范文一:刀具长度补偿
刀具长度补偿
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典型的指令格式为G43 Z_H_;或G44 Z_H_。其中G43指令加补偿值,也叫正向补偿,即把编程的Z值加上H代码指定的偏值寄存器中预设的数值后作为CNC实际执行的Z坐标移动值。相应的,G44指令减去预设的补偿值,也叫负向补偿。
当指令G43时,实际执行的Z坐标值为Z’=Z_+(H_);
当指令G44时,实际执行的Z坐标值为Z’=Z_-(H_);
这个运算不受G90绝对值指令或G91增量值指令状态的影响。偏值寄存器中可预设正值或负值,因此有如下等同情况。
指令G43、H设正值等同于指令G44、H设负值的效果:
指令G43、H设负值等同于指令G44、H设正值的效果。
因此一般情况下,为避免指令输入或使用时失误,可根据操作者习惯采用两种方式:
只用指令G43,H设正值或负值:
H只设正值,用指令G43或G44。
以下介绍使用较多的第一种情况。
被补偿的偏置值由H后面的代码指定。例如H1设20.、H2设-30.,当指令“G43 Z100.H1;”时,Z轴将移动至120.处:而当指令“G43 Z100. H2;”时,Z轴将移动至70.处。
G43(G44)与G00、G01出现在一个程序段时,NC将首先执行G43(G44)。
1.钻头T1 2.镗刀T2 3.铣刀T3 4.标准刀具 5.工件
对刀基准面示意图
根据用户购买机床时的实际配置,对刀有两种情况。
有机外对刀仪
一般以对刀仪供货时随机的校验棒作为标准刀具,把它装进主轴,.轴回到机床零点,然后以手动方式使标准刀具的前端(一般是钢球)抵至Z0平面,可以用塞尺确认。
直接把此时机床坐标系的Z轴值(负值)设置为该工件坐标系的Z
值。接着在对刀仪上测出所
没有机外对刀仪
有的操作者用一个对刀块确认刀具的前端抵至Z0平面,这样在输入补偿值或输入工件坐标系Z值时换算对刀块的厚度,也容易因加减搞错和漏加漏减造成事故。
不同刀具的对刀点
根据使用经验,为使程序调整简单,钻头、铣刀、镗刀等刀具以刀尖对刀。但是对倒角刀具,比如锪钻、倒角镗刀、倒角立铣刀等以被倒角的孔口接触刀刃作为对刀点,这样可以简化倒角角度与Z轴进给长度的换算。
加工中心镗孔的刀具技术的应用
2007-06-11 16:44
刀具是机械制造中用于切削加工的工具,又称切削工具。孔加工刀具,包括钻头、扩孔钻、镗刀、铰刀和内表面拉刀等。和其它机械加工相比,镗孔加工是属一种较难的加工。它只靠调节一枚刀片(或刀片座)要加工出
像H7、H6这样的微米级的孔。随着加工中心的普及,现在的镗孔加工只需要进行编程、按扭操作等。正因为这样,就需要有更简单、更方便、更精密的刀具来保证产品的质量。这里主要从刀具技术的角度来分析加工中心的镗孔加工。
一、加工中心上镗孔加工的特点
1.刀具转动
和车床加工不同,加工中心加工时由于刀具转动,便不可能在加工中及时掌握刀尖的情况来调节进刀量等。也不可能像数控车床那样可以只调节数控按扭就可以改变加工直径。这便成了完全自动化加工的一个很大的障碍。也正因为这样所以就要求镗刀必须具有微调机构或自动补偿机能,特别是在精镗时根据公差要求有时必须在微米级调节。
另外,加工中心镗孔时由于切屑的流出方向在不断地改变,所以刀尖、工件的冷却以及切屑的排出都要比车床加工时难的多。
2.刀具的颠振
镗孔加工时最常出现的、也是最令人头疼问题是颠振。在加工中心上发生颠振的
原因主要有以下几点
1)工具系统的刚性:包括刀柄、镗杆、以及中间连接部分的刚性。因为是悬臂加工所以特别是小孔、深孔及硬质工件的加工时,工具系统的刚性尤为重要。
2)刀具系统的动平衡:相对于刀具系统的转动轴心,刀具自身如有一不平衡质量,在转动时因不平衡的离心力的作用而导致颠振的发生。特别
是在高速加工时刀具的动平衡性所产生影响很大。
3)工件自身或工件的固定刚性:像一些较小、较薄的部件由于其自身的刚性不足,或由于工件形状等原因无法使用合理的夹具进行充分的固定。
4)刀片的刀尖形状:刀片的前角、刀尖半径、断屑槽形状的不同所产生的切削抗力也不同。
5)切削条件:包括切削速度、进给量、进刀量以及给切削油方式及种类等。
6)机器的主轴系统:机器主轴自身的刚性、轴承及齿轮的性能以及主轴和刀柄之间的连接刚性。
3.刀具的装夹
在镗削孔时,最重要的是在加工中心上正确装夹刀具。在小孔镗削中,刀具的中心高是导致刀具失效的重要因素。如果刀具安装低于中心高,将影响刀具的加工性能。主要表现在:
1)切削刃相对于工件的主后角减小,导致刀具的后刀面与工件接触,使刀片与工件之间发生摩擦,当刀片旋转时,这种摩擦进一步会使刀尖发生偏离,导致刀具更深地切入工件。切削刃的几何参数对切削效率的高低和加工质量的好坏有很大影响。增大前角,可减小前刀面挤压切削层时的塑性变形,减小切屑流经前面的摩擦阻力,从而减小切削力和切削热。但增大前角,同时会降低切削刃的强度,减小刀头的散热体积。
