苗暢恩 MIAO Chang-en

（東芝大連有限公司，大連 116600）

（Toshiba Dalian Co.，Ltd.，Dalian 116600，China）

0 引言

使用數(shù)控銑床對(duì)工件輪廓進(jìn)行加工時(shí)，以工件的輪廓尺寸為編程基準(zhǔn)，實(shí)際運(yùn)行時(shí)，刀具軌跡與工件輪廓有一個(gè)偏移量（刀具半徑），使加工出來的工件輪廓尺寸或小或大，此時(shí)需使刀具沿工件輪廓的法向偏移一個(gè)刀具半徑值大小，以保證工件輪廓尺寸的正確性，這就是所謂的刀具半徑補(bǔ)償指令。

刀具半徑補(bǔ)償功能指令通過G41、G42及G40來執(zhí)行的，通過建立刀具半徑補(bǔ)償、執(zhí)行刀具半徑補(bǔ)償及取消刀具補(bǔ)償功能指令，以達(dá)到正確使用的目的。

當(dāng)編程者使用立銑刀編制工件外輪廓的加工程序時(shí)，如不使用刀具半徑補(bǔ)償功能指令，首先要根據(jù)工件的外輪廓尺寸和刀具半徑，計(jì)算刀具中心軌跡坐標(biāo)值，以確定刀具的中心運(yùn)動(dòng)軌跡路線。

當(dāng)立銑刀直徑（磨損或換刀）變化時(shí)，編程者需要重新計(jì)算刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡，給計(jì)算及編程帶來極大的不便。

工件的外輪廓的粗、精加工，軌跡形狀是一樣的，如果粗、精加工各根據(jù)刀具直徑編制程序，坐標(biāo)計(jì)算及編程工作量較大。

以上兩種情況，采用刀具半徑補(bǔ)償功能指令，麻煩都解決了。其基本原理是根據(jù)工件輪廓尺寸進(jìn)行編程，然后把刀具半徑值置入到半徑補(bǔ)償寄存器里，大部分機(jī)床存儲(chǔ)器的偏置號(hào)都是用D值來指令。此時(shí)，更換銑刀、刀具直徑磨損或進(jìn)行粗精時(shí)，我們只要更改D中的半徑值，就可以控制工件輪廓的尺寸了，對(duì)程序基本不用作修改。

1 刀具半徑補(bǔ)償功能指令格式

1.1 格式

1.2 原理與功能 以工件輪廓尺寸（X、Y、Z）編程，在D字中存入刀具直徑，刀具以左或右補(bǔ)償方式，在偏置輪廓半徑值的軌跡上進(jìn)行工件加工。

1.3 說明 ①G17、G18、G19為平面選擇指令，分別為XY、XZ、YZ 平面。應(yīng)用 G41、G42 時(shí)應(yīng)指定 G17、G18、G19平面，當(dāng)該指令缺省時(shí)，系統(tǒng)默認(rèn)G17指定平面；使用XZ、YZ平面時(shí)，必須使用G18、G19指定。

②G41、G42分別為建立左、右刀具半徑補(bǔ)償。G4l、G42、G40必須在G00或GO1模式下使用。有些系統(tǒng)也支持G02、G03模式，為防止差錯(cuò)，在建立、取消半徑補(bǔ)償時(shí)，不建議不使用圓弧插補(bǔ)指令G02、G03。

③G00、G01分別為快速移動(dòng)、直線插補(bǔ)，配合G41、G42、G40指令使用。為保證工件質(zhì)量及刀具安全，建議建立和取消刀具半徑補(bǔ)償時(shí)使用G0l指令；如使用G00指令，宜在Z向安全高度下，建立刀具半徑補(bǔ)償，再Z向下刀；取消刀具半徑補(bǔ)償時(shí)，先Z向抬刀，再取消刀具半徑補(bǔ)償。

④使用G41、G42加工工件時(shí)，應(yīng)避免工件出現(xiàn)過切削現(xiàn)象。使用G41、G42和G40時(shí)，刀具必須在所補(bǔ)償?shù)钠矫鎯?nèi)移動(dòng)，移動(dòng)距離應(yīng)大于刀具半徑補(bǔ)償值。若被加工的半徑小于刀具半徑的內(nèi)圓弧時(shí)，進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償將會(huì)產(chǎn)生過切削；只有過渡圓角R大于或等于刀具半徑r才能保證正常切削；若被銑削槽底寬度小于刀具直徑，此時(shí)也將產(chǎn)生過切削。

