刀尖圆弧半径补偿编程.doc

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。

数控车床刀尖圆弧半径补偿真实的刀具刃是由圆弧构成的（刀尖半径）就像右图所示，在圆弧插补和攻螺纹的情况下刀尖半径会 带来误差。

偏置功能命令切削位置刀具路径 G40取消刀具按程序路径的移动 G41右侧刀具从程序路径左侧 移动G42左侧刀具从程序路径右侧移动补偿的原则取决于刀尖圆弧中心的动向，它总是与切削表面法向里 的半径矢量不重合。

因此， …不会发生问题。

不过，真实的刀具刃是由圆弧构成的 （刀尖半径）就像右图所示，在圆弧插补和攻 螺纹的情况下刀尖半径会带来误差。

2.偏置功能命令切削位置刀具路径G40取消刀具按程序路径的移动 G41右侧刀具从程序路径左侧移动 G42 左侧刀具从程序路径右侧移动 补偿的原则取决于刀尖圆弧中心的动向， 它总是与切削表面法向里 的半径矢量不重合。

因此，补偿的基准点是刀尖中心。

通常，刀具 I'-度和刀尖半径的补偿是按一个基准点来测量刀具长度刀尖半径i- i r i 1R ，以及用于假想刀尖半径补偿所需的刀尖形式数 （0-9）。

洋3这些 内容应当事前输入刀具偏置文件。

论这个命令是不是带圆弧插补， “刀尖半径偏置” 应当用 G00或者G01功能来下达命令或取消。

不 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过。

刀尖半径补偿编程原则一、 将刀具的刀尖圆角半径值及刀具的指向编码数存入刀具偏置文档的相应偏置序号处，偏置序号必须先于刀尖半径补偿激活。

二、 为了激活刀尖半径补偿，再一个或两个坐标轴都处于非 切削状态的直线运动段中编入 G41或G42至少其中一个坐标轴的移动编程量大于或等于刀尖圆角半径值。

三，进入和退岀工件切削时必须垂直于工件表面。

四，刀尖半径补偿在下列的工作模式中不起作用： G32 G34 G71、G72、G73 G74 G75 G76 G92 五，若在G90 G94固定循环中使用刀尖半径补偿，刀尖半径补偿必须先于在刀具刃国三 尖利时, 切削进程按照程序指定的形状执行假想的刀刃为基准，因此为测量带来一些困难。

关于刀尖圆弧补偿的计算：
a. 1/4凸圆时 R为圆弧半径r为刀尖圆半径
则编成圆弧为 R+r
编程起点和终点的X Z
尺寸根据R+r而定
b. 1/4凹圆时 R为圆弧半径r为刀尖圆弧半径
则编程圆弧R-r
编程起点和终点的X Z
尺寸根据R-r而定
c. 角度 r刀尖圆弧半径认r=0.8为例
则编程起点的坐标
（0.8-0.8*tg30/2）]
则编程终点的坐标
（0.8-0.8*tg30/2]
=-27.907
d. 倒角 r为刀尖圆弧半径以r=0.8为例
则编程起点坐标
（0.8-0.8*tg45/2）]
则编程终点坐标
（0.8-0.8*tg45/2）]
=-1.469
e.
首先确定R10的圆心坐标A
则刀尖圆弧B的圆心坐标
（10+0.8）*COS60]
（10+0.8）*sin60°]
则编程起点坐标
（6.421+0.8）=-7.221
则编程终点坐标
X=50
Z=-（15.774+0.8）=-16.574
R=10+0.8=10.8
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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。