2)当刀具后角减小时,刀片相对于工件的前角也增大,从而引起刀具刮削工件,引起刀具振动并损坏刀具。这种情况在镗削小孔时更为严重。
为此建议刀具安装应略高于中心高(但应尽可能接近中心高)。这样可
使刀具相对于工件的法向后角增大,切削条件得到改善,如果加工时产生振动,刀尖会向下和向中心偏斜,从而接近理想的中心高。刀具也可轻微地退出,减小削伤工件的可能性。此外,刀具前角也将减小,这样可稳定工作压力。如果前角减小到0?,就会产生太大的工作压力,导致刀具失效。所以在镗孔时,应选取正前角的镗刀,在镗1mm的小孔时,镗杆的直径只有0.75mm左右,使刀具承受的切削力减小。
4.切屑的排出
在镗削孔时,切屑的有效排出至关重要。加工时,由于刀具在孔内,切削液很难到达切削刃,造成切屑排出困难,影响刀具寿命。为解决这一难题,一些刀具制造商开发出一种沿切削刃带冷却槽的刀片,使切削液直接流向切削刃,防止切屑堵塞和刀具损坏。
二、刀具的选择基准
根据加工内容的不同镗刀的选择基准也不一样,一般来说,应注意系统本身的刚性、动平衡性、柔性、信赖性、操作方便性及寿命和成本。
1.一体式镗刀
古老的一体式镗刀主要用在批量产品的生产线或专用机上,但实际上机器的规格有多种多样:NT、MT、BT、IV 、CV 、DV等等。即使规格一样,大小也有不同。 即使规格、大小都一样,有可能拉钉形状、螺纹不一样,或者法兰面形状不一样。这些都使得一体式镗刀在对应上遇到很大的困难。特别是近些年来,市场结构、市场需要日新月异,产品周期日益缩短,这就要求加工机械以及加工刀具具有更充分的柔性。所以一体式镗刀大多数已从工厂中消失。
2.模块式镗刀
模块式镗刀即是将镗刀分为:基础柄、延长器、减径器、镗头、刀片座、等多个部分,然后根据具体的加工内容(粗镗、精镗;孔的直径、深度、形状;工件材料等等)进行自由组合。这样不但大大地减少了刀柄的数量,降低了成本,也可以迅速对应各种加工要求,并延长刀具整体的寿命。
现在市场上存在着各种各样的模块式镗刀系统,它们的连接方式各有区别。诸如: BIG-KAISER方式:它只要靠一颗锥度为15?的锥形螺丝来连接,固定时也只需要一支六角小扳手,操作非常方便;
侧固式:这种连接方式仅仅是达到固定的目的。它的旋紧力的绝大部分都向着径向。不但连接体的端面不能密接,径向位置也会发生变化;
旋入式:虽然端面得到连接,但刀尖在圆周上的相位会发生变化;
后部拉紧式:端面的连接和跳动都较好,但操作性很差
当然市场上所具有类型远远不止以上几种,用户可根据需要选择所需类型的镗刀。
显而可见,模块式镗刀具有一体式镗刀无法比拟的优势。当然,这也需要模块式镗刀具有高连接精度和高连接刚性,以及高重复精度和高度的信赖性。
总而言之,模块式镗刀系统具有很大的优势,但并不是说只要是模块式就好。必
须从连接刚性、精度、操作性、价格等多方面来衡量。
三、实例分析
毛坯尺寸:100×80×30(mm)材料为45#钢,刀具是模块式镗刀硬质合金材料。
(1)加工工艺:钻预置孔—扩孔—粗镗—精镗
(2)刀具:
1、φ19.8钻头
2、φ24.8钻头
3、φ20镗刀
4、φ25镗刀
(3)程序:
O0001
G54 G90 M03 S600 T1 G0 X0 Y0(钻φ20的预置孔)
G43 H01 G0 Z20
G81 X30 Y25 Z-35 R5 F80
G91 G28 Z0
M06 T2(钻φ25的预置孔)
G43 H02 G0 Z20
G81 X20 Y20 Z-35 R5 F80
G91 G28 Z0
M06 T3 (粗镗φ20的孔)
G41 H03 G0 Z20
G85 X30 Y 25 Z-35 R5 F80
G91 G28 Z0
M06 T4(粗镗φ25的孔)
G43 H04 G0 Z20
G85 X20 Y20 Z-35 R5
G91 G28 Z0
Y0
M30
(4)测量尺寸:根据测量的结果按照孔的精度要求通过镗刀的减径器来调节刀片刀尖的位置,再进行精加工,最终能符合公差的精度要求。
从上面的例子中我们可以看出工件的材料、加工孔的直径、深度决定着用什么式样和什么材料的镗刀,不同的镗刀对应着不同的材料要求,最终目的是能镗出高质量高精度的成品件。
由于在高温、高压、高速下,和在腐蚀性流体介质中工作的零件,其应用的难加
工材料越来越多,镗孔加工的自动化水平和对加工精度的要求越来越高。为了适应这种情况,镗孔刀具的发展方向将是发展和应用新的刀具材料,以便能更好地解决刀具材料硬度与强度间的矛盾;进一步发展可转位刀具的结构;提高刀具的制造精度,减小产品质量的差别,并使刀具的使用实现最佳化。
范文二:刀具长度补偿
教 案
课题 刀具长度补偿 课时 45 分钟 课型 新 课
让学生了解刀具长度补偿的作用及使用方
教学目的 法。
教学重点 掌握工件刀具长度补偿指令的格式
