ ^6 H% Q. B2 ~切削用量的確定& D$ n3 I3 v: x4 b. H6 d
切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速(切削速度)、背吃刀量和進(jìn)給量。對(duì)于不同的加工方法,需要選擇不同的切削用量,并應(yīng)編入程序單內(nèi)。
3 J0 m; s3 O* v 合理選擇切削用量的原則是,粗加工時(shí),一般以提高生產(chǎn)率為主,但也應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本,通常選擇較大的背吃刀量和進(jìn)給量,采用較低的切削速度;半精加工和精加工時(shí),應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下,兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本,通常選擇較小的背吃刀量和進(jìn)給量,并選用切削性能高的刀具材料和合理的幾何參數(shù),以盡可能提高切削速度。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊(cè)并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。
- N0 H! U. b+ m4 a6 ^(1) 背吃刀量阿ap (mm),亦稱切削深度。主要根據(jù)機(jī)床、夾具、刀具和工件的剛度來決定。在剛度允許的情況下,應(yīng)以最少的進(jìn)給次數(shù)切除加工余量,最好一次切除余量,以便提高生產(chǎn)效率。精加工時(shí),則應(yīng)著重考慮如何保證加工質(zhì)量,并在此基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)率。在數(shù)控機(jī)床上,精加工余量可小于普通機(jī)床,一般取(0.2~0.5) mm" J& e" }$ b {2 k
式中:
h! x0 m& l. y/ T* M% w vc————切削速度,由刀具的耐用度決定;
I# g9 Z2 \* m" }3 w& J" Z0 Y D——工件或刀具直徑(mm)。
8 b" r4 D' b" T- T 主軸轉(zhuǎn)速n要根據(jù)計(jì)算值在機(jī)床說明書中選取標(biāo)準(zhǔn)值,并填入程序單中。
" K0 U# }/ Y/ E; N; P0 o(3) 進(jìn)給量(進(jìn)給速度)f(mm/min或mm/r)是數(shù)控機(jī)床切削用量中的重要參數(shù),主要根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件材料性質(zhì)選取。最大進(jìn)給量則受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制并與脈沖當(dāng)量有關(guān)。0 F8 U6 q) g4 e* E* e6 i% S
當(dāng)加工精度、表面粗糙度要求高時(shí),進(jìn)給速度(進(jìn)給量)應(yīng)選小些,一般在20~50 mm/min范圍內(nèi)選取。粗加工時(shí),為縮短切削時(shí)間,一般進(jìn)給量就取得大些。工件材料較軟時(shí),可選用較大的進(jìn)給量;反之,應(yīng)選較小的進(jìn)給量。
1 F8 i: g5 A6 o 車、銑、鉆等加工方式下的切削用量可參考下表選取。' z- K) H+ u/ [/ q! v$ S _8 X
加工坐標(biāo)系. z7 z' z2 ]2 R5 n! k1 ]. p& Z
直徑編程方式 ! `. h2 L8 {0 ]& o5 \! h5 i0 p/ j: h0 |$ Z
進(jìn)刀和退刀方式 , N ?3 T! a& s$ D2 K6 _
數(shù)控車削加工包括內(nèi)外圓柱面的車削加工、端面車削加工、鉆孔加工、螺紋加工、復(fù)雜外形輪廓回轉(zhuǎn)面的車削加工等,在分析了數(shù)控車床工藝裝備和數(shù)控車床編程特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,下面將結(jié)合FANUC-0T數(shù)控系統(tǒng)討論數(shù)控車床基本編程方法。
