数控加工理论与编程技术概述
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《数控加工编程技术》读书札记一、数控加工编程技术概述数控加工编程技术是现代制造业中不可或缺的一项关键技术,它是将传统机械加工技术与现代计算机技术相结合,通过编程实现对机床的精准控制,以提高加工精度和效率。
随着科技的不断发展,数控加工编程技术在航空、汽车、模具、五金等领域得到了广泛应用。
编程基础:学习数控加工编程,首先要了解机床的工作原理、结构特点以及加工过程。
只有掌握了这些基础知识,才能有效地进行编程。
编程软件:数控加工编程需要使用专业的编程软件,如CADCAM 软件、数控系统自带的编程软件等。
这些软件能够帮助工程师完成零件图形的绘制、工艺路线的规划、数控程序的生成等工作。
加工工艺:在编程过程中,需要根据零件的材料、形状、精度要求等因素,选择合适的加工方法和工艺参数。
合理的加工工艺能够确保零件的加工质量和效率。
数控程序编制:根据零件的加工要求和工艺规划,使用编程软件编写数控程序。
数控程序是机床执行加工任务的指令,因此要求编写准确、合理。
仿真与调试:在数控程序编写完成后,需要进行仿真和调试。
仿真可以检查程序的正确性,避免实际加工中出现错误。
调试则是在实际机床上进行试运行,确保程序能够正确执行。
实际操作:将经过仿真和调试的数控程序输入机床,进行实际加工。
在实际操作中,需要注意安全规范,确保加工过程的顺利进行。
数控加工编程技术是现代制造业中不可或缺的一项技术,掌握这项技术,对于提高产品质量、降低生产成本、增强企业竞争力具有重要意义。
1.1 定义及作用数控加工编程技术是一种将计算机辅助设计(CAD)与数控机床相结合的关键技术,主要涉及对数控机床的操作指令编程。
根据加工需求和工艺流程,利用计算机或专业编程软件生成能够被数控机床识别的指令代码,进而驱动机床执行零件加工的工艺过程。
数控加工编程是将设计转化为实际制造的重要环节。
实现设计与制造的桥梁作用:数控加工编程技术将设计师的创意通过编程转化为具体的制造过程,使得设计理念得以实现。
数控机床的工作原理与编程技术在现代制造业中,数控机床已成为不可或缺的设备。
它能够实现高精度、高效率的加工工艺,为工业制造提供了巨大的便利。
本文将介绍数控机床的工作原理和编程技术,为读者深入了解和应用数控机床提供指导。
一、数控机床的工作原理数控机床是通过计算机系统和数控系统控制其运动和加工工艺的一种设备。
其工作原理基本可以分为以下几个方面:1. 硬件系统:数控机床的硬件系统包括机械结构、传动装置、传感器和执行机构等。
机械结构决定了数控机床的运动方式和加工能力,传动装置使得机床能够按照预定的路径进行运动,传感器用于感知加工状态和位置信息,执行机构则根据数控指令实现具体的加工动作。
2. 数控系统:数控系统是整个数控机床的大脑,负责处理和控制机床的运动和加工过程。
数控系统由计算机、数控器和人机界面组成。
计算机负责运行和管理程序,数控器则负责解析程序指令并向机床发送控制信号,人机界面提供操作界面和输入信号。
3. 编程系统:数控机床的编程系统是数控系统的重要组成部分。
编程系统有多种形式,包括手动编程、自动编程和CAD/CAM编程等。
不同的编程方式适用于不同的加工需求和操作习惯,但核心原理都是通过编写特定的指令来描述加工工艺和运动轨迹。
二、数控机床的编程技术数控机床的编程技术是使用数控机床进行加工时必备的技能。
下面将介绍几种常见的数控机床编程技术:1. G代码编程:G代码是数控机床最常用的编程语言。
它是一种简单的指令系统,通过字母G和后面的数字和小数点来描述不同的运动和功能。
例如,G00表示快速定位,G01表示直线插补,G02表示顺时针圆弧插补,G03表示逆时针圆弧插补等。
