数控车床刀补及换刀技术

1、2.3 数控车床刀补与换刀技术数控车床刀补与换刀技术第一节：数控车床刀具补偿第一节：数控车床刀具补偿第二节：换刀程序编写第二节：换刀程序编写解决解决: :各刀设置不同的工件原点各刀设置不同的工件原点. .各刀位置进行比较各刀位置进行比较, ,设定刀具偏差补偿设定刀具偏差补偿. . 可以使加工程序不随刀尖位置的不同可以使加工程序不随刀尖位置的不同而改变而改变. .第一节第一节 数控车床刀具补偿数控车床刀具补偿1、为什么需要刀具补偿、为什么需要刀具补偿?编程时编程时,通常设定刀架上各刀在工作通常设定刀架上各刀在工作位时位时,其刀尖位置是一致的其刀尖位置是一致的.但由于刀但由于刀具的几何形状、安装不

2、同具的几何形状、安装不同,其刀尖位置其刀尖位置不一致不一致,相对于工件原点的距离不相同相对于工件原点的距离不相同.解决解决: :将磨损量测量获得后进行补偿将磨损量测量获得后进行补偿. . 可以不修改加工程序可以不修改加工程序. .刀具使用一段时间后会刀具使用一段时间后会磨损磨损,会使加工尺寸产生会使加工尺寸产生误差误差. 解决解决: :对刀尖圆弧半径进行补偿对刀尖圆弧半径进行补偿. . 可以使按工件轮廓编程不受影响可以使按工件轮廓编程不受影响. .数控程序一般是针对刀位点数控程序一般是针对刀位点,按工件轮廓尺寸编制的按工件轮廓尺寸编制的.当刀尖当刀尖不是理想点而是一段圆弧时不是理想点而是一段圆

3、弧时,会会造成实际切削点与理想刀位点造成实际切削点与理想刀位点的位置偏差的位置偏差.刀具补偿：是补偿刀具补偿：是补偿实际加工实际加工时所用的刀具与编程时时所用的刀具与编程时使用的使用的理想刀具理想刀具或对刀时使用的或对刀时使用的基准刀具基准刀具之间的偏之间的偏差值，保证加工零件符合图纸要求的一种处理方法。差值，保证加工零件符合图纸要求的一种处理方法。2、刀具补偿的概念、刀具补偿的概念刀具补偿刀具补偿刀具的偏置补偿刀具的偏置补偿 （TXXXX实现）实现）刀尖圆弧半径补偿刀尖圆弧半径补偿（G41、G42实现）实现）几何位置补偿几何位置补偿磨损补偿磨损补偿3、刀具补偿的种类、刀具补偿的种类4、刀具的

4、偏置补偿、刀具的偏置补偿几何位置补偿几何位置补偿 刀具几何位置补偿是用于补偿各刀具安刀具几何位置补偿是用于补偿各刀具安装好后，其刀位点（如刀尖）与编程时理装好后，其刀位点（如刀尖）与编程时理想刀具或基准刀具刀位点的位置偏移的。想刀具或基准刀具刀位点的位置偏移的。 通常是在所用的多把车刀中选定一把车通常是在所用的多把车刀中选定一把车刀作基准车刀，对刀编程主要是以该车刀刀作基准车刀，对刀编程主要是以该车刀为准。为准。图示图示补偿数据获取：补偿数据获取：分别测出各刀尖相对于刀架基准面的偏离距离分别测出各刀尖相对于刀架基准面的偏离距离X1X1，Z1Z1、X2X2，Z2 Z2 、X3X3，Z3Z3 若选

5、刀具若选刀具1为对刀用的基准刀具，则各刀具的几何为对刀用的基准刀具，则各刀具的几何偏置分别为偏置分别为 XjXj ， ZjZj Xj1=0Xj1=0、 Zj1=0Zj1=0 Xj2 =(XXj2 =(X2 2-X-X1 1) ) x 2 2、 Zj2 = ZZj2 = Z2 2-Z-Z1 1 Xj3 =(XXj3 =(X3 3-X-X1 1) ) x 2、 Zj3 = ZZj3 = Z3 3-Z-Z1 1磨损补偿磨损补偿 主要是针对某把车刀而言，当某把车刀主要是针对某把车刀而言，当某把车刀批量加工一批零件后，刀具自然磨损后而批量加工一批零件后，刀具自然磨损后而导致刀尖位置尺寸的改变，此即为该刀

6、具导致刀尖位置尺寸的改变，此即为该刀具的磨损补偿。的磨损补偿。批量加工后，各把车刀都应考虑磨损补偿批量加工后，各把车刀都应考虑磨损补偿（包括基准车刀）（包括基准车刀）刀具几何补偿的合成刀具几何补偿的合成 若设定的刀具几何位置补偿和磨损补偿若设定的刀具几何位置补偿和磨损补偿都有效存在时，实际几何补偿将是这两者都有效存在时，实际几何补偿将是这两者的的矢量和矢量和。 X= Xj+ Xm、 Z= Zj+ Zm刀具几何补偿的实现刀具几何补偿的实现刀具的几何补偿是通过引用程序中使用的刀具的几何补偿是通过引用程序中使用的Txxxx来实现的。来实现的。 T x x x x 当前刀具号当前刀具号 刀补地址号刀补