教学难点 刀具长度补偿方向及符号的选择 教学方法要点 讲解、示范
应准备的教具 多媒体、数控铣床仿真软件及相关设备
课时分配计划
序号 内 容 占用时间
1 课前提问复习刀具半径补偿指令 5分钟
2 刀具长度补偿的作用 5分钟
3 刀具长度补偿格式及使用方法 15分钟
4 例题讲解及说明 10分钟
5 仿真软件操作模拟 6分钟
6 小结 4分钟 课前提问: 1. 刀具半径补偿的使用方法,
1
备 课 纸
(一)组织教学:
1(学生按时整队,进入实习教室,师生互相问候。
2(检查出勤情况。
(检查学生装束是否整齐(工作服)。 3
4(宣布本节课的内容及任务。
(二)入门指导:
1(复习旧课引入新课
1)回答刀具半径补偿的格式及作用
2)说出下图的编程思路
2
2(讲解新课以及演示
1. 刀具长度补偿的作用
将刀具长度值或刀具长度的差值输入到长度偏置寄存
器中,用该功能可以自动补偿不用修改程序或工件坐标系。
3
2.刀具长度补偿的格式
G43 G00 Z H
G01 Z H G44 G00 Z H
G01 Z H
G49 G00 Z
G01 Z
G43:刀具长度沿补偿轴正方向补偿
G44:刀具长度沿补偿轴负方向补偿
G49:取消长度补偿
H00:取消长度补偿
说明:
? 长度补偿轴的选择:与加工平面有关当在G17(X,Y)平面时补偿轴
为Z轴,当在G18(X,Z)平面时补偿轴为Y轴,当在G19(Y,Z)平
面时补偿轴为X轴,
? 偏置的方向:当用G43时,用H代码中的偏置值加到程序中指定
的位置坐标值上。如H中为50,程序中为Z50.那么实际将移动
Z100。
当用G44时,用H代码中的偏置值减去程序中指定的位置坐标值
上。如H中为50,程序中为Z50.那么实际将移动到Z0。 ? 刀具长度偏置值的指定:刀具长度偏置值放置在H xx补偿号所
对应的寄存器中,和半径补偿相同。
H00 为取消补偿所以一般00号寄存器中不放数值。
4
? 刀具长度偏置值于补偿方向的对应关系见表
补偿值为正 补偿值为负 G43 补偿轴正向补偿 补偿轴负向补偿 G44 补偿轴负向补偿 补偿轴正向补偿
? 取消长度补偿: G49可在程序结束时使用,中途换刀
不用取消长度补偿,其补偿值不会累
加。取消补偿时加移动指令于对刀方
法有关。
注意: 1刀具长度补偿时不可以移动补偿轴以外的其它轴。
2刀具长度补偿值于半径补偿值分开存储不能存储在同一
个寄存器中,分D,H两个存储单元。入铣床在同一存储
器存储则要存在不同的补偿号中。
5
3(例题及讲解
例一:编写下图钻孔程序.(先钻中心孔再钻孔)
M05 O0001; M00
M30 G91 G30 Z0 G91 G30 Z0
T1 M6 T2 M6
G90 G55 G00 X0Y0 G90 G55 G00 X0 Y0 M03 S1000; M03 S1000;
G43 Z30.H01; G43 Z30.H01;
G98 G81 Z-2. R3. F50 G98 G83 Z-32. R2.Q3 G80 F50
M05 G80
G49 G00 Z0
6
例二:编写下图钻孔程序(学生练习题)
(三)巡回指导:
1(对个别的差生,进行单独的指导,并及时地纠正其加工过程中出现的问题及错误。
2(对普遍存在的问题采用集中指导的方法,把部分同学或全体同学集合起来,根据出现的问题加以纠正,然后再由教师反复演示。
(四)结束指导:
1. 总结学习的情況、存在的问题。
2. 总结课堂的纪律情况。
3. 总结文明生产、安全操作情况。
4. 学生整理自己的学习物品,搞好计算机房的卫生工作。
7
范文三:刀具长度补偿
数控编技术程刀具长度
补偿徐云飞 x
ufy@sii.tnc
一、具长度补刀的偿因原
机床Z向方的动基准运是轴端面的中 主点,而不刀是端具面的点中,且而床并 机不自动能断刀具的判度,为长保证了同不 度长的刀具以可工出相加厚同的度零, 件以所数控统系就供了提具长度补刀偿这样一个指令 ,过通令指的式形除不同消度 的刀长不具能工加相出同度厚零这个件问题。
? 二
.刀具度补偿的长立
建– 指令:G43 含义– :具在Z方向刀动偏自一个移所指定刀 具长度的。 – 格值: 式G3 40G Z0H
? ?
其
中Z——:目点坐标 H标——置放补所度长的数参号
?三刀具.度补偿的撤长消 –指令:G4 9 –含义: 撤刀消长度具偿补– 格 式:G4 G009Z ? 中:其Z——标点
? 目.刀四长度补具偿程举编例
?
?? ? ? ??
0O010(程序 ) 号0M6 01 (刀T具择选) 03 SM800(主轴 转正 M)0 (冷却8液开 G54 G0) X00Y0 (选编程原择) 点43 G0G Z500 .0H1( 刀下到全平安面并建立,具长度补偿 )刀? G 00X0 Y -65. 下(刀点定位A到点 ? G)0 Z5.0 下刀到参考平() 面 ?0G Z14.-F1 0 (下0到所需刀深度
)?