9 r' O. T7 f, R, X! h' hF功能指令用于控制切削進(jìn)給量。在程序中,有兩種使用方法1 S9 m* o3 l6 a& J* ~) {
每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 4 v+ i: U+ S1 o! E1 V
編程格式 G95 F~ - q; Q! q B6 D8 t
F后面的數(shù)字表示的是主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量,單位為mm/r
# q: U, e7 `, r 例:G95 F0.2 表示進(jìn)給量為0.2 mm/r 7 ~/ T3 A% p- @' D' v% n
. F! c6 S3 ~2 X$ o! } 每分鐘進(jìn)給量
5 N* Z' M9 V! I: w( W& w0 O6 k 編程格式G94 F~4 s6 t5 p( N- y# }7 e: L
F后面的數(shù)字表示的是每分鐘進(jìn)給量,單位為mm/min- m/ z5 }1 y! s# g1 O4 H
例:G94 F100 表示進(jìn)給量S功能指令用于控制主軸轉(zhuǎn)速
8 p% m9 F- K2 n6 W S后面的數(shù)字表示主軸轉(zhuǎn)速,單位為r/min。在具有恒線速功能的機(jī)床上,S功能指令還有如下作用:
3 |" R) ]8 K4 _* r8 H8 ~ 最高轉(zhuǎn)速限制- [* e! d# Q3 r! ^, x) I
編程格式 G50 S~
9 j( I: a* h+ J0 Q. `7 H# c! s. ] S后面的數(shù)字表示的是最高轉(zhuǎn)速:r/min
4 |4 S% h" ]4 I, [2 a* U 例:G50 S3000 表示最高轉(zhuǎn)速限制為3000r/min& N: r8 R* \. ^- V g2 L
恒線速控制+ ^ e6 B1 ? ]+ i5 y" F2 ~2 @
編程格式 G96 S~
) c: H: L) ]; s+ z m. N4 p S后面的數(shù)字表示的是恒定的線速度:m/min。5 X2 u0 i8 A9 v
例:G96 S150 表示切削線速度控制在150 m/min。 ]9 a1 B8 d6 U) ]& k; Y4 Q8 F
恒線速取消
5 P0 @5 y8 ~8 } 編程格式 G97 S~+ k1 V7 |! I5 P
S后面的數(shù)字表示恒線速度控制取消后的主軸轉(zhuǎn)速,如S未指定,將保留G96的最終值。
' Y1 B& \+ j, c# B 例:G97 S3000 表示恒線速控制取消后主軸轉(zhuǎn)速3000 r/min為100mm/min
& Y# J7 L3 f. i( A T功能指令用于選擇加工所用刀具。
% w* @( S: R" P, L s6 C( b 編程格式 T~' @2 }- b- {3 w. ^3 x0 ~
T后面通常有兩位數(shù)表示所選擇的刀具號(hào)碼。但也有T后面用四位數(shù)字,前兩位是刀具號(hào),后兩位是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償號(hào),又是刀尖圓弧半徑補(bǔ)償號(hào)。 例:T0303
5 y+ s! T% h7 i( j; M' A% |' f 表示選用3號(hào)刀及3號(hào)刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值和刀尖圓弧半徑輔助功能字由M地址符及隨后的兩位數(shù)字組成,所以也稱為M功能或M指令。它用來指令數(shù)控機(jī)床的輔助動(dòng)作及其狀態(tài)。
( E$ B3 K" p: O/ ? 常用的M功能有:1 E) r# \" \" z0 N- \
M00: 程序暫停,可用NC啟動(dòng)命令(CYCLE START)使 程序繼續(xù)運(yùn)行; M01:計(jì)劃暫停,與M00作用相似,但M01可以用機(jī)床“任選停止按鈕”選擇是否有效; M03:主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn); M04:主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn); M05:主軸停止;
4 o* B% T* c5 G; Z+ f" i$ n M06:換刀 M08:冷卻液開; M09:冷卻液關(guān); M30:程序停止,程序復(fù)位到起始位置。
