編程時巧用半徑補償指令

莊偉

引言：本論文主要介紹編程時幾種巧用刀具半徑補償指令的問題。半徑補償在實際生產中有著巨大的作用,他能簡化程序的內容,免除編程時一些煩瑣的計算,如果能在編程時巧妙的利用半徑補償指令,不僅能更有效的保證零件的尺寸而且還能使我們的程序更靈活化。他將給我們帶來極大的方便。

前言：社會生產力在飛速發展，時代要求高級技術人員不僅要有較高的理論知識和實際操作水平，而且要勇于創新、與時俱進。在實際工作中，常需要自己設計生產工藝和加工程序，通過自己編程，可以加深對理論知識的理解，鍛煉工作能力，現就具體的編程時巧用刀具半徑補償指令作說明。

在數控銑床上進行輪廓加工時，因為銑刀有一定的半徑，所以刀具中心（刀心）軌跡和工件輪廓不重合，如不考慮刀具半徑，直接按照工件輪廓編程是比較方便的，而加工出的零件尺寸比圖樣要求小了一圈（加工外輪廓時），或大了一圈（加工內輪廓時），為此必須使刀具沿工件輪廓的法向偏移一個刀具半徑，這就是所謂的刀具半徑補償指令。應用刀具半徑補償功能時，只需按工件輪廓軌跡進行編程，然后將刀具半徑值輸入數控系統中，執行程序時，系統會自動計算刀具中心軌跡，進行刀具半徑補償，從而加工出符合要求的工件形狀，當刀具半徑發生變化時也無需更改加工程序，使編程工作大大簡化。實踐證明，靈活應用刀具半徑補償功能，合理設置刀具半徑補償值，在數控加工中有著重要的意義

（一）改變刀補值適應刀具的變化

在零件的自動加工過程中，刀具的磨損、重磨甚至更換經常發生，應用刀補值的變化可以完全避免在刀具磨損、重磨或更換時重新修改程序的工作。在零件加工過程中，刀具由于磨損而使其半徑變小，若造成工件誤差超出其工件公差，則不能滿足加工要求。假設原來設置的刀補值為r，經過一段時間的加工后，刀具半徑的減小量為△，此時，可僅修改該刀具的刀補值：由原來的r改為r-△，而不必改變原有的程序即可滿足加工要求。同樣，當刀具重磨后亦可照此處理。當需要更換刀具時可以用新刀具的半徑值作為刀補值代替原有程序中的刀補值進行加工。由此可見，正是由于刀補值的變化適應了刀具的變化，在不改變原有程序的情況下，可滿足其加工要求。由此，編程人員還可在未知實際使用刀具尺寸的情況下，先假設一定刀具尺寸來進行編程，實際加工時，對于半徑補償可用實際刀具半徑代替假設刀具半徑。

（二）改變刀補值實現零件的粗、精加工

刀具半徑補償功能還有一個很重要的用途。如果人為地使刀具中心與工件輪廓偏置值不是一個刀具半徑，而是某一給定值，則可以用來處理粗、精加工問題。在粗加工時，可將刀具實際半徑再加上精加工余量作為刀具半徑補償值輸入，而在精加工時只輸入刀具實際半徑值，這樣可使粗、精加工采用同一個程序，其補償方法為：設精加工余量為，△，刀具半徑為r，首先，輸入刀具偏置值為r+△，即可完成粗加工,在精加工時，輸入刀具的半徑值r，即可完成最終的輪廓精加工。

（三）利用刀具半徑補償量的正負改變刀具的刀心軌跡

在數控程序的編制中，一般我們把刀具的半徑補償量在補償代碼中輸入為正值(+)，如果把刀具半徑補償量設為負值(—)時，在走刀軌跡方向不變的情況下，則相當于把數控程序中的補償位置指令，G41、G42 互換，即加工工件外側的刀具變為在內側加工。在加工表面不變的情況下，刀具走刀軌跡方向將發生相應的變化。

（四）使用刀具半徑補償注意事項

前面闡述了靈活應用刀具半徑補償功能、合理設置刀具半補償值在數控加工中的重要意義，然而在實際使用時必須注意以下幾個事項：

1、使用刀具半徑補償時應避免過切削現象。使用刀具半徑補償和去除刀具半徑補償時，刀具必須在所補償的平面內移動，且移動距離應大于刀具半徑補償值。若加工半徑小于刀具半徑的內圓弧，進行半徑補償將產生過切削，只有過渡圓角R≧刀具半徑r+精加工余量的情況下才能正常切削；若被銑削槽底寬小于刀具直徑，此時也將產生過切削；

2、G41、G42、G40必須在G00或G01模式下使用。G41、G42不能重復使用，且在使用時不允許有兩句連續的非移動指令；

3、D00-D99為刀具補償號。D00意味著取消刀具補償。刀具補償值在加工或運行之前必須設定在補償存儲器中。

4、格式：

說明：

G41：左刀補（在刀具前進方向左側補償）；

G42：右刀補（在刀具前進方向右側補償）；

X、Y：刀補建立或取消的終點；

D：刀具半徑補償寄存器地址字（D00--D99）

2）取消刀具半徑補償G40指令

說明：

G40：取消刀具半徑補償。

指令中有x、y值時，表示編程軌跡上取消刀補點的坐標值。無x、y值時，則刀具中心點將沿舊矢量的相反方向運動到指定點，D為零時系統也認定為取消刀補。

參考文獻

[1]劉雄偉等.《數控加工理論與編程技術》.北京:機械工業出版社,2000.

[2]華茂發主編.《數控機床加工工藝》.北京:機械工業出版社,2000.

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[4]SIEMENS系統操作說明書.

[5]FANUC系統操作說明書.