?? ? ? ? ? ??? ? ?? ? ? ? ?
42 GG0 1X0 Y-0278. D1 0(A—B并建立—刀具半径补 偿)G0 1X 1.2Y 20.78- (—B—)CG01 X 42 .Y 0(—C—) GD10X 21 Y.207.8 (——DE )G0 X1-2. Y12078 .E——F) G(1 X-024 Y.0 (—FG— )0G 1X1-.2 -2Y078 (.—G—) G01HX 0Y- 2078 .H——B()G4 0G 10 X Y-60. 5(—BA—撤并消具刀半补偿径 G)01Z 5 .(抬刀到参平面考)G 0 Z05.0( 抬刀到安平全面 )4G 9G00Z0 (撤刀具长度补偿消 )M05(主 停) M0轴9 (冷液却关) 0M2(程 序结)束 %
其余
五
、加 如图所示 工件,要求 零程用序动 加自,工证 零保件中居 并,证保零件表 面糙度 。粗用刀具 半运补偿径 功能证零件 尺保寸,用运 刀具长度补 实偿自动 现换刀。
? 六
刀、具长补度偿的立和撤消建使 的时用机
?1 、一刀具把换被后的上一次第Z向运应动该 建立刀长度补具。 偿? 2、把一具被换刀下的前最一次Z后运向 动该应撤消具长刀补偿。
?度七 刀、长具度补的偿用使注意
? 点、1具刀度补长偿的立建撤消都和伴随是着Z轴的 线直运而动应该不现出X、运动Y 或圆弧运。 ? 动、每2刀把的第次一Z运轴动应该就建刀 具长度立偿、补后一最次轴Z动运该应撤消刀具 度长偿补 ?。 3、H后面号的应该与刀码号一一具应对。
八、?加工的注意点
?中1 、无论M是I模D式,是在还动自加模 工,正式常换刀过程中不有能其它动作 。 2、?自在动工加前之每把,要需使的用刀 都具先进应行对,并将数值刀入输 OFSEFTS TTINEG
中。
?
、在一连3平续面上进铣行削工加 须使用同一把刀,避必使免用同刀出不现 刀接。 痕?4、 的孔工加本在次习练使中用手工 加。工
谢
谢
范文四:刀具长度补偿的理解与应用
数控加工中心刀具补偿的研究与应用
谢民雄
万向钱潮(桂林)汽车底盘部件有限公司
摘要: 刀具补偿是一个很重要的数控功能;数控加工中心加工一个零件通常需要数把刀,CNC系统通过补偿指令完成各把刀具补偿功能,以保证在加工过程中各把刀移动到正确的位置和下降到正确的高度。理解领会刀具补偿的方式特点和正确应用刀具补偿各项功能,对于在工作生产中提高工作效率,保证安全生产具有十分重要的意义。 关键词:刀具补偿;方式特点;安全生产
加工中心本质上就是数控铣床,但是相对于数控铣床则多增加了刀库和自动换刀装置,在加工过程中由程序自动选刀和换刀.由于加工中心常用来加工形状复杂、工序多、精度要求较高的零件,因而加工一个零件需用几把或十几把刀具甚至更多.由于每把刀具的直径大小和长度都是不同的,在对被加工零件确定工件坐标系零点后,有必要引入刀具补偿功能,以保证在加工过程中各把刀下降到正确的高度和以正确的刀具路径进行切削加工。刀具补偿可分为刀具长度补偿和刀具半径补偿。长度补偿是指主轴轴向的补偿,也就是铣刀轴向的补偿,而对于铣刀径向的补偿,也就是每把铣刀直径大小不一样,在直径方向的补偿叫半径补偿。
一. 刀具半径补偿
1.刀具半径补偿意义:
数控加工中心在程序运行时将刀具当做一个点做轨迹运动。比如用刀具R3铣边长100的正方形凸台时,程序按边长100的正方形尺寸输入,而刀具轴心的轨迹是边长106的正方形,则工件上铣削的是符合图纸尺寸的100的正方形。假如不用刀具半径补偿功能,则加工
时刀具轴心的轨迹是边长100的正方形,则工件上铣削出的是边长为94的正方形凸台,不符合图纸尺寸的要求。
2.指令格式
G17/G18/G19 G00/G01 G41/G42 IP_D_
G41:刀具半径左补偿 G42:刀具半径右补偿
半径补偿仅能在规定的坐标平面内进行,使用平面选择指令G17、G18或G19可分别选择XY、ZX或YZ平面为补偿平面。半径补偿必须规定补偿号,由补偿号D存入刀具半径值,则在执行上述指令时,刀具可自动左偏(G41)或右偏(G42)一个刀具半径补偿值。由于刀补的建立必须在包含运动的程序段中完成,因此以上格式中,也写入了GOO(或GO1)。在程序结束前应取消补偿。
3.刀具半径补偿的应用