, X* q! n# }- b補(bǔ)償值。T0300 表示取消刀具補(bǔ)償。
, o J- {3 m( K
7 R; `0 N) \! q編程格式 G50 X~ Z~ 式中X、Z的值是起刀點(diǎn)相對(duì)于加工原點(diǎn)的位置,G50使用方法與G92類似。
# |/ m4 I" E: `0 X/ O( i( b- ]4 I2 v [ 例:如圖所示設(shè)置加工坐標(biāo)的程序段如下:G50 X128.7 Z375.1
+ W( S# J% S9 r& u- @2 ^G00指令命令機(jī)床以最快速度運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)目標(biāo)位置,運(yùn)動(dòng)過程中有加速和減速,該指令對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡沒有要求。 ^# u& ]9 i4 O/ o
其指令格式:! @& Q/ v; [- J/ T& J; Y
G00 X(U)____ Z(W)____
8 w' A, X( k) H/ z% q 因?yàn)閄軸和Z軸的進(jìn)給速率不同,因此機(jī)床執(zhí)行快速運(yùn)動(dòng)指令時(shí)兩軸的合成運(yùn)動(dòng)軌跡不一定是直線,因此在使用G00指令時(shí),一定要注意避免刀具和工件及夾具發(fā)生碰撞。+ s4 T; R1 a3 ~: B
如所示的定位指令如下:" ] P) [1 A4 I( s! ^2 V
G50 X200.0 Z263.0& {' [) ?$ m: u q2 R
G00 X40.0 Z212.0
5 ]7 B! M% H( |3 R: W7 @ 或G00 U-160.0 W-51.0 G00指令命令機(jī)床以最快速度運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)目標(biāo)位置,運(yùn)動(dòng)過程中有加速和減速,該指令對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡沒有要求。' b$ b' s3 y7 B
其指令格式:% t# v* f* s3 m+ ?* y
G00 X(U)____ Z(W)____
4 Q4 H X& f# D: @& }, | 因?yàn)閄軸和Z軸的進(jìn)給速率不同,因此機(jī)床執(zhí)行快速運(yùn)動(dòng)指令時(shí)兩軸的合成運(yùn)動(dòng)軌跡不一定是直線,因此在使用G00指令時(shí),一定要注意避免刀具和工件及夾具發(fā)生碰撞。
. z/ C' R- S5 [: I" M3 U# h 如所示的定位指令如下:6 U) v6 @1 |* [: {
G50 X200.0 Z263.0
8 t5 k u1 y3 b0 x# L7 i( a( U. O G00 X40.0 Z212.0
: G5 W, z$ s& m- R 或G00 U-160.0 W-51.0 G01指令命令機(jī)床刀具以一定的進(jìn)給速度從當(dāng)前所在位置沿直線移動(dòng)到指令給出的目標(biāo)位置。& v+ m% K( u5 T+ y
指令格式:
+ z! w: T% c ]3 L, S5 B G01 X(U)__Z(W)__F ;
% [) g& ]' G9 f# Z( J 使用G01指令時(shí)可以采用絕對(duì)坐標(biāo)編程,也可采用相對(duì)坐標(biāo)編程。當(dāng)采用絕對(duì)坐編程時(shí),數(shù)控系統(tǒng)在接受G01指令后,刀具將移至坐標(biāo)值為X、Z的點(diǎn)上;當(dāng)采用相對(duì)坐編程時(shí),刀具移至距當(dāng)前點(diǎn)距離為U、W值的點(diǎn)上。如圖所示的直線運(yùn)動(dòng)指令如下:
5 N6 I+ `5 u# y% E3 t- J: e; K/ ` G01 X40.0 Z20. F0.2;
% F0 C! O5 k) o, [! w 絕對(duì)值指令編程1 u5 V, b# x4 i. R7 Y/ l- Z% d
G01 U20.0 W-25.9 F0.2;
: ~1 l2 S) X2 f% B3 I' H" a- k. l/ u 相對(duì)值指令編程/ V! _/ s4 h! j" u( u V2 c' ]