7、地址号过程：过程： 将某把车刀的几何偏置和磨损补偿值存入相应的刀补地址将某把车刀的几何偏置和磨损补偿值存入相应的刀补地址中。中。 当程序执行到含当程序执行到含 Txxxx的程序行的内容时，即自动到刀补的程序行的内容时，即自动到刀补 地址中提取刀偏及刀补数据。地址中提取刀偏及刀补数据。 驱动刀架拖板进行相应的位置调整。驱动刀架拖板进行相应的位置调整。 T XX 00取消几何补偿。取消几何补偿。对于有自动换刀功能的车床来说，执行对于有自动换刀功能的车床来说，执行T指令时，指令时，将先让刀架转位，按刀具号选择好刀具后，再调将先让刀架转位，按刀具号选择好刀具后，再调整刀架拖板位置来实施刀补。整刀架拖板

8、位置来实施刀补。5、刀尖圆弧半径补偿、刀尖圆弧半径补偿刀具半径补偿的目的刀具半径补偿的目的若车削加工使用尖角车刀，刀位点即为刀尖，其若车削加工使用尖角车刀，刀位点即为刀尖，其编程轨迹和实际切削轨迹完全相同。编程轨迹和实际切削轨迹完全相同。若使用带圆弧头车刀（精车时），在加工锥面或若使用带圆弧头车刀（精车时），在加工锥面或圆弧面时，会造成过切或少切。圆弧面时，会造成过切或少切。为了保证加工尺寸的准确性，必须考虑刀尖圆角为了保证加工尺寸的准确性，必须考虑刀尖圆角半径补偿以消除误差。半径补偿以消除误差。由于刀尖圆弧通常比较小由于刀尖圆弧通常比较小(常用常用 r1.21.6 mm), 故粗车时可不考虑

9、刀具半径补偿故粗车时可不考虑刀具半径补偿.刀具半径补偿的方法刀具半径补偿的方法人工预刀补：人工计算刀补量进行编程人工预刀补：人工计算刀补量进行编程机床自动刀补机床自动刀补机床自动刀具半径补偿机床自动刀具半径补偿 机床自动刀补原理机床自动刀补原理当编制零件加工程序时，不需要计算刀具中心运当编制零件加工程序时，不需要计算刀具中心运动轨迹，只按零件轮廓编程。动轨迹，只按零件轮廓编程。 使用刀具半径补偿指令。使用刀具半径补偿指令。 在控制面板上手工输入刀具补偿值。在控制面板上手工输入刀具补偿值。 执行刀补指令后，数控系统便能自动地计算出刀执行刀补指令后，数控系统便能自动地计算出刀具中心轨迹，并按刀具中

10、心轨迹运动。即刀具自具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。即刀具自动偏离工件轮廓一个补偿距离，从而加工出所要动偏离工件轮廓一个补偿距离，从而加工出所要求的工件轮廓。求的工件轮廓。刀尖方位的设置刀尖方位的设置 车刀形状很多，使用时安装位置也各异，由此车刀形状很多，使用时安装位置也各异，由此决定刀尖圆弧所在位置。决定刀尖圆弧所在位置。要把代表车刀形状和位置的参数输入到数据库中。要把代表车刀形状和位置的参数输入到数据库中。以刀尖方位号表示。以刀尖方位号表示。从图示可知，从图示可知，若刀尖方位码设为若刀尖方位码设为0或或9时，机床将以刀尖时，机床将以刀尖圆弧中圆弧中心心为刀位点进行刀补计算处理；为刀位点进

11、行刀补计算处理；当刀尖方位码设为当刀尖方位码设为18时，机床将以时，机床将以假想刀尖假想刀尖为为刀位点，根据相应的代码方位进行刀补计算处理。刀位点，根据相应的代码方位进行刀补计算处理。刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令v格式：格式：G41G42G00G01X _ Z _G40 G00 X_ Z _v说明：说明：G41 刀具半径左补偿刀具半径左补偿G42 刀具半径右补偿刀具半径右补偿G40取消刀具半径补偿取消刀具半径补偿G42G41指令说明指令说明: X、Z 为建立或取消刀补程序段中，刀具移动的为建立或取消刀补程序段中，刀具移动的终点坐标。终点坐标。v执行刀补指令应注意：执行刀补指令应注意：（1）

12、、刀径补偿的引入和取消应在不加工的空行程段上，）、刀径补偿的引入和取消应在不加工的空行程段上，且在且在G00或或G01程序行上实施。程序行上实施。（2）、刀径补偿引入和卸载时，刀具位置的变化是一个渐）、刀径补偿引入和卸载时，刀具位置的变化是一个渐变的过程。变的过程。（3）、当输入刀补数据时给的是负值，则）、当输入刀补数据时给的是负值，则G41、G42互相转互相转化。化。（4）、）、G41、G42指令不要重复规定，否则会产生一种特殊指令不要重复规定，否则会产生一种特殊的补偿。的补偿。刀具补偿的编程实现刀具补偿的编程实现 11刀径补偿的引入刀径补偿的引入（初次加载）：（初次加载）：v刀具中心从与编