刀具半径补偿有B功能和C功能两种补偿形式。由于B功能刀具半径补偿只根据本段程序进行刀补计算,不能解决程序段之间的过渡问题,要求将工件轮廓处理成圆角过渡,因此工件尖角处工艺性不好;C功能刀具半径补偿能自动处理两程序段刀具中心轨迹的转接,可完全按照工件轮廓来编程,因此现代CNC数控机床几乎都采用C功能刀具半径补偿
刀具半径补偿的方向怎么样判断呢?判断的方法:“顺着刀具运行的方向”上看去刀具在工件的左面为左补偿,刀具在工件的右面为右补偿。补偿可以为“负”,当刀具半径补偿取负值时,G41和G42的功能互换。
刀具的半径值预先存入存储器Dxx中,xx为存储器号,当一个程序需用到几把刀时,建议刀具号Txx和存储器Dxx相对应,即T1号刀具半径补偿值相应地使用D01号存储器,这样加工时不容易搞错。执行刀具半径补偿后,数控系统自动计算,并使刀具按照计算结果自动补偿。在加工的过程中,如果零件轮廓尺寸与图纸尺寸有差别,就可以通过修正存储器Dxx中的半径补偿值,再重新运行程序以达到要求。取消刀具半径补偿用G40,也可用D00取消刀具半径补偿。
使用中需注意:建立、取消刀补时,G41、G42、G40指令必须与G00或G01指令共段,即使用G41、G42、G40指令的程序段中必须同时使用G00或G01指令,而不得同时使用G02或G03,并且建立、取消刀补时所运行的直线段的长度要大于所要补偿的刀具半径值,否则补偿功能不起作用;而在补偿方式中,写入2个或更多刀具不移动的程序段(辅助功能,暂停等等),刀具将产生过切或欠削。
二.刀具长度补偿
1.刀具长度补偿的意义
例如,要镗一个φ40mm的孔,确定要用到两把刀,先用钻头钻到φ38,再用镗刀镗到φ50mm,此时机床已经设定工件零点,而编程时一般都是让刀具快速下降到Z3.的高度开始切削,若是以钻头对刀确定工件座标系的Z原点,则钻头钻削时不会撞刀。当换上镗刀时,如果没有设定刀具长度补偿而程序中同样设定快速下降到Z3.这时当镗刀比钻头短时,就会出现镗孔镗不通的现象,而当镗刀比钻头长时就会出现撞刀。不设定刀具长度补偿而在程序中通过修改Z地址值来保证加工零点的正确将会很容易出错,因为程序长了各段地址代码值不统一是很难检查出错误的,而且在加工的过程中若刀具磨损了需要修改程序,若一个零件加工过程中同一把刀要加工几个不同的面,那当这把刀磨损之后则要修改所有与这把刀相关的程序。而在编制程序中用上了刀具长度补偿指令之后,当刀具磨损后,只需在相应的刀具长度补偿号中修改长度补偿值就可以了,不需要再修改程序,提高了工作效率,也保证了程序的安全运行。
2. 刀具长度补偿G43、G44、G49
系统规定除Z轴之外,其他轴也可以使用刀具长度补偿,但同时规定长度补偿只能同时加在一个轴上,要对补偿轴进行切换,必须先取消对前面轴的补偿。
2.1 指令格式:
G43α___H___;(α指X、Y、Z任意一轴),刀具长度补偿“+”。 G44α___H___;刀具长度补偿“-”。
G49或H00:取消刀具长度补偿。
指令中用G43、G44指令偏移的方向,用H指令偏置量存储器的偏置号;G43指令叫正向补偿,即当用G43对刀具长度补偿值指定一个正值时,刀具按照正向移动。G44指令叫负向补偿,即当用G44对刀具长度补偿值指定一个正值时,刀具按照负向移动。G43和G44是模态G代码。它们一直有效,直到指定同组的G代码为止。执行程序前,需在与地址H所对应的偏置量存储器中,存入相应的偏置值。以z轴补偿为例,若指令 GOO G43 Z100.0 H01;并于H01中存入“-200.0”,则执行该指令时,将用Z坐标值100.与H01中所存“-200.”进行“+”运算,即100.0+(-200.0)=-100,并将所求结果作为Z轴移动值。加工程序每调用不同的刀具的时候,都要先取消掉原先的刀具补偿,再把新调用的刀具长度补偿进去;而在程序结束前也要记得插入取消指令G49或H0.
3 CNC系统中刀具长度补偿功能与其他指令的关系
3.1刀具长度补偿与半径补偿功能的关系
如果在零件的数控加工程序中,既有刀具长度补偿又有刀具半径补偿(在控制器中补偿)指令时,必须把含有长度补偿的程序段写在含有半径补偿的程序段前面,否则半径补偿无效
例如:在下面的程序段中:
N50 GOOG41X20Y20D02
N60 GOOG43Z10
数控系统不执行刀具半径补偿若改为:
N50 GOOG43Z10
N60 GOOG41X20Y20D02
则数控系统既执行刀具半径系统又执行刀具长度补偿指令.
