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刀具长度补偿在数控加工中的应用分析 I三堇量簦G.ngyiyuJshu 刀具长度补偿在数控加工中的应用分析 李旭仕 (广东省农工商职业技术学校,广东湛江524011) 摘要:阐述了数控加工中刀具长度补偿的概念,介绍了对刀及刀具长度补偿方式,分析了刀具长度补偿在铣削中的应用时机. 关键词:长度补偿;数控铣削;时机 0引言 在数控加工程序中使用几把刀具进行加工时,需采用合理的 刀具长度补偿方式来简化加工程序,建立统一的加工基准,但长度 补偿建立或取消的时机不对会造成工件过切或少切. 1数控加工中刀具长度补偿的概念 在数控铣床或加工中心加工过程中,往往会遇到这样的问题: 由于使用多把刀具进行粗加工,半精加工以及精加工,所以在不同 的加工阶段所使用的刀具规格不同,装刀时伸出的刀具长度不可 能达到完全相等,而在加工时,如果不考虑刀具长度因素,就会出 现不同刀具运动至相同Z坐标位置时,刀位点位置不同.刀具运动 至相同坐标位置时,T0I与T02存在一个长度偏差占.为使z方向 有统一的加工基准,不同刀具长度尺寸的差异可以通过补偿方式 来解决.刀具长度补偿的实质是将z轴运动的终点向正或负向偏 移一段距离. 2对刀及刀具长度补偿方式 2.1标准刀具对刀 实际加工中,通常将工件原点设定在工件上表面,采用加工过 程中使用的第一把刀具作为标准刀具进行对刀.在建立G54工件 坐标系时,以刀尖点恰与工件上表面接触位置作为编程原点,并将 标准刀具刀位点从机床参考点至工件原点之间的距离输入到G54 的Z向偏置值中. 2.2非标准刀具长度补偿方式 以标准刀具对刀建立工件坐标系后,其他刀具相对于标准刀 具在长度方向尺寸上的差异,要通过长度补偿方式来消除,以保证 z方向的正确加工尺寸,否则会造成过切或少切现象.由于建立长 度补偿的过程中刀具会自动沿z向偏移,故为避免其与工件或夹 具发生干涉,必须保证在安全高度上建立刀具补偿.通常,建立刀 具长度补偿要从补偿指令和补偿值2方面着手. 2.2.1补偿指令格式 [G43][GO0]z 长度补偿必须在z方向直线插补方式下建立,H后加2位 数字,用于指明刀具长度偏置寄存器地址,寄存器中的内容为刀具 z向偏移量(HIJ~I-偿量),该补偿量是预先测量好后在数控系统中 手动输入的.当非标准刀具比标准刀具长时,采用正补偿G43,补 偿值为正值;当其比标准刀具短时,采用负补偿G44(或采用正补 偿G43,补偿值为负值). 2.2.2长度补偿值设置 通过机外对刀仪或采用机内对刀方法获得非标准刀具与标准 刀具的差值,作为刀具的长度补偿值,按下数控铣床操作面板 MDI键盘上[OFFSETSE~INa]按键以及[补正]软键,进入刀具 补正设置画面,第一把刀具TO1为基准刀具,H01补偿值为0,后 面根据刀具使用顺序,分别将补偿值依次存放在寄存器H02,H03 等中. 116 只有将以上2个步骤结合起来,才能真正建立起刀具长度补偿. 3铣削中刀具长度补偿的应用时机分析 数控铣床加工工件建立刀具长度补偿时,如果移动指令z向 坐标设定不合适,在应用刀具长度补偿的过程中就会出现过切现 象.现以加工实例对过切现象进行分析,说明其与刀具长度补偿建 立或取消的时机不对有关. 3.1进刀时出现过切现象及其解决方案 3.1.1进刀过切现象 加工如图1所示工件. 厂 厂, 毫. 1_ r)/ 2 .. 60 80 l00 图1工件图 先用铣刀T01铣削工件外形,铣削深度为10mill,后用铣 刀T02加工10mill深岛屿型腔.用T01对刀,以工件上表面中 心作为工件坐标系原点.T01刀具加工完毕后换成T02刀具,当 其从z方向接近工件时,先往z轴负方向直走一段距离,然后 才回升到程序指定的z坐标位置.这就造成了进刀时过切,导 致工件报废. T02加工型腔时建立刀具补偿的部分程序如下: O1234 T02;采用直径8toni立铣刀 M03$800~ GO0XO.0YO.0: G43Z5.0HO2:建立(343刀具长度补偿 G01Z-10.0F80.O: 3.1.2进刀过切原因分析 工件过切这种情形是在使用长度大于第一把刀具T01(标准 刀具)的非标准刀具102时产生的.工件加工所使用刀具的规格与 参数如表1所示. 表1刀具规格与参数比较 根据以上程序进刀,程序运行到G43Z5.0H02;语句时, 观察可发现刀具已进入工件内部,然后再回升到Z5.0坐标处.分 析原因可知刀具有一个建立补偿的过程,系统先按照未建立长度 补偿方式运行,第一把刀具到达Z5.0的位置被称作起始加工平面 尺,但实际使用的是T02,且比T01还长了20mm,也就是说T02 刀具刀位点在长度补偿前实际处于低于R平面20ran1的位置,而 型腔深度为10mm,虽然刀具按照长度补偿方式往上回退,但还