13、刀具中心从与编程轨迹重合到过度程轨迹重合到过度到与编程轨迹偏离到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程一个偏置量的过程.22刀径补偿进行刀径补偿进行刀具中心始终与编程刀具中心始终与编程轨迹保持设定的偏置轨迹保持设定的偏置距离距离. .33刀径补偿的取消刀径补偿的取消v刀具中心从与编刀具中心从与编程轨迹偏离过度到程轨迹偏离过度到与编程轨迹重合的与编程轨迹重合的过程过程.刀径补偿的引入和取刀径补偿的引入和取消必须是不切削的空消必须是不切削的空行程上行程上.例例1：考虑刀尖半径补偿：考虑刀尖半径补偿O1111N1 G92 X40.0 Z10.0N2 T0101N3 M03 S400N4 G00 X40.0

14、Z5.0N5 G00 X0.0N6 G42 G01 Z0 F60 (加刀补加刀补)N7 G03 X24.0 Z-24 R15N8 G02 X26.0 Z-31.0 R5N9 G40 G00 X30 (取消刀补取消刀补)N10 G00 X45 Z5N11 M30COD（24，-24）第二节、换刀程序编写第二节、换刀程序编写1、关于参考点操作的指令、关于参考点操作的指令G27、G28、G29. - 参考点控制参考点控制格式：格式：G27 X. Z. T0000 ; 回指令参考点检验回指令参考点检验G28 X. Z. T0000 ; 经指令中间点再自动回参考点经指令中间点再自动回参考点G29 X.

15、Z. ; 从参考点经中间点返回指令点从参考点经中间点返回指令点各指令功能：各指令功能：G27用于检查用于检查X X轴与轴与Z Z轴是否能正确返回参考点。轴是否能正确返回参考点。X Z X Z 值指机床参考点在工件坐标系的绝对坐标值值指机床参考点在工件坐标系的绝对坐标值. .G27 X200.345 Z458.565执行执行G28指令时，各轴先以指令时，各轴先以G00的速度快移到程的速度快移到程序指令的中间点位置，然后自动返回参考点。到序指令的中间点位置，然后自动返回参考点。到达参考点后，相应坐标方向的指示灯亮。达参考点后，相应坐标方向的指示灯亮。执行执行G29指令时，各轴先以指令时，各轴先以G

16、00的速度快移到由的速度快移到由前段前段G28指令定义的中间点位置，然后再向程序指令定义的中间点位置，然后再向程序指令的目标点快速定位。指令的目标点快速定位。 目标点参考点说明说明(1). (1). 使用使用G27G27、G28G28指令前要求机床在通电后必须指令前要求机床在通电后必须 ( (手动手动) ) 返回过一次参考点。返回过一次参考点。(2). (2). 使用使用G27G27、G28G28指令时，必须预先取消刀补量指令时，必须预先取消刀补量( (用用T0000 )T0000 )，否则会发生不正确的动作。否则会发生不正确的动作。(3). G27(3). G27、G28G28、G29G29

17、指令均属非模态指令，只在本指令均属非模态指令，只在本程序段内有效。程序段内有效。(4). G28(4). G28、G29G29指令时，从中间点到参考点的移动量指令时，从中间点到参考点的移动量不须计算。不须计算。 应用习惯通常为：在换刀程序前先执行应用习惯通常为：在换刀程序前先执行G28G28指令回参指令回参考点考点( (换刀点换刀点) )，执行换刀程序后，再用，执行换刀程序后，再用G29G29指令往新指令往新的目标点移动。的目标点移动。 目标点参考点绝对编程：绝对编程： G90 G28 X140.0 Z130.0 ; A-B-R T0202 ; 换刀换刀 G29 X60.0 Z180.0 ;

18、R-B-C增量编程增量编程G28 U40 W100 T0000T0202G29 U-80 W50刀具安装位置关系图刀具安装位置关系图 X ZX Z刀号刀号1 1：偏置（：偏置（0 0， 0 0）基准刀）基准刀刀号刀号2 2：偏置（：偏置（1010，3 3）刀号刀号3 3：偏置（：偏置（-10-10，-3-3）加工图示零件需要三把车刀，分别加工图示零件需要三把车刀，分别用于粗、精车、切槽和车螺纹。用于粗、精车、切槽和车螺纹。O0018G92 X0 Z0;G90 G00 X40.0 Z5.0 M03 ;T0101;（外圆车刀）外圆车刀）G71 U1 R2 P100 Q200 X0.2 Z0.2 F50 ;N100 G00 X17.95 Z5.0 ; G01 X18.0 Z-15.0 F30 ; X22.0 Z-25.0 ; X22.0 Z-31.0 ; G02 X32.0 Z-36.0 R5.0 ; G01 X32.0 Z-40.0 ; N20