圓弧插補(bǔ)指令命令刀具在指定平面內(nèi)按給定的F進(jìn)給速度作圓弧插補(bǔ)運(yùn)動(dòng),用于加工圓弧輪廓。圓弧插補(bǔ)命令分為順時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令G02和逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令G03兩種。其指令格式如下:
2 z5 ?# o' q7 C' w 順時(shí)針圓弧插補(bǔ)的指令格式:
2 U i& S; }6 d1 ^4 m G02 X(U)____Z(W)____I____K____F____;
% l1 `. _- s; Y0 p G02 X(U)____Z(W)___R___ F____;
8 y: j/ {* l/ j. b 逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)的指令格式:
( t% x3 u, K) n" b+ {7 y G03 X(U)____Z(W)____ I____K____F____;;8 t; w! u; ?) q
G03 X(U)____Z(W)___R___ F____;
0 z6 w8 z5 _& x: o. a# y* {: ? 使用圓弧插補(bǔ)指令,可以用絕對(duì)坐標(biāo)編程,也可以用相對(duì)坐標(biāo)編程。絕對(duì)坐標(biāo)編程時(shí),X、Z是圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)值;增量編程時(shí),U、W是終點(diǎn)相對(duì)始點(diǎn)的距離。圓心位置的指定可以用R,也可以用I、K,R為圓弧半徑值;I、K為圓心在X軸和Z軸上相對(duì)于圓弧起點(diǎn)的坐標(biāo)增量; F為沿圓弧切線方向的進(jìn)給率或進(jìn)給速度。" J- ?! A2 ?5 q. H6 f" r% w( c
規(guī)定圓心角α≤180°時(shí),用“+R”表示;α> 180°時(shí),用“-R”。 r7 c0 J. e1 e6 {
注意:R編程只適于非整圓的圓弧插補(bǔ)的情況,不適于整圓加工 ; @5 ?3 D& S$ G9 g0 B9 n
如圖所示的圓弧從起點(diǎn)到終點(diǎn)為順時(shí)針方向,其走刀指令可編寫如下:2 `0 O& J0 n. p0 L% V! s9 \
G02 X50.0 Z30.0 I25.0 F0.3;# g( `$ W$ j2 p7 n
絕對(duì)坐標(biāo),直徑編程,切削進(jìn)給率0.3mm/r
) h1 V" W$ @! Z$ `4 c9 e0 \ G02 U20.0 W-20.0 I25.0 F0.3;2 d; L1 i( p4 i' J6 D1 D6 p
相對(duì)坐標(biāo),直徑編程,切削進(jìn)給率0.3mm/r
& O) o2 C- o' T1 @' _0 D- N G02 X 50. 0 Z30.0 R25.0 F0.3;( t% U; a. T0 f+ W1 ?6 T F# X: u6 {
絕對(duì)坐標(biāo),直徑編程,切削進(jìn)給率0.3mm/r1 } {) O! M% R8 k$ O, j. j
G02 U20.0 W-20.0 R25.0 F0.3;. ?7 O! [5 ~ l V X% M
相對(duì)坐標(biāo),直徑編程,切削進(jìn)給率0.3mm/r G04指令用于暫停進(jìn)給。
; N8 n% \2 U; b% B. p9 r' K 其指令格式是:
! b' E, S }! X4 [: n# z- ^* d8 F3 U G04 P____或G04 X(U)____
3 j3 L; N- k& n5 Z1 m 暫停時(shí)間的長(zhǎng)短可以通過地址X(U)或P來指定。其中P后面的數(shù)字為整數(shù),單位是ms;X(U)后面的數(shù)字為帶小數(shù)點(diǎn)的數(shù),單位為s。有些機(jī)床,X(U)后面的數(shù)字表示刀具或工件空轉(zhuǎn)的圈數(shù)。2 c; x8 X+ z0 m$ I% N5 f