程序员可以根据加工工艺和机床特性选择合适的G代码来编写程序。
2. M代码编程:M代码是数控机床用于控制辅助功能和开关的指令。
例如,M03表示主轴正转,M08表示冷却液开,M30表示程序结束等。
M代码和G代码可以结合使用,实现更复杂的加工过程。
福建省鸿源技工学校课时授课计划(2013 —2014 学年度第2学期)课程名称:数控机床编程与操作任课教师:王公海章节内容1-2数控加工与数控编程概述授课班级12数控授课日期授课方式讲授作业练习习题册对应部分目的要求理解数控加工的定义;掌握数控加工的内容;掌握数控编程特点;了解数控车床的编程特点与要求重点难点掌握数控加工的内容;掌握数控编程特点;复习题巩固上节课知识点仪器教具粉笔黑板审批意见审批人: 20 年月日讲授内容和过程方法与指导一、数控加工1.数控加工的定义概念:数控加工是指在数控机床上进行自动加工零件的一种工艺方法。
实质:数控机床按照事先编制好的加工程序并通过数字控制过程,自动地对零件进行加工。
福建省劳动和社会保障厅制第页讲授内容和过程方法与指导2.数控加工的内容数控加工流程:(1)分析图样,确定加工方案。
(2)工件的定位与装夹。
(3)刀具的选择与安装。
(4)编制数控加工程序。
(5)试运行、试切削并校验数控加工程序。
(6)数控加工。
(7)工件的验收与质量误差分析。
第页讲授内容和过程方法与指导二、数控编程1.数控编程的定义为了使数控机床能根据零件加工的要求进行动作,必须将这些要求以机床数控系统能识别的指令形式告知数控系统,这种数控系统可以识别的指令称为程序,制作程序的过程称为数控编程。
2.数控编程的分类(1)手工编程手工编程是指所有编制加工程序的全过程,即图样分析、工艺处理、数值计算、编写程序单、制作控制介质、程序校验都是由手工来完成。
(2)自动编程自动编程是指通过计算机自动编制数控加工程序的过程。
当前常用的数控车床自动编程软件有:●Mastercam●CAXA3.手工编程的步骤4.数控车床的编程特点与要求(1)混合编程(2)径向尺寸以直径量表示(3)径向加工精度高(4)固定循环简化编程(5)刀尖圆弧半径补偿(6)采用刀具位置补偿。
数控编程概述一、数控编程概述数控编程是数控加工的重要步骤。
在数控机床上加工零件时,要预先根据零件加工图样的要求确定零件加工的工艺过程、工艺参数和走刀运动数据,然后编制加工程序,传输给数控系统,在事先存入数控装置内部的控制软件支持下,经处理与计算,发出相应的进给运动指令信号,通过伺服系统使机床按预定的轨迹运动,进行零件的加工。
数控编程的定义:为了使数控机床能根据零件加工的要求进行动作,必须将这些要求以机床数控系统能识别的指令形式告知数控系统,这种数控系统可以识别的指令称为程序,制作程序的过程称为数控编程。
二、数控编程编制的内容一般的数控机床程序编制主要包括:分析零件图样、确定工艺过程、数学身理、编写加工程序单、制备控制介质、程序校验和首件试切,如图所示。
其具体步骤与要求如下:1.分析零件图样首先要对零件图样进行分析,要分析零件的材料、形状、尺寸、精度及毛坯形状和热处理要求等,以便确定该零件是否适宜在数控机床上加工,或适宜在哪台数控机床上加工。
有时还要确定合适的数控机床上加工该零件的哪些工序或哪几个表面。
2.确定工艺过程在认真分析图样的基础上,确定零件的加工方案、工装夹具、定位夹紧方法和走刀路线、对刀点、换刀点,并合理选定机床、工步顺序、刀具及切削用量等。
3.数学处理在工艺处理工作完成后,根据零件的几何尺寸和加工路线设定坐标系,计算数控机床所需的输入数据。
一般数控系统都具有直线插补、圆弧插补和刀具补偿功能。
对于加工由直线和圆弧组成的较简单平面零件,只需计算出零件轮廓的相邻几何元素的交点或切点(称为基点)的坐标值即可。
4.编写加工程序单在完成工艺处理和数值计算工作后,可以编写零件加工程序单。
