數控銑床的刀具半徑補償應用研究

張 龑，汪 冰

（河南質量工程職業學院，河南 平頂山 467000）

隨著我國社會現代化經濟的不斷發展，城市工業領域也逐步發展成為我國整體經濟當中的基礎領域，同時也受到了更多人的認可。為了滿足大眾對于工業日益增長的需求，將刀具半徑補償應用到數控銑床當中無疑會增加工廠的運轉效率，但也在一定程度上存在著一些問題。如何才能在數控銑床當中完美地融入刀具半徑補償成為了當今工業領域的重要研究課題。本文將秉著促進城市工業領域蓬勃發展的原則，從多個角度研究刀具半徑補償在數控銑床方面的應用。

1 數控銑床的刀具半徑補償簡述

1.1 數控銑床刀具半徑補償原理

當數控銑床運用傳統的刀具時，傳統刀具的運動軌跡會在銑床運作過程中產生一些問題，這些刀具往往難以與工件的自身輪廓進行完美融合、其中的主要由于在刀具旋轉中心和切削刀中間存在著一個刀具半徑。工業領域的設計者為了解決這個問題，每次當刀具的半徑數值發生改變時都要進行重新測量，然后再重新完善編程數據，尤其是當刀具出現磨損或者是換新刀，進而導致刀具半徑改變時會直接增加設計者的工作難度以及數據的測量難度，從而很容易導致測量數值出現偏差。這會直接影響到工廠生產的零件是否符合出廠標準，其在一定程度上也容易引發安全事故。

為了解決傳統刀具在使用中容易產生的問題，設計者們在數控銑床當中加入了刀具半徑補償。也就是在數控銑床運作系統參照的數據庫當中融入一些與刀具半徑補償有關的信息，使其成為一個獨立存在的數據信息庫。但在此過程中需要注意的是，當設計者在進行刀具半徑補償數據編寫以及程序編寫時，設計者們不僅有權考慮到工廠內部不同數控銑床當中刀具的半徑，還要考慮到當對刀具半徑進行補償時會不會影響到零件的生產效率以及合格率，設計者需要在確保刀具半徑補償技術可

以有效提高工廠數控銑床的生產能力，并且可以很好地適應每一臺機器，盡可能地減少在刀具半徑補償中的浪費現象。

1.2 數控銑床刀具半徑補償方式

但工廠在對數控銑床進行刀具半徑補償之前，應促進相關工作人員對數控銑床當中的所有零件進行深入了解，便于日后在應用的過程中可以對不同種類的運作方式進行調整。銑刀是數控銑床當中不可缺少的部分，它主要是由一個或者是多個旋轉刀齒構成，在數控銑床運作的過程中這些刀齒可以按照一定的運作規律，有次序地對工件進行切割，其在數控銑床當中的作用分別是加工平面、制造凹槽以及切斷工件等等。銑刀也可以分為很多種類型，工業領域當中一般根據銑刀切削工件的最終形狀確立銑刀的種類，從這一角度出發可以將銑刀分為球面銑刀、三面刃銑刀、圓柱形銑刀、立銑刀、鋸片銑刀以及角度銑刀六種，這些銑刀可以發揮不同的作用，但在數控銑床當中的應用方法是一樣的。

在應用銑刀的過程中，會將在后續工作中需要用到的銑刀安裝在數控銑床的彈簧夾套當中，使其整體呈現一種懸臂的形態、進而在數控銑床的數據庫當中加入刀具半徑補償的數據信息，最終開始設備運作即可。雖然上面提到的六種銑刀在數控銑床當中的適應方式大同小異，但是由于每一種銑刀在數控銑床當中的應用次數以及應用時間都不盡相同，進而導致這些銑刀的損害程度也參差不齊。正是因為這一點，設計者需要根據每一種銑刀自身特有的功能以及工作量，對刀具半徑補償進行分類，在實際的補償中可以分為左刀具半徑補償和右刀具半徑補償。當刀具按照規定好的軌跡方向前進時，并且前進方向是在左側或者是右側時，根據刀具的旋轉方向對磨損半徑進行補償。這兩種刀具半徑補償方式在一定程度上來說是一樣的，只是它們在數控銑床結束工作時刀具所處的位置不同，從刀具的擺放位置來看，如果刀具的最終位置是在工件輪廓的左邊，那就將采用左刀具半徑補償；若是刀具的最終位置是在工件輪廓的右邊，則為右刀具半徑補償。

1.3 數控銑床刀具半徑補償的具體運作流程

根據不同工廠當中的數控銑床刀具半徑補償具體運作流程來看，可以將刀具半徑補償具體運作流程分為三個部分，分別是刀具半徑補償的建立、刀具半徑補償的運行及取消，整套流程應當以銑刀的刀刃為出發點，以刀具半徑補償為基礎步驟，引導銑刀順著設計者的編程軌跡進行運作，最終使銑刀完成預想的工件切削，結束運動也就是刀具半徑補償的取消方式，需要在具體運作的過程中進行精密的計算和設計。除此之外，刀具半徑補償的三個運作過程會直接影響到工件的完成情況。