該指令可以使刀具作短時(shí)間的無進(jìn)給光整加工,在車槽、鉆鏜孔時(shí)使用,也可用于拐角軌跡控制。例如,在車削環(huán)槽時(shí),若進(jìn)給結(jié)束立即退刀,其環(huán)槽外形為螺旋面,用暫停指令G04可以使工件空轉(zhuǎn)幾秒鐘,即能將環(huán)形槽外形光整圓,例如欲空轉(zhuǎn)2.5s時(shí)其程序段為:- U" M) v5 x. \. Q' a# h4 X
G04 X2.5或G04 U2.5或G04 P2500;
2 ]6 t1 \1 D/ ^% \4 S* ~3 d; k; vG20表示英制輸入
3 K. r- i/ n+ ?) r G21表示米制輸入
( K2 E0 T3 r$ u G20和G21是兩個(gè)可以互相取代的代碼
# S" Q H0 c( O 機(jī)床出廠前一般設(shè)定為G21狀態(tài),機(jī)床的各項(xiàng)參數(shù)均$ j% c8 e2 P/ v
以米制單位設(shè)定。
: P t9 I! o1 T9 j 如果一個(gè)程序開始用G20指令,則表示程序中相關(guān)的1 f$ S# ^- g0 x# f3 O$ x7 r
一些數(shù)據(jù)均為英制(單位為英寸)。1 Y2 X4 S) `. ~& ~* e
如果程序用G21指令,則表示程序中相關(guān)的一些數(shù)據(jù)
8 b z- U- E& t: C" h2 a1 D* D* a均為米制(單位為mm)。- n+ n1 A1 X2 m5 @" J1 \: b
在一個(gè)程序內(nèi),不能同時(shí)使用G20或G21指令,且必
+ c- g5 ?* x7 v. U; [) E5 X* Q須在坐標(biāo)系確定前指定。
! l# I/ ^" N4 E; P) J9 C8 c G20或G21指令斷電前后一致,即停電前使用G20或& j9 X+ ?# [0 Z M
G21指令,在下次后仍有效,除非重新設(shè)定。 5 z) Y, d1 L- G3 C' T
在數(shù)控車削中有兩種切削進(jìn)給模式設(shè)置方法,即進(jìn)給率(每轉(zhuǎn)進(jìn)給模式)和進(jìn)給速度(每分鐘進(jìn)給模式)。
7 B2 r( d n+ z8 P" n5 x 2.6.1 刀具的幾何補(bǔ)償和磨損補(bǔ)償8 ~* I( r1 e! b/ |. J$ v5 y4 S
如圖所示,刀具幾何補(bǔ)償是補(bǔ)償?shù)毒咝螤詈偷毒甙惭b位置與編程時(shí)理想刀具或基準(zhǔn)刀具的偏移的;刀具磨損補(bǔ)償則是用于補(bǔ)償當(dāng)?shù)毒呤褂媚p后刀具頭部與原始尺寸的誤差的。這些補(bǔ)償數(shù)據(jù)通常是通過對(duì)刀后采集到的,而且必須將這些數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地儲(chǔ)存到刀具數(shù)據(jù)庫中,然后通過程序中的刀補(bǔ)代碼來提取并執(zhí)行。
7 o; ` {% Q5 ]) j% Y4 c) R/ ^刀補(bǔ)指令用T代碼表示。常用T代碼格式為:T xx xx,即T后可跟4位數(shù),其中前2位表示刀具號(hào),后兩位表示刀具補(bǔ)償號(hào)。當(dāng)補(bǔ)償號(hào)為0或00時(shí),表示不進(jìn)行補(bǔ)償或取消刀具補(bǔ)償。有些系統(tǒng) T代碼格式為: T xx ,即T后可跟2位數(shù),2位數(shù)既表示刀具號(hào),同時(shí)表示刀具補(bǔ)償號(hào)。1 ]; }0 F4 s2 o" [
若設(shè)定刀具幾何補(bǔ)償和磨損補(bǔ)償同時(shí)有效時(shí),刀補(bǔ)量是兩者的矢量和。若使用基準(zhǔn)刀具,則其幾何補(bǔ)償位置補(bǔ)償為零,刀補(bǔ)只有磨損補(bǔ)償。在圖示按基準(zhǔn)刀尖編程的情況下,若還沒有磨損補(bǔ)償時(shí),則只有幾何位置補(bǔ)償,?X=?Xj、?Z=?Zj;批量加工過程中出現(xiàn)刀具磨損后,則:?X=?Xj+?Xm、?Z=?Zj+?Zm;而當(dāng)以刀架中心作參照點(diǎn)編程時(shí),每把刀具的幾何補(bǔ)償便是其刀尖相對(duì)于刀架中心的偏置量。因而,第一把車刀:?X=?X1、?Z=?Z1;第二把車刀:?X=?X2、?Z=?Z3。 * v# v7 U7 q1 G