编程人员根据计算出的运动轨迹坐标值和已制定的加工路线、刀具号、刀具补偿、切削参数及辅助动作,按照所使用数控装置规定使用的功能指令代码及程序段格式,逐段编写加工程序单。
在程序段之前加上程序的顺序号,在其后加上程序段结束标志符号。
简述数控编程的主要内容
数控编程是指用数控机床进行零件加工的程序编写。
主要内容包括:
1. 分析零件图样:根据零件的材料、形状、尺寸、精度、表面质量等要求,确定加工工艺,选择合适的机床、刀具、夹具等。
2. 编写程序:根据零件的加工工艺,按照数控机床的编程指令格式,编写零件的加工程序。
程序中要包括机床的启动、停止、主轴的转速、进给速度、刀具的选择、切削深度、加工路径等信息。
3. 程序输入:将编写好的程序输入到数控机床的控制系统中,或者通过计算机与数控机床的通信接口进行传输。
4. 程序调试:在程序输入后,需要进行程序调试,检查程序是否正确,刀具是否安装正确,机床是否正常运转等。
5. 零件加工:在程序调试无误后,可以进行零件的加工。
加工过程中,操作者需要监控机床的运行情况,及时处理异常情况。
6. 程序修改:在零件加工过程中,如果发现程序有问题,需要及时修改程序,以保证零件的加工质量和效率。
7. 零件检测:在零件加工完成后,需要进行零件的检测,以确定零件的尺寸、形状、精度等是否符合要求。
总之,数控编程是数控加工的重要环节,需要操作者具备一定的编程知识和技能,同时需要对数控机床的性能和操作方法有深入的了解。
数控编程入门知识知识要点详解数控编程是现代机械加工技术中的重要组成部分,它将计算机技术与机械加工相结合,提高了生产效率和加工精度。
对于初学者来说,了解数控编程的基本知识和要点是至关重要的。
本文将详细介绍数控编程的入门知识,帮助读者快速掌握数控编程的基本要点。
一、数控编程概述数控编程是指将机械加工工艺过程转化为计算机可以理解和执行的指令,以控制机床在加工过程中的运动、速度和刀具路径等参数。
数控编程主要包括编程语言、指令格式和数控代码等方面。
1.1 编程语言数控编程语言是一种特殊的编程语言,用于描述工件的形状、尺寸和加工过程等信息。
常见的数控编程语言包括G代码和M代码。
G代码用于控制机床的加工动作,例如控制刀具的直线运动、圆弧插补运动等。
G代码通常以字母G开头,后面跟着一串数字和字母组合,代表不同的加工动作。
M代码用于控制机床的辅助功能,例如打开、关闭冷却液、换刀等。
M代码通常以字母M开头,后面也跟着一串数字和字母组合,代表不同的辅助功能。
1.2 指令格式数控编程中的指令格式可以分为若干部分,包括坐标系设置、刀具半径补偿、切削参数、刀具路径等。
不同的机床和加工过程,其指令格式可能有所不同。
1.3 数控代码数控代码是数控编程的最终表达形式,它是编程语言和指令格式的结合体。
数控代码以文本的形式表示,可以通过计算机软件进行编写和修改。
数控代码是机床执行的指令,决定了机床的运动轨迹和工件的加工结果。
二、数控编程要点了解数控编程的基本概念后,下面将介绍一些入门要点,帮助初学者快速掌握数控编程技巧。
2.1 了解机床坐标系机床坐标系是数控编程的基础,它是用来描述工件在机床上相对位置的坐标系。
常见的机床坐标系包括绝对坐标和相对坐标。
绝对坐标是相对于机床参考点的坐标,通过指定工件的绝对坐标来确定加工位置。
相对坐标是相对于上一次运动终点的坐标,通过指定工件的相对坐标来确定加工位置。
初学者需要熟悉和理解机床坐标系的使用方法,以正确地编写数控代码。
数控加工工艺与编程技术基础数控加工工艺与编程技术基础,可是一个充满趣味的领域哦!想象一下,咱们每天用的手机、电脑、家电,背后都有这样一套神奇的技术在支撑。
数控加工,顾名思义,就是通过数控设备来实现加工操作。