3.2刀具长度补偿与其它指令的关系
a.G43,G44指令只能用于直线运动之中,在非直线运动语句中使用时会产生报警;
b.G43,G44为同组模态指令,它们会自动取消上次刀具长度补偿而不需要用专门的G49指令,为了安全起见,在一把刀加工结束或程序段结束时,都应取消刀具长度补偿;
c.刀具长度补偿必须伴随独立的插补运动(GOO,GO1,G81,G83等)才能有效;
4.刀具长度补偿值的确定
不同的设备系统, 有不同的对刀方式, 而不同的对刀方式,刀具长度补偿的含意是不一样的。如小巨人公司VTC-20B加工中心马扎克系统,配上自动测量仪,它的长度补偿是补偿刀具的真正长度,即主轴锥孔端面中心至刀具刃口最底端的长度;而法兰克系统中机上手动对刀时长度补偿是指补偿刀具从某一Z轴向基准高度下降到工件座标原点的距离,它补偿的不是刀具的真正长度,而是刀具下降的距离。不同的刀具有不同的长度补偿值;而机内手动对刀时同一把刀加工不同工件编程原点的零件时也有不同的长度补偿值,这些不同的补偿值可以分别寄存在不同的长度补偿号H里面, 以备机床运行时程序随时调用。
(1)机内手动对刀测量方式
让Z轴回到机床参考点,这时机床座标系中X,Y,Z轴数值都为零,选择一个工件座标系(G54~G59任选一个都可),这时把Z值输为零,再把刀具装入主轴依次确定每把刀具与工件在机床坐标系中的Zo平面相接触,即利用刀尖(或刀具前端)在Z方向上与工件坐标系原点的距离值作为长度补偿值,即主轴下降后此时机床坐标系的Z坐标值直接作为每把刀的刀具长度补偿值,注意数值的正负号不能漏。
(2)机外刀具自动预调仪测量方式
是在刀具预调仪上测出的主轴端面至刀尖的距离,输入CNC的刀具长度偏置寄存器中作为刀长补偿值,此时的刀长补偿值是刀具的真正长度,是正值。
(3) 自动测长装置十机内对刀方式
设标准刀具的长度补偿值为零,把在刀具预调仪上测出的各刀具长度与标准刀具的长度之差分别作为每把刀的刀具长度补偿值.其中,比标准刀具长的记为正值,比标准刀具短的补偿值记为负值. 先通过机内对刀法测量出基准刀在返回机床参考点时刀位点在Z轴方向与工件坐标系原点的距离,并输入工件编程座标系中。
5.刀具长度补偿值测量方式的比较
用机上手动测量方法测量刀具长度补偿值麻烦且需要很多占机调试时间,因此效率低,但投资少. 当用同一把刀加工其它的工件时就要重新设置刀具长度补偿值.
用机外刀具预调仪或自动测长装置测量不占用有效机时,把刀具调整工作事先在刀具预调仪上完成,而且机床在加工运行时,还可在对刀仪上测量其它刀具的长度,不必因为在机床上对刀而占用机床运行时间,提高效率,充分发挥加工中心的作用,但是需添置刀具预调仪设备,成本较高. 使用刀具长度作为刀长补偿,可以同一把刀具加工不同工件而不需修改刀具长度补偿值。
三.G10可编程参数输入指令在刀具补偿中的应用
G10允许用户在程序中设置偏置,用G10代替手工输入刀具长度偏置、半径补偿、工件坐标系偏置等;G10的功能如下:
1、改变工件坐标系,G10L2P__IP__;
2、刀具寿命管理,G10L3P__;
3、在附加工件坐标系中设置工件零点偏移,G10L20P__IP__;
4、改变刀具补偿值,G10L10(11/12/13)P__R__;
5、参数的输入,G10L50;
: l" E" }2 b* ^9 e
(1) P: 选择的特殊偏置,由于P是跟随在L后面的选项,在不同的L种类中P的含义不同。
G10L10/L11 P__R__中:P__用来指定刀具长度补偿H代码。如:G10 L10 P1 ? P1表示H01
G10L12/L13 P__R__中:P__用来指定刀具半径补偿D代码。如:G10 L12 P1 ? P1表示D01
G10L2 P__IP__中:P0、P1-P6用来表示基本偏置EXT、G54-G59工件
坐标系。(P1=G54、P2=G55、P3=G56、P4=G57、P5=G58、P6=G59)如 G10 L2 P0 ?P0表示EXT基本坐标系。
G10 L2 P1 ?P1表示G54工件坐标系。7
G10L20 P__IP__中:P__用来表示附加工件坐标系。
(2)R:长度或直径偏置量的绝对值或相对量。
L10中:R用来表示长度偏置的绝对值。
G10 L10 P1 R100.3 表示长度H01里面输入100.3
L11中:R用来表示长度偏置的增量值。& i F( V" n( m8 k9 C& ] G10 L11 P1 R2.1 表示在原有的长度H01里面增加2.1
L12中:R用来表示半径偏置的绝对值。
G10 L12 P1 R4.1 表示半径补偿D01里面输入刀补4.1( K- @9 }6 j" L13中:R用来表示半径偏置的增量值。
G10 L13 P1 R-0.1 表示在原有的半径D01里面减去0.15 Q% q8 }8
(3) R值可以叠加使用,例如:
G10 L10 P1 R100.3
G10 L11 P1 R2.1
运行该程序段后刀具长度补偿偏置里面实际值为102.4
G10 L12 P1 R4.1
G10 L13 P1 R-0.1" y( @, b0 z9 j% w7 t( j! ?. k
运行该程序段后刀具半径补偿偏置里面实际值为4.00 F8 g& A: ^+ `( ]; Z$ p'
充分理解和掌握刀具补偿的含意,熟练运用加工中心刀具各项补偿功能,对于在工作中优化程序编制,程序安全运行和提高生产郊率具有重要的意义。
范文五:数控加工刀具长度补偿的研究
基金项目:数字化制造技术江苏省高校重点建设实验室项目HGDML-0507收稿日
期:2009年6月数控加工刀具长度补偿的研究董广强邵明辉徐州师范大学摘要:从机
