刀尖圆弧半径补偿编程

刀尖圆弧补偿数控车削加工是以假想刀尖进行编程，而切削加工时，由于刀尖圆弧半径的存在，实际切削点与假想刀尖不重合，从而产生加工误差。

为满足加工精度要求，又方便编程，需对刀尖圆弧半径进行补偿。

本文对刀尖半径补偿的概念，刀尖方位的确定、补偿方法和参数设置进行了介绍。

同时阐述了刀尖半径补偿的过程并分析了实例，就应用过程中出现的问题加以介绍。

数控机床是按照程序指令来控制刀具运动的。

众所周知，我们在编制数控车床加工程序时，都是把车刀的刀尖当成一个点来考虑，即假想刀尖，如图1所示的A点。

编程时就以该假想刀尖点A来编程，数控系统控制A点的运动轨迹。

但实际车刀尤其是精车刀，在其刀尖部分都存在一个刀尖圆弧，这一圆角一方面可以提高刀尖的强度，另一方面可以改善加工表面的表面粗糙度。

由于刀尖圆弧的存在，车削时实际起作用的切削刃是圆弧各切点。

而常用的对刀操作是以刀尖圆弧上X、Z方向相应的最突出点为准。

如图1所示，这样在X向、Z向对刀所获得的刀尖位置是一个假想刀尖。

按假想刀尖编出的程序在车削外圆、内孔等与Z轴平行的表面时，是没有误差的，即刀尖圆弧的大小并不起作用;但当车右端面、锥面及圆弧时，就会造成过切或少切，引起加工表面形状误差，如图2所示为以假想刀尖位置编程时的过切及少切现象。

编程时若以刀尖圆弧中心编程，可避免过切和少切的现象，但计算刀位点比较麻烦，并且如果刀尖圆弧半径值发生变化，还需改动程序。

数控系统的刀具半径补偿功能正是为解决这个问题所设定的。

它允许编程者不必考虑具体刀具的刀尖圆弧半径，而以假想刀尖按工件轮廓编程，在加工时将刀具的半径值R存入相应的存储单元，系统会自动读入，与工件轮廓偏移一个半径值，生成刀具路径，即将原来控制假想刀尖的运动转换成控制刀尖圆弧中心的运动轨迹，则可以加工出相对准确的轮廓。

这种偏移称为刀尖半径补偿。

如图3所示。

一、刀尖半径补偿的方式现代机床基本都具有刀具补偿功能，为编程提供了方便。

刀尖圆弧半径补偿是通过G41、G42、G40代码及T代码指定的假想刀尖号加入或取消的，如表所示。

1．刀具半径补偿参数及设置(1)刀尖半径使用刀具半径补偿之前首先应将刀尖圆弧半径尺寸输入到系统的存储器中。

一般粗车刀取0．8mm，精车刀取0．2mm。

(2)车刀形状和方位车刀形状不同，安装的位置不同，决定刀尖圆弧所处的位置和方向不同，执行刀具补偿时，刀具路径偏离零件轮廓的方向也不相同，因此也要将代表车刀形状和位置的刀尖方位，输入到存储器中。

数控车床中刀尖方位共有10种，分别用参数0～9表示，如下图2-3-8所示。

例如，外圆右偏刀T=3，左偏刀T=42．刀具半径补偿指令G40、G41和G42有刀具半径补偿功能的数控系统编制零件加工程序时，不需要计算刀具中心运动轨迹，而只按零件轮廓编程。

在程序中通过刀尖半径补偿指令G40、G41和G42，以及T代码指定的刀尖圆弧半径补偿号来取消或调用刀尖半径补偿功能。

G41：刀具半径左补偿，即站在第三轴的指向上，逆着第三轴的方向观察刀具运动轨迹，刀具位于工件左侧时的刀具半径补偿，如下图所示。

格式：G41 G00／G01 x z ；G41 G42G42~刀具半径右补偿，即站在第三轴的指向上，逆着第三轴的方向观察刀具运动轨迹，刀具位于工件右侧时的刀具半径补偿，如上图格式：G42 G00／G01 x z ：G40~刀具半径补偿取消。

格式：G40 G00／G01 x z ：3．刀具半径补偿的编程实现(1)刀具半径补偿的引入：刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。

(2)刀具半径补偿的进行：刀具中心始终与编程轨迹保持设定的偏置距离。

(3)刀具半径补偿的取消：刀具中心从与编程轨迹偏离过渡到与编程轨迹重合的过程，如图2-3—11所示。

刀尖圆弧半径补偿的建立与取消说明：a．建立和取消刀具半径补偿必须是在不切削的空行程上，在G00或G01程序段中实施；b·调用新刀具前或更改刀具补偿方向中间必须取消刀具补偿，以避免产生加工误差：c·G41、G42不带参数，其补偿数由T指令指定并与刀具偏置补偿号对应。