⑤G90、G91分別為絕對(duì)、增量方式。X、Y、Z分別為目的點(diǎn)坐標(biāo)字。

⑥D(zhuǎn)為刀具偏置號(hào)地址，存放刀具半徑值；F為GO1時(shí)的進(jìn)給指令字；G40為取消刀具半徑補(bǔ)償。

⑦刀具半徑補(bǔ)償平面的選擇或切換必須在刀具半徑補(bǔ)償取消方式下進(jìn)行。

2 刀具半徑補(bǔ)償功能指令的應(yīng)用

2.1 刀具直徑變化時(shí)，可修改刀具半徑補(bǔ)償字D中的值 在加工工件的過程中，時(shí)常發(fā)生刀具磨損、刃磨以及更換等現(xiàn)象，在刀具磨損、刃磨或更換時(shí)，通過修改D中的半徑值可以避免重新修改程序，使工件輪廓尺寸達(dá)到要求。

①刀具磨損。加工工件的過程中，由于磨損，使得刀具的半徑變小，進(jìn)而導(dǎo)致加工出的工件尺寸存在超差，造成工件不合格。假設(shè)刀具的半徑值為r，刀具磨損量半徑值為△，對(duì)于外輪廓，D中值修改為r-△，而不必對(duì)程序進(jìn)行更改，操作方便且可滿足加工要求。②刀具刃磨。與刀具磨損道理是相同，刀具重新刃磨后導(dǎo)致半徑變小，同樣將原有D中的刀補(bǔ)值r更改為重磨后的實(shí)際刀具半徑尺寸，對(duì)程序不必作任何的修改，進(jìn)而在一定程度上滿足加工的需要。③更換刀具。新的刀具被更換后，將新刀具的半徑值作為刀補(bǔ)值對(duì)原有的刀補(bǔ)值進(jìn)行代替。由此可見，由于刀具半徑補(bǔ)償值的變化與刀具的變化相適應(yīng)，因此，在原有程序不改變的情況下，就可以滿足加工的要求。

2.2 工件輪廓的粗精加工，可修改刀具半徑補(bǔ)償字D中的值 使刀具中心與工件輪廓偏置值不是—個(gè)刀具半徑值，而是某—個(gè)給定值，此則D中的值是刀具名義半徑。使用名義半徑，進(jìn)而在一定程度上處理工件輪廓的粗、精加工的問題。

例如：粗加工時(shí)，將刀具實(shí)際半徑r加上精加工余量△，即r+△作為刀具半徑補(bǔ)償值輸入到D中，進(jìn)行粗加工；精加工時(shí)，在D中輸入刀具實(shí)際半徑值r即可。

對(duì)于工件的粗、精加工，通過改變刀具半徑補(bǔ)償字D中的值，即可用同—個(gè)程序來完成。

2.3 修改刀具半徑補(bǔ)償字D中的值，配合調(diào)用子程序使用

例如：

01234

……

D01 M98 P2345（調(diào)02345子程序進(jìn)行粗加工，D01賦值 5）

……

D02 M98 P2345 （調(diào)02345子程序進(jìn)行精加工，D02賦值4.9）

……

將刀具半徑補(bǔ)償與子程序結(jié)合應(yīng)用，可簡(jiǎn)化編程。

總之，對(duì)刀具半徑補(bǔ)償功能指令進(jìn)行正確的理解和應(yīng)用，尤其正確理解D中的名義刀具半徑，對(duì)工件輪廓的粗精加工、對(duì)刀具直徑變化的適應(yīng)、對(duì)配合調(diào)用子程序的使用等極為方便，且可保證工件的加工質(zhì)量。當(dāng)然，還需要編程者及機(jī)床操作者反復(fù)實(shí)踐這些應(yīng)用方法，才能做到得心應(yīng)手。

[1]陳海舟.數(shù)控銑削加工宏程序及應(yīng)用實(shí)例[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]華茂發(fā).數(shù)控機(jī)床加工工藝[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[3]徐宏海，謝富春.數(shù)控銑床[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[4]周虹.數(shù)控編程與操作[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社，2007.