这玩意儿听起来挺高大上的,其实说白了,就是用电脑来控制机器,确保每一块材料都能被加工得精确无比。
说到这里,大家可能会好奇,为什么不直接用手工呢?哎呀,手工确实有它的魅力,可是效率和精度可没法比。
就拿车床来说吧,老式的车床可得靠经验丰富的师傅来操作,稍不留神,偏差就可能像大海捞针一样让人崩溃。
而数控车床呢,它可以根据预设的程序,准确无误地完成每一个动作,简直是让人如沐春风!数控加工的过程其实挺像做一道美味的菜。
首先得准备好食材,也就是工件材料。
然后,要有一份好的食谱,那就是加工程序。
在这份程序里,每一步操作都得清清楚楚,像做菜时得按顺序来,不然就得吃“翻车菜”。
这时候,编程技术就显得尤为重要了,程序编得好,机器就能乖乖听话,反之则可能大失所望。
编程的语言其实不复杂,就像学会了一门新的方言,只要用心去学,慢慢就能说得溜溜的。
很多小伙伴可能会觉得,编程看起来像高深莫测的魔法,其实也不过是简单的指令组合。
就像你给朋友发微信,输入几个字,就能让对方明白你的意思。
在编程中,你得告诉机器每一步该做什么、怎么做,机器就会像听话的小狗狗一样乖乖执行。
说到数控加工,不得不提的就是那一台台闪闪发光的机器。
它们就像是工厂里的“明星”,在灯光下熠熠生辉。
每当一台数控铣床启动时,发出的嗡嗡声就像是乐队的前奏,让人心里乐开了花。
机器运转起来的那一瞬间,真是让人感受到科技的力量。
它们可以在几分钟内把一块大铁块变成一件精美的零件,简直就像魔术般神奇。
这门技术的发展,也和我们生活息息相关。
随着智能制造的兴起,数控加工已经不再是工厂里的“孤儿”。
现在,很多地方都开始应用这项技术,甚至咱们的生活用品中,也能看到它的身影。
比如,家具的每一个细节、汽车的每一根螺丝,背后都有数控加工的贡献。
《数控加工工艺与编程》教案全套第一章:数控加工概述1.1 数控加工的定义与发展历程1.2 数控系统的组成与工作原理1.3 数控加工的特点与应用范围1.4 数控加工的分类及比较第二章:数控加工工艺基础2.1 数控加工工艺的概念与作用2.2 数控加工工艺路线的制定2.3 数控加工刀具的选择与补偿2.4 数控加工参数的选择与优化第三章:数控编程基础3.1 数控编程的基本概念与方法3.2 数控编程中的坐标系与坐标变换3.3 数控编程中的刀具补偿与路径规划3.4 数控编程中的程序结构与指令系统第四章:数控车床加工编程与应用4.1 数控车床的构造与功能4.2 数控车床加工编程的基本方法4.3 数控车床加工编程实例4.4 数控车床加工操作与调试第五章:数控铣床加工编程与应用5.1 数控铣床的构造与功能5.2 数控铣床加工编程的基本方法5.3 数控铣床加工编程实例5.4 数控铣床加工操作与调试第六章:数控加工编程的高级应用6.1 复合刀具路径与编程6.2 加工中心和多轴数控加工6.3 编程中的宏指令与子程序应用6.4 自动化编程与CAM软件应用第七章:数控加工工艺的优化7.1 加工时间与效率的优化7.2 切削参数的选择与优化7.3 数控加工中的误差分析与补偿7.4 工艺数据库的建立与应用第八章:数控机床的维护与故障诊断8.1 数控机床的日常维护与保养8.2 数控机床的故障类型与诊断方法8.3 常见数控机床故障案例分析8.4 数控机床故障排除与维修技巧第九章:数控加工编程中的安全与环保9.1 数控加工过程中的安全操作规程9.2 数控机床的安全防护装置9.3 数控加工中的环保问题与对策9.4 安全生产与绿色制造的理念和实践第十章:数控加工技术的发展趋势10.1 高速数控加工技术10.2 精密数控加工技术10.3 数控加工与的结合10.4 数字化制造与智能制造第十一章:复杂零件的数控加工策略11.1 复杂零件加工的特点与挑战11.2 复杂零件的数控加工策略选择11.3 复杂零件加工的路径规划与优化11.4 复杂零件加工实例分析第十二章:数控加工中的仿真与验证12.1 