刀具半径补偿在FUNAC 系统车床中的应用李季节在数控切削加工中,为了提高刀尖的强度,降低加工表面粗糙度,刀尖处成圆弧过渡刃.在车削内孔、外圆或端面时, 刀尖圆弧不影响其尺寸、形状；在切削锥面或圆弧时,就会造成过切或少切现象.如图1所示：图1在实际加工中，一般数控装置都有刀具半径补偿功能，为编制程序提供了方便。

有刀具半径补偿功能的数控系统，编程时不需要计算刀具中心的运动轨迹，只按零件轮廓编程。

使用刀具半径补偿指令，并在控制面板上手工输入刀具半径，数控装置便能自动地计算出刀具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。

即执行刀具半径补偿后，刀具自动偏离工件轮廓一个刀具半径值，从而加工出所要求的工件轮廓。

G41为刀具半径左补偿，即刀具沿工件左侧运动方向时的半径补偿；G42 为刀具半径右补偿，即刀具沿工件右侧运动时的半径补偿；G40 为刀具半径补偿取消，使用该指令后，G41、G42 指令无效。

G40 必须和G41或G42 成对使用。

，如图2所示前置刀架方向选择后置刀架方向选择图2编程时应注意：G41、G42不能重复使用，即在程序中前面有了G41或G42指令之后，不能再直接使用G41或G42指令。

若想使用，则必须先用G40指令解除原补偿状态后，再使用G41或G42，否则补偿就不正常了。

“刀尖半径偏置” 应当用G00 或者G01功能来下达命令或取消。

不论这个命令是不是带圆弧插补，刀不会正确移动，导致它逐渐偏离所执行的路径。

因此，刀尖半径偏置的命令应当在切削进程启动之前完成；并且能够防止从工件外部起刀带来的过切现象。

反之，要在切削进程之后用移动命令来执行偏置的取消。

刀尖方位的确定具备刀具半径补偿功能的数控系统，除利用刀具半径补偿指令外，还应根据刀具在切削时所摆的位置，选择假想刀尖的方位。

按假想刀尖的方位，确定补偿量。

假想刀尖的方位有8种位置可以选择（见图3）。

箭头表示刀尖方向，如果按刀尖圆弧中心编程，则选用0 或9。

后置刀架刀尖方位前置刀架刀尖方位图3刀尖圆弧半径的选择：选择刀尖圆弧半径的大小,选择刀尖圆弧半径的大小时，注意有以下几点：（1）刀尖圆弧半径不宜大于零件凹形轮廓的最小半径，以免发生加工干涉；该半径又不宜选择太小，否则会因其刀头强度太弱或刀体散热能力差，使车刀容易损坏。

刀尖圆弧补偿指令及使用方法刀尖圆弧补偿指令是一种在机器人控制中常用的指令,用于平滑机器人刀具的圆弧路径。

其指令通常以C语言编写,包括以下几个步骤:1. 编写程序代码:在程序中编写刀尖圆弧补偿指令,通常使用循环语句来实现。

例如,以下代码可以实现对刀具路径的连续圆弧补偿:```while (true)// 计算刀尖圆弧的端点C = 刀尖半径 + 刀尖圆弧长度 * (刀具长度 - 2 * C) / (刀尖长度 - 刀具半径);// 计算刀具路径的端点X = 刀尖中心 + (刀具半径 - C) * (刀具长度 - 2 * C) / (刀尖长度 - 刀具半径) / 2;Y = 刀尖中心 - (刀具半径 - C) * (刀具长度 - 2 * C) / (刀尖长度 - 刀具半径) / 2;// 将刀具路径的端点作为控制信号输出SetPathControl(X, Y);// 循环执行Sleep(0.1);```2. 调用程序指令:将以上代码复制到PLC程序中,并根据实际需求进行编译和连接。

例如,如果使用Siemens TIA Portal 2软件进行编程,可以在“Model”菜单中的“Line”中添加PLC程序。

3. 设置刀尖半径和圆弧长度:在程序中设置刀具半径和圆弧长度,这些参数可以根据实际需求进行调整。

例如,如果想计算刀具路径的端点,可以使用C语言中的公式:C = 刀尖半径 + 刀尖圆弧长度* (刀具长度 - 2 * C) / (刀尖长度 - 刀具半径)。

4. 测试程序指令:在程序运行之前,可以在PLC中测试刀尖圆弧补偿指令,以确保其正常运行。

例如,可以在程序中设置起始点和终止点,并模拟刀具路径的变化。

需要注意的是,刀尖圆弧补偿指令的具体使用和设置方法可能因机器人控制系统的不同而异,需要根据具体情况进行调整。