床坐标系、工件坐标系及编程坐标系出发分析了数控镗铣类机床及加工中心在同一
个工件坐标系下使用多把长度不同的刀具对工件进行加工时进行刀具长度补偿的原
因。论述了有基准刀与无基准刀长度补偿的原理研究了这两种方法的特点提出了机
床Z坐标的计算方法。讨论了撤消长度补偿后CNC控制刀具所走的编程坐标表达的
实际意义这对理解数控加工刀具长度补偿及数控编程具有实际指导意义。关键词:
坐标系基准刀长度补偿中图分类号:TG701TG71 文献标志
码:AReseachonLengthCompensationofCuttingToolsinNCMachineDongGuangqiangShaoMinghuiAbstract:Buildingthemachinecoordinatesystemworkpiececoordinatesystemandprogramcoordinatesystemthepaperdiscussedthereasonofbuldingthecuttingtoollengthcompensationbyusingmuti2toolsinsamecoordinatesysteminNCboring2millingmachiningcenters.Discussingtheprincipleofthelength2compensationwithandwithoutthereferencetoolandstudingthedoublemethodologicalcharacteristicsthepaperpresentedtheZcoordinatecalculationmethodinNCmachineandthecuttingtoollocusintheprogramcoordinatesystemwithoutthelength2compensation.Itwillbeinstructiveforunderstandingthecuttingtoollength2compensationinnumericalcontrolmachiningandthenumericalcontrolprogramming.Keywords:coordinatesystemreferencetoollength2compensation 1 引言数控镗铣类机床及加工中心在同一
个工件坐标系使用多把长度不同的刀具加工工件时进行刀具长度补偿的原因以及撤
消长度补偿后编程坐标表达的实际意义是本文的研究重点。 2 坐标系对于数控
镗铣类机床及加工中心“回参考点”功能是指主轴特征点1在各自坐标轴的正方向自
动退至极限的机械固定点。参考点位置一般由限位开关精密定位。完成“回参考点”
操作就意味着主轴特征点与参考点重合同时显示相应坐标轴的数值表示机床参考点
与机床零点间的工作范围。这些数值被记忆在CNC系统中与此同时在系统中建立了
机床零点作为系统内运算的基准点完成了机床坐标系的建立。因此也可以说当“回参
考点”操作完成后所显示的坐标值为主轴特征点在机床坐标系中的坐标。对于无“回
参考点”功能、开机完成后就能建立机床坐标系的数控镗铣类机床及加工中心来说开
机完成后所显示的坐标值也是表示主轴特征点在机床坐标系中的坐标。工件坐标系
是加工时所使用的坐标系本文以数控铣床FANUCSeriesOi-MC系统为例利用
G54-G59来建立工件坐标系。如图1所示这六个工件坐标系原点位置可直接在
CRT/MDI操作面板上对应的工件坐标系下输入相应值所建立的工件坐标系就相当
于把机床坐标系原点变换到所输入的相应值上。例如在G54坐标系的X、Y、Z字母
后面输入相应值则该坐标系下所显示的坐标表示主轴特征点相对于输入值的坐标它
是CNC系统执行程序控制主轴特征点所走的坐标实质是机床坐标。图1编程坐标系
是图纸上编程时使用的坐标系在这个坐标系下编程所给出的坐标是加工所用铣刀刀
142010年第44卷?3位点应该走的坐标。如图2所示以P为原点的编程坐标系Z轴坐标
原点建在工件上表面。F———主轴特征点 M———机床零点 W———工件原点
P———编程原点 T1、T2、T3———对应刀具刀位点图2 3 刀具长度补偿刀
具长度补偿主要针对在同一个工件坐标系下使用多把长度不同的刀具加工时保证所
有刀具都能使编程位置与实际加工位置一致的一种处理方法。1有基准刀的长度补偿
选用不同长度刀具中的任何一把刀具作为基准刀具利用其它刀具与基准刀具长度差
值进行补偿的方法。选1号刀作为基准刀用试切法来建立工件坐标系。如图2所示当1
号刀端面1号刀刀位点T1与工件上表面微微接触时这时将当前主轴特征点F的机床坐标Z1’通过面板输入G54坐标系Z字母后面记忆在CNC系统中建立以机床坐标Z1’为原点的W工件坐标系。当CNC系统执行G54G01G00Z0程序段这时CNC系统控制主轴特征点F走到W工件坐标系中Z0坐标机床坐标Z’点上很显然此时如果不处理对于1号刀来说编程位置与实际刀位一致但对于2号刀、3号刀编程位置与实际刀位就不一致对于2号刀来说已经过切3号刀欠切。要想使2号刀、3号刀的编程位置与实际刀位一致就要对刀具进行长度补偿才能保证使用的长度补偿指令为G43G44Z????H??。如图3所示将其余刀具都试切对刀测得2号刀、3号刀与1号刀的长度差值为L2、L3保存在任何两个长度补偿器H02L2、H03L3中用编程位置Z0坐标来说明2号刀、3号刀的编程位置与实际刀位的一致性。当CNC系统执行长度补偿程序段G54G43Z0H02H03时对于2号刀来说执行长度补偿后工件坐标是编程坐标加上2号刀的长度补偿值0L2即工件坐标是L2机床坐标是工件坐标加上工件坐标系Z坐标轴原点对应的机床坐标Z1’L2Z2’保证了2号刀编程位置与实际刀位一致3号刀同理。