数控加工仿真的意义与作用12.2 数控加工仿真软件的功能与使用12.3 数控加工仿真实例分析12.4 仿真结果的验证与优化第十三章:数控加工质量控制与性能评估13.1 数控加工质量的指标与控制方法13.2 数控加工过程中的性能评估13.3 质量控制与性能评估的实例分析13.4 持续改进与质量提升策略第十四章:数控加工技术的应用领域14.1 航空航天领域的数控加工应用14.2 汽车制造业的数控加工应用14.3 模具制造行业的数控加工应用14.4 其他行业的数控加工应用案例第十五章:综合实践与案例分析15.1 数控加工工艺与编程的综合实践15.2 典型数控加工案例分析15.3 数控加工项目的管理与协调15.4 数控加工技术的创新与发展方向重点和难点解析重点:1. 数控加工的基本概念、特点和应用范围。
数控加工理论与编程技术第一节、数控机床的基本概念1.1、数控机床分类数控机床的种类、型号繁多,按机床的运动方式进行分类,现代数控机床可分为点位控制(Position Control)、二维轮廓控制(2D Contour Control)和三维轮廓控制(3D Contour Control)数控机床三大类。
点位控制数控机床的数控装置只能控制刀具从一个位置精确地移动到另一个位置,在移动过程中不作任何加工。
这类机床有数控钻床、数控镗床、数控冲孔机床等。
二维轮廓控制数控机床的数控系统能同时对两个坐标轴进行连续轨迹控制,加工时不仅要控制刀具运动的起点和终点,而且要控制整个加工过程中的走刀路线和速度。
二维轮廓控制数控机床也称为两坐标联动数控机床。
三维轮廓控制数控机床的数控系统能同时对三个或三个以上的坐标轴进行连续轨迹控制。
三维轮廓控制数控机床又可进一步分为三坐标联动、四坐标联动和五坐标联动数控机床。
1.2、数控加工及数控编程数控加工(NC Machining)——根据零件图样及工艺要求等原始条件编制零件数控加工程序(简称为数控程序),输入数控系统,控制数控机床中刀具与工件的相对运动,从而完成零件的加工。
数控程序(NC Program)——输入NC或CNC机床,执行一个确定的加工任务的一系列指令,称为数控程序或零件程序。
数控编程(NC Programming)——生成用数控机床进行零件加工的数控程序的过程,称为数控编程。
第二节、数控机床的坐标系统数控机床的坐标系统,包括坐标系、坐标原点和运动方向,对于数控加工及编程,是一个十分重要的概念。
每一个数控编程员和数控机床的操作者,都必须对数控机床的坐标系统有一个完整且正确的理解,否则,程序编制将发生混乱,操作时更会发生事故。
2.1、坐标系数控机床的坐标系采用右手直角坐标系,其基本坐标轴为X、Y、Z直角坐标,相对于每个坐标轴的旋转运动坐标为A、B、C。
2.2、坐标轴及其运动方向不论机床的具体结构是工件静止、刀具运动,还是工件运动、刀具静止,数控机床的坐标运动指的是刀具相对静止的工件坐标系的运动。
(由图1-5、1-6说明)ISO对数控机床的坐标轴及其运动方向均有一定的规定:Z轴定义为平行于机床主轴的坐标轴,如果机床有一系列主轴,则选尽可能垂直于工件装夹面的主要轴为Z轴,其正方向定义为从工作台到刀具夹持的方向,即刀具远离工作台的运动方向;X轴作为水平的,平行于工件装夹平面的坐标轴,它平行于主要的切削方向,且以此方向为主方向;Y轴的运动方向则根据X轴和Z轴按右手法则确定。
旋转坐标轴A、B、C相应地在X、Y、Z坐标轴正方向上,按右手螺纹前进方向来确定。
2.3、坐标原点机床原点——现代数控机床一般都有一个基准位置(set location),称为机床原点(machine origin 或home position)或机床绝对原点(machine absolute origin),是机床制造商设置在机床上的一个物理位置,其作用是使机床与控制系统同步,建立测量机床运动坐标的起始点。