數(shù)控系統(tǒng)對(duì)刀具的補(bǔ)償或取消刀補(bǔ)都是通過拖板的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。對(duì)帶自動(dòng)換刀的車床而言,執(zhí)行T指令時(shí),將先讓刀架轉(zhuǎn)位,按前2位數(shù)字指定的刀具號(hào)選擇好刀具后,再按后2位數(shù)字對(duì)應(yīng)的刀補(bǔ)地址中刀具位置補(bǔ)償值的大小來調(diào)整刀架拖板位置,實(shí)施刀具幾何位置補(bǔ)償和磨損補(bǔ)償。T代碼指令可單獨(dú)作一行書寫,也可跟在移動(dòng)程序指令的后部。當(dāng)一個(gè)程序行中,同時(shí)含有刀補(bǔ)指令和刀具移動(dòng)指令時(shí),是先執(zhí)行T代碼指令,后執(zhí)行刀具移動(dòng)指令。5 p) o1 x( l( ~7 N1 n% U
刀尖半徑補(bǔ)償, ]9 l3 n0 t" J: z
雖然采用尖角車刀對(duì)加工及編程都很方便,但由于刀頭越尖就越容易磨損,并且當(dāng)?shù)毒咛舛M(jìn)給速度又較大時(shí),可明顯地感覺出一般的輪廓車削將產(chǎn)生車螺紋的效果,即使減小進(jìn)給速度,也會(huì)影響到加工表面的粗糙度。為此,精車時(shí)常將車刀刀尖磨成圓弧過渡刃。采用這樣的車刀車內(nèi)、外圓和端面時(shí),刀尖圓弧不影響加工尺寸和形狀,但轉(zhuǎn)角處的尖角肯定是無法車出的,并且在切削錐面或圓弧面時(shí),會(huì)造成過切或少切,因此,有必要對(duì)此采用刀尖半徑補(bǔ)償來消除誤差。' U! |. `7 o( U( U( k( [
如圖所示,有刀尖存在時(shí),對(duì)刀尖按輪廓線編程加工,即可以得到理想輪廓,不需要考慮刀補(bǔ);而用圓弧頭車刀時(shí),若還按假想刀尖編程加工而又不考慮刀補(bǔ),則實(shí)際切削得到的輪廓將產(chǎn)生誤差,只有考慮刀補(bǔ)(人工考慮刀補(bǔ)量進(jìn)行編程,即以偏移理想輪廓一個(gè)刀具半徑的軌跡線計(jì)算)編程加工后,方可保證切削得到理想輪廓線。當(dāng)然也可以按照輪廓軌跡編程,再在程序中適當(dāng)位置加上刀補(bǔ)代碼,讓機(jī)床自動(dòng)進(jìn)行刀補(bǔ)。
/ G, W4 r, n9 U# g利用機(jī)床自動(dòng)進(jìn)行刀尖半徑補(bǔ)償時(shí),需要使用G40、G41、G42指令。: R6 f; N% R, ~; O+ R- _
當(dāng)系統(tǒng)執(zhí)行到含T代碼的程序指令時(shí),僅僅是從中取得了刀具補(bǔ)償?shù)募拇嫫鞯刂诽?hào)(其中包括刀具幾何位置補(bǔ)償和刀具半徑大小),此時(shí)并不會(huì)開始實(shí)施刀尖半徑補(bǔ)償。只有在程序中遇到G41、G42、G40指令時(shí),才開始從刀庫中提取數(shù)據(jù)并實(shí)施相應(yīng)的刀徑補(bǔ)償。! S( |0 S0 |0 R# A2 {+ T L! R
G41——刀尖半徑左補(bǔ)償。沿著進(jìn)給方向看,刀尖位置應(yīng)在編程軌跡的左邊。7 U; {+ b# V4 D: U9 R) y" o
G42——刀尖半徑右補(bǔ)償。沿著進(jìn)給方向看,刀尖位置應(yīng)在編程軌跡的右邊,如圖2-41所示。
8 M" L' S/ b# e1 F6 p# w G40——取消刀尖半徑補(bǔ)償。刀尖運(yùn)動(dòng)軌跡與編程軌跡一致。
2 q% l& ?# m# [3 ?! r! G' C8 O刀位點(diǎn)與刀尖方位
, u- `1 Q# u( P: a: n 刀位點(diǎn)即是刀具上用于作為編程相對(duì)基準(zhǔn)的參照點(diǎn)。當(dāng)執(zhí)行沒有刀補(bǔ)的程序時(shí),刀位點(diǎn)正好走在編程軌跡上;而有刀補(bǔ)時(shí),刀位點(diǎn)將可能行走在偏離于編程軌跡的位置上。按照試切對(duì)刀的情況看,對(duì)刀所獲得的坐標(biāo)數(shù)據(jù)就是刀尖的坐標(biāo),采用對(duì)刀儀,也基本上是按刀尖對(duì)刀的。而事實(shí)上,對(duì)于圓弧頭車刀而言,這個(gè)刀尖是不存在的,是一個(gè)假想的刀尖點(diǎn)(如圖 (a)中A點(diǎn))。當(dāng)然,也可通過測(cè)出刀尖圓弧半徑值來推測(cè)出刀尖圓弧中心點(diǎn)(圖 (a) 中B點(diǎn))。編程時(shí),通常就是用這樣兩個(gè)參照點(diǎn)來作為刀位點(diǎn)的,刀尖半徑補(bǔ)償也就是圍繞這兩種情況進(jìn)行的。