1.3.1 刀具半徑補償的建立

刀具半徑補償的建立不僅僅是依靠銑刀在數控銑床當中的運動，而是應當從銑刀的準備開始。首先工作人員在選擇銑刀的過程中，應當進行仔細地核對，認真選擇適合數控銑床的銑刀類型，在確定好銑刀類型之后，從銑刀的起刀點開始進行制作工作，并且時刻記錄銑刀在數控銑床當中的運動軌跡以及運動數據，并時刻根據自身需求調整銑刀的位置，在這個過程中需要注意的是，這一步僅僅處于刀具半徑補償的建立階段，對于零件加工工作不應操之過急。

1.3.2 刀具半徑補償的運行

一般來說，刀具的中心軌跡和設計者設計好的編程軌跡是存在一定誤差的，而這個誤差正是需要設計者在數據銑床的運作過程中對銑刀的半徑變化進行詳細的跟進。由于銑刀的半徑數據計算是刀具半徑補償當中的重要組成部分，這不僅代表著刀具半徑補償的信息數據直接決定著銑刀的運作，還代表著一旦刀具半徑補償數據出現了偏差，就會導致生產出來的零件不合格，這不僅影響著整個工廠的生產效率，還會浪費工業領域當中極其有限的工業資源，同時設計者需要對刀具半徑補償數值進行重新計算。更是容易導致數控銑床無法投入使用，在一定程度上會降低工廠的生產進度，影響工廠的經濟效益以及在工廠領域的競爭力。

1.3.3 刀具半徑補償的取消

由于受到數控銑床的限制，導致許多數控銑床在運作的過程中容易形成一對一或者是多對多的零件制作模式，由于刀具半徑補償并不能在數控銑床當中進行永無止境地運作，有運行就應當有技術，故而產生了刀具半徑補償的取消步驟。在刀具半徑補償的實際運行過程當中，取消步驟是所有流程當中最為簡單的一個步驟，當銑刀完成了零件的切削工作時，數據銑床的信息庫就會向其發送取消指令，無論銑刀處在什么位置都可以和起刀點進行重合。除此之外，刀具半徑補償的取消和建立是一樣的，并不能在此過程中進行零件加工。

2 刀具半徑補償在數控銑床當中的指令應用

刀具半徑補償在數控銑床當中的指令可以分為兩種，分別是刀具半徑補償的建立指令和刀具半徑補償的取消指令。在進行不同的指令之前，工作人員需要對可能涉及的信息進行簡單分析。這些信息數據當中最基本的就是G41和G42，這兩個相近的代碼雖然看上去十分相像，但其實代表著數控銑床當中刀具半徑補償的兩種不同方式，也就是左刀具半徑補償和右刀具半徑補償。并且在這兩個代碼當中會出現X和Y兩個數值，這兩個數值代表著銑刀的最終位置。并且工作人員需要對一些指令格式進行了解，比如說G17、G18、G19、G00以及G11等等，這些代碼直接關系到刀具半徑補償的具體數值，并且刀具半徑補償在執行運作指令的過程中會承擔一部分的技術連接。

刀具半徑補償的建立指令格式有很多種，比如G17、G18、以及G19，這三個建立指令格式將直接控制G00以及G11這兩個指令的運行，在發動指令的過程中應當注意只有G00和G11可以控制刀具半徑補償的建立以及取消。當G41以及G42接收到指令信息時，由X、Y、Z三者進行兩兩組合，啟動銑刀的運動軌跡，促進銑刀按照設定好的軌跡進行運作，與此同時工作人員需要對產生的信息數據進行及時記錄。刀具半徑補償的取消由G00和G11控制，啟動G40的運行，進而促使銑刀的位置停留在由X、Y、Z組成的信息數據位置上，再進行后續操作。

3 刀具半徑補償在應用過程中應當注意的問題

我國工廠領域當中的各個數控銑床都開始采用了刀具半徑補償技術，正是因為如此，不管是數控銑床的相關操作人員還是刀具半徑補償的設計者和編程人員，都不可避免地會在刀具半徑補償的具體運用中出現一些問題。

在刀具半徑補償運行中最容易遇到的兩個問題如下：最為主要的是關于刀具半徑補償的指令格式問題，除了本篇文章當中提到的可以控制刀具半徑補償的建立和取消的兩種指令之外，還有就是其他指令之間的銜接問題，當數控銑床在執行其他指令時，不應當在數控銑床中加入多余的運行流程，因為這樣很容易導致數控銑床格式混亂，最終無法正常運行；另外一個容易遇到的問題就是有關于刀具半徑補償運行過程中的注意事項，刀具半徑補償運行并不能和零件切削工作同時進行，避免兩者同時進行時產生的混亂現象。除此之外，在數控銑床的運行過程中要避免過度切削現象的出現，在銑刀開始和停止時，工作人員應當確保銑刀的輪廓邊線是否符合設計者規定的運動軌跡，確保零件的準確切削。

4 結語

將刀具半徑補償融入到數控銑床當中不僅可以提高工廠的生產效率、還可以提高工廠的生產自動化，同時滿足大眾對于零件質量的高要求標準。但在進行刀具半徑補償的過程當中，工作人員必須時刻保持嚴謹的工作態度，熟練掌握刀具半徑補償技術，提高數控銑床在工廠當中的利用率，進而達到增強工廠生產效率、提高工廠核心競爭力以及促進社會經濟穩定發展的綜合目的。