机床参考点——与机床原点相对应的还有一个机床参考点(reference point),它也是机床上的一个固定点,一般不同于机床原点。
一般来说,加工中心的参考点为机床的自动换刀位置。
程序原点——对于数控编程和数控加工来说,还有一个重要的原点就是程序原点(program origin),是编程人员在数控编程过程中定义在工件上的几何基准点,有时也称为工件原点(part origin)。
程序原点一般用G92或G54~G59(对于数控镗铣床)和G50(对于数控车床)指定。
装夹原点——除了上述三个基本原点以外,有的机床还有一个重要的原点,即装夹原点(fixture origin)。
装夹原点常见于带回转(或摆动)工作台的数控机床或加工中心,一般是机床工作台上的一个固定点,比如回转中心,与机床参考点的偏移量可通过测量存入CNC 系统的原点偏移寄存器(origin offset register)中,供CNC系统原点偏移计算用。
2.4、原点偏移(由图1-8说明)现代CNC系统一般都要求机床在回零操作,即使机床回到机床原点或机床参考点之后,通过手动或程序命令(比如G92X0 Y0 Z0)初始化控制系统后,才能启动。
机床参考点和机床原点之间的偏移值存放在机床常数中。
初始化控制系统是指设置机床运动坐标X,Y,Z,A,B等的显示为零。
对于程序员而言,一般只要知道工件上的程序原点就够了,与机床原点、机床参考点及装夹原点无关,也与所选用的数控机床型号无关。
但对于机床操作者来说,必须十分清楚所选用的数控机床上上述各原点及其之间的偏移关系。
数控机床的原点偏移,实质上是机床参考点向编程员定义在工件上的程序原点的偏移。
2.5、绝对坐标编程及增量坐标编程数控系统的位置/运动控制指令可采用两种编程坐标系统进行编程,即绝对坐标编程(absolute programming)和增量坐标编程(incremental programming)。
绝对坐标编程——在程序中用G90指定,刀具运动过程中所有的刀具位置坐标是以一个固定的编程原点为基准给出的,即刀具运动的指令数值(刀具运动的位置坐标),与某一固定的编程原点之间的距离给出的。
增量坐标编程——在程序中用G91指定,刀具运动的指令数值是按刀具当前所在位置到下一个位置之间的增量给出的。
第三节、现代数控机床的刀具补偿为了简化零件的数控加工编程,使数控程序与刀具形状和刀具尺寸尽量无关,CNC系统一般都具有刀具长度和刀具半径补偿功能。
前者可使刀具垂直于走刀平面(比如XY平面,由G17指定)偏移一个刀具长度修正值;后者可使刀具中心轨迹在走刀平面内偏移零件轮廓一个刀具半径修正值,两者均是对二坐标数控加工情况下的刀具补偿。
在现代CNC系统中,有的已具备三维刀具半径补偿功能。
对于四、五坐标联动数控加工,还不具备刀具半径补偿功能,必须在刀位计算时考虑刀具半径。
刀具长度补偿也要视情况而定,一般而言,刀具长度补偿对于二坐标和三坐标联动数控加工是有效的,但对于刀具摆动的四、五坐标联动数控加工,刀具长度补偿则无效,在进行刀位计算时可以不考虑刀具长度,但后置处理计算过程中必须考虑刀具长度。
3.1、刀具长度补偿刀具长度补偿可由数控机床操作者通过手动数据输入方式实现,也可通过程序命令方式实现,前者一般用于定长刀具的刀具长度补偿,后者则用于由于夹具高度、刀具长度、加工深度等的变化而需要对切削深度用刀具长度补偿的方法进行调整。
在现代CNC系统中,用MDI方式进行刀具长度补偿的过程是:机床操作者在完成零件装夹、程序原点设置之后,根据刀具长度测量基准采用对刀仪测量刀具长度,然后在相应的刀具长度偏置寄存器中,写入相应的刀具长度参数值。
当程序运行时,数控系统根据刀具长度基准使刀具自动离开工件一个刀具长度距离,从而完成刀具长度补偿。