# t" c+ f: m6 I! E2 {) }2 t/ m事實(shí)上,當(dāng)采用A點(diǎn)編程補(bǔ)償方式時(shí),系統(tǒng)內(nèi)部只對(duì)錐面及圓弧面計(jì)算刀補(bǔ),而對(duì)車端面與車外圓則不進(jìn)行刀補(bǔ)。當(dāng)采用B點(diǎn)編程刀補(bǔ)方式時(shí),則無論什么樣的輪廓線都需要進(jìn)行刀補(bǔ)運(yùn)算。當(dāng)然,對(duì)有刀補(bǔ)功能的車床來說,無論用哪種補(bǔ)償方式,我們都只需要按零件最終得到的輪廓線進(jìn)行編程,至于怎么具體地實(shí)施刀補(bǔ),則是數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部要做的事情。但對(duì)于沒有刀補(bǔ)功能的車床來說,考慮如何刀補(bǔ)則是編程者必須要考慮的問題,只有正確的刀補(bǔ)編程才能得到準(zhǔn)確的輪廓軌跡。
- K1 r2 ^7 G1 K7 H7 D2 R, I雖然說只要采用刀徑補(bǔ)償,就可加工出準(zhǔn)確的軌跡尺寸形狀,但若使用了不合適的刀具,如左偏刀換成右偏刀,那么采用同樣的刀補(bǔ)算法還能保證加工準(zhǔn)確嗎?肯定不行。為此,就引出了刀尖方位的概念。圖 (b)所示為按假想刀尖方位以數(shù)字代碼對(duì)應(yīng)的各種刀具裝夾放置的情況;如果以刀尖圓弧中心作為刀位點(diǎn)進(jìn)行編程,則應(yīng)選用0或9作為刀尖方位號(hào),其他號(hào)都是以假想刀尖編程時(shí)采用的。只有在刀具數(shù)據(jù)庫內(nèi)按刀具實(shí)際放置情況設(shè)置相應(yīng)的刀尖方位代碼,才能保證對(duì)它進(jìn)行正確的刀補(bǔ);否則,將會(huì)出現(xiàn)不合要求的過切和少切現(xiàn)象。9 x( c! d4 \9 q7 {& e0 m0 V! v0 ]$ [
刀徑補(bǔ)償?shù)囊?初次加載)$ ]/ ]* S8 y0 u- V& }2 Z
由沒有設(shè)定刀徑補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)動(dòng)軌跡到首次執(zhí)行含G41、G42的程序段,即是刀尖半徑補(bǔ)償?shù)囊脒^程。見圖2-43,編程時(shí)書寫格式為:( c$ I1 s+ B g! L& K8 M
...
+ L& N1 U2 K, N6 }; p6 f d3 B* zG40G00(G01) ... ;先取消以前可能加載的刀徑補(bǔ)償(如果
5 W ~' f- A, G 以前未用過G41或G42,則可以不寫這一行)
8 O( ]: c3 a0 [7 vG41(G42) G01(G00) ...Dxx; 在要引入刀補(bǔ)的含坐標(biāo)移- x. c K/ H- ]9 i4 X: r
動(dòng)的程序行前加上G41或G42& l |* N: U- O
刀徑補(bǔ)償?shù)娜∠?卸載)5 P# Y" w& Z" |, v, K
執(zhí)行過刀徑補(bǔ)償G41或G42的指令后,刀補(bǔ)將持續(xù)對(duì)每一編程軌跡有效;若要取消刀補(bǔ),則需要在某一編程軌跡的程序行前加上G40指令,或單獨(dú)將G40作一程序行書寫。# H4 `! g3 F+ U4 I/ N
注意:: H* V- b2 u* ^! w7 H, @, i
(1) 刀徑補(bǔ)償?shù)囊牒托遁d不應(yīng)在G02、G03圓弧軌跡程序行上實(shí)施。
! t7 w6 [' C) [7 G5 \# i (2) 刀徑補(bǔ)償引入和卸載時(shí),刀具位置的變化是一個(gè)漸變的過程。
2 f5 |- M. K& J5 S4 p! R" T4 Y (3) 當(dāng)輸入刀補(bǔ)數(shù)據(jù)時(shí)給的是負(fù)值,則G41、G42互相轉(zhuǎn)化。
+ S, ~8 l. t, P6 X (4) G41、G42指令不要重復(fù)規(guī)定,否則會(huì)產(chǎn)生一種特殊的補(bǔ)償。# V+ F. _5 U9 T) J. \
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