机床零点 W———工件原点P———编程原点 F———主轴特征点 M———
T1、T2、T3.———对应刀具刀位点图3 基准刀长度补偿对于1号基准刀不用长度补偿指令就能保证编程位置与实际刀位一致这种长度补偿方法特别适用于毛坯高度方向误差比较大的批量零件加工每个零件指第二个及以后的零件加工前只需基准刀高度方向对刀其它刀具不用对刀。当CNC系统执行G54G49G01G00Z0撤消长度补偿
1号基准刀所建立的W工件坐标系中所走程序段时编程所给的坐标是主轴特征点F在
的坐标如图3所示相当于1号基准刀刀位点T1所走的坐标。F———主轴特征点 M———机床零点 W———工件原点P———编程原点 T1、T2、T3———对应刀具刀位点图4 无基准刀长度补偿2无基准刀的长度补偿这种方法是把工件坐标系Z坐标轴原点以“0”值记忆在CNC系统中然后确定所有刀具长度补偿量的一种方法。例如把“0”值通过面板输入G54坐标系Z字母后面记忆在CNC系统中这样就建立了以机床Z坐标原点为原点的W工件坐标系如图4所示。当CNC系统执行G54G01G00Z0程序段这时CNC系统控制主轴特征点F走到W工件坐标系中Z0坐标也就是机床Z坐标轴的原点上机床“O”坐标点上。很显然如果不处理所有刀具编24工具技术程位置与实际刀位都不一致所有刀具都已经过切所有刀具都要进行刀具长度补偿才能保证编程位置与实际刀位一致。如图4所示所有刀具都试切对刀这时1号刀、2号刀、3号刀的长度补偿值就是机床坐标Z1’、Z2’、Z3’然后把对应的机床坐标值分别保存在任何三个长度补偿器H01Z1’、H02Z2’、H03Z3’中用编程位置Z0坐标来说明1号刀、2号刀、3号刀的编程位置与实际刀位的一致性。当CNC系统执行长度补偿程序段G54G43Z0H01H02、H03时对于1号刀来说执行长度补偿后工件坐标是Z1’0Z1’机床坐标是Z1’0Z1’保证了1号刀编程位置与实际刀位的一致性2、3号刀同理。无基准刀的长度补偿方法要比有基准刀的长度补偿方法操作简单。但对于毛坯高度方向误差比较大的批量零件加工若每个零件加工前所有刀具高度方向都要对刀来确定长度补偿值则会比有基准刀的长度补偿方法操作更麻烦。使用无基准刀的长度补偿时要注意当CNC系统执行撤消长度补偿程序后编程所给的坐标是主轴特征点F在以机床Z坐标原点为原点的W工件坐标系所走的坐标。例如当CNC系统执行撤消长度补偿程序段G54G49G01G00Z0时CNC系统控制主轴特征点F走到W工件坐标系中工件坐标Z0机床坐标原点上。 4 结语1采用有基准刀或无基准刀来保证所有刀具的编程
位置与实际刀位一致都要确定所有刀具刀位点处于编程坐标系Z轴原点时主轴特征点F对应的机床坐标见图3。2机床Z坐标等于工件Z坐标加上工件坐标系Z坐标轴原点对应的机床坐标。3当CNC系统执行撤消长度补偿程序后编程所给的坐标是主轴特征点F在对应的工件坐标系所走的坐标。对有基准刀的长度补偿相当于基准刀刀位点在编程坐标系所走的坐标对无基准刀的长度补偿是主轴特征点F在以机床Z坐标原点的工件坐标系的运动轨迹坐标。参考文献1董广强等.数控机床特殊点的探讨J.机械20083511:56-57.2龚仲华.数控技术M.北京:机械工业出版社20055.3王彪等.数控加工技术M.北京:中国林业出版社20068.4顾京.数控机床加工程序编制M.北京:机械工业出版社19995.5张超英等.数控编程技术M.北京:化学工业出版社20041.6方沂.数控机床编程与操作M.北京:国防工业出版社19999.第一作者:董广强工学硕士副教授徐州师范大学机电工程学院泉山校区221116江苏省徐州市
FirstAuthor:DongGuangqiangMasterAssociateProfessorCollegeofElectromechnicalEngin
eeringXuzhouNormalUniversityXuzhouJiangsu221116China工信部:技改成为企业应对金融危机保增长的有效途径 记者在全国工业企业技术改造座谈会上获悉去年技改成为全国企业应对金融危机、保增长的有效途径。工信部将继续加大对企业技改的支持力度充分发挥技术改造对结构调整、转变经济发展方式、提高质量效益的重要作用。工业和信息化部办公厅副主任陶少华介绍金融危机以来我国已经有一批企业通过技术改造逆势而上开发其他利润源不仅实现了产能规模的大幅提高而且实现了产品结构、品种质量、节能减排等方面的全面进步。泰山玻璃纤维有限公司在技术改造投资过程中加强研究应用多种节能增效技术用信息化技术改造传统玻璃纤维工业使一批高新技术产品通过技改形成了产业化企业实现了稳定、良好的发展。武
蒸汽联合循环发电机组、干熄焦装置、高炉煤气余汉钢铁集团公司通过实施煤气—
压发电、直流水改循环、污水处理厂等项目不断提升节能降耗水平和环保整体装备水平废弃物综合利用也实现了大量产值。在辽宁通过省级技改财政资金政策的实施突出择优扶强做大做强了一批企业。在已竣工投产项目的承担企业中实现销售收入翻番的企业达到420户沈阳远大集团、辽宁五一八曲轴等企业生产能力倍增。沈阳机床集团有限责任公司在全球机床普遍大幅下滑的情况下2009年实现产品销售收入120亿元同比增长6不仅稳居中国第一而且跻身世界前五强。据了解工信部将继续推动实施有利于企业技改的各项政策上下互动、协调一致总结经验、树立典型推动建立长效机制。同时加强技术改造重点项目和资金的统筹规划做好对技术改造项目的跟踪检查管好用好中央财政资金。342010年第44卷?3