在加工过程中,为了控制切削深度,或进行试切加工,也经常使用刀具长度补偿。
采用的方法是:加工之前在实际刀具长度上加上退刀长度,存入刀具长度偏置寄存器中,加工时使用同一把刀具,而调整加长后的刀具长度值,从而可以控制切削深度,而不用修正零件加工程序。
(由图1-11说明)程序命令方式由刀具长度补偿指令G43和G44实现:G43为刀具长度正补偿或离开工件补偿,G44为刀具长度负步长或趋向工件补偿。
使用非零的Hnn代码选择正确的刀具长度偏置寄存器号,正补偿将刀具长度值加到指令的轴坐标位置,负补偿则将刀具长度值从指令的轴坐标位置减去。
值得进一步说明的是,数控编程员则应记住:零件数控加工程序假设的是刀尖(或刀心)相对于工件的运动,刀具长度补偿的实质是将刀具相对于工件的坐标由刀具长度基准点(或称刀具安装定位点)移到刀尖(或刀心)位置。
3.2、二维刀具半径补偿对于铣削和车削数控加工,尽管二维刀具半径补偿的原理相同,但由于刀具形状和加工方法区别较大,刀具半径补偿方法仍有一定的区别。
⑴铣削加工刀具半径补偿在二维轮廓数控铣削加工过程中,由于旋转刀具具有一定的刀具半径,刀具中心的运动轨迹并不等于所需加工零件的实际轮廓,而是偏移零件轮廓表面一个刀具半径值。
如果之间采用刀心轨迹编程(cutter centerline programming),则需要根据零件的轮廓形状及刀具半径采用一定的计算方法计算刀具中心轨迹。
因此,这一编程方法也称为对刀具的编程(programming the tool)。
当刀具半径改变时,需要重新计算刀具中心轨迹;当计算量较大时,也容易产生计算错误。
数控系统的刀具半径补偿(cutter radius compensation)就是将计算刀具中心轨迹的过程交由CNC系统执行,编程员假设刀具半径为零,直接根据零件的轮廓形状进行编程,因此,这种编程方法也称为对零件的编程(programming the part),而实际的刀具半径则存放在一个可变成刀具半径偏置寄存器中。
在加工过程中,CNC系统根据零件程序和刀具半径自动计算刀具中心轨迹,完成对零件的加工。
当刀具半径发生变化时,不需要修改零件程序,只需修改存放在刀具半径偏置寄存器中的刀具半径值或者选用存放在另一个刀具半径寄存器中的刀具半径所对应的刀具即可。
(由图1-13说明)铣削加工刀具半径补偿分为刀具半径左补偿,用G41定义,和刀具半径右补偿,用G42定义,使用非零的Dnn代码选择正确的刀具半径偏置寄存器。
根据ISO 规范,当刀具中心轨迹沿前进方向位于零件轮廓右边时称为刀具半径右补偿;反之称为刀具半径左补偿;当不需要进行刀具半径补偿时,则用G40取消刀具半径补偿。
(由图1-14说明)在实际轮廓加工过程中,刀具半径补偿执行过程一般分为三步:a、刀具半径补偿建立——刀具由起刀点以进给速度接近工件,刀具半径补偿偏置方向由G41(左补偿)或G42(右补偿)确定。
b、刀具半径补偿进行——一旦建立了刀具半径补偿状态,则一直维持该状态,直到取消刀具半径补偿为止。
c 、刀具半径补偿取消——刀具撤离工件,回到退刀点,取消刀具半径补偿。
⑵车削加工刀尖半径补偿对于车削数控加工,由于车刀的刀尖通常是一段半径很小的圆弧,而假设的刀尖点并不是刀刃圆弧上的一点,因此,在车削锥面、倒角或圆弧时,可能会切削不足或切削过量的现象。
因此,当使用车刀来切削加工锥面时,必须将假设的刀尖点的路径作适当的修正,使之切削加工出来的工件能获得正确尺寸,这种修正方法称为刀尖半径补偿。
(由图1-17说明)与铣削加工刀具半径补偿一样,车削加工刀尖半径补偿也分为左补偿(G41指令)和右补偿(用G42指令)。
与二维铣削加工方法一样,采用刀尖半径补偿时,刀具运动诡计指的不是刀尖,而是刀尖上刀刃圆弧的中心位置,这在程序原点设置时就需要考虑。