如何用好加工中心刀具長度補償功能

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如何用好加工中心刀具長度補償功能簡介
      刀具長度補償功能,是數控機床的一項重要功能,在準備功能中用G43、G44、G49表示,但是若使用得不好很容易造成撞車和廢品事故。下面以加工……
如何用好加工中心刀具長度補償功能正文
     
刀具長度補償功能,是數控機床的一項重要功能,在準備功能中用G43、G44、G49表示,但是若使用得不好很容易造成撞車和廢品事故。下面以加工中心為例,介紹生產實踐中常用的幾種刀具長度補償方法。

1刀具長度補償功能的執行過程

典型的指令格式為G43 Z_H_;或G44 Z_H_。其中G43指令加補償值,也叫正向補償,即把編程的Z值加上H代碼指定的偏值寄存器中預設的數值後作為CNC實際執行的Z坐標移動值。相應的,G44指令減去預設的補償值,也叫負向補償。
當指令G43時,實際執行的Z坐標值為Z』=Z_+(H_);
當指令G44時,實際執行的Z坐標值為Z』=Z_-(H_);
這個運算不受G90絕對值指令或G91增量值指令狀態的影響。偏值寄存器中可預設正值或負值,因此有如下等同情況。
  1. 指令G43、H設正值等同於指令G44、H設負值的效果:
  2. 指令G43、H設負值等同於指令G44、H設正值的效果。
因此一般情況下,為避免指令輸入或使用時失誤,可根據操作者習慣採用兩種方式:
  1. 只用指令G43,H設正值或負值:
  2. H只設正值,用指令G43或G44。
以下介紹使用較多的第一種情況。
 
指令格式中Z值可以為0,但H0或H00將取消刀具長度補償,與G49效果等同,因為0號偏值寄存器被NC永遠置0。
 
一般情況下,為避免失誤,通過設定參數使刀具長度補償只對Z軸有效。例如當前指令為G43X_H_;時,X軸的移動並沒有被補償。
 
被補償的偏置值由H後面的代碼指定。例如H1設20.、H2設-30.,當指令「G43 Z100.H1;」時,Z軸將移動至120.處:而當指令「G43 Z100. H2;」時,Z軸將移動至70.處。
 
G43(G44)與G00、G01出現在一個程序段時,NC將首先執行G43(G44)。
 
可以在固定循環的程序段中指令G43(G44),這時只能指令一個H代碼,刀具長度補償同時對Z值和R值有效。
 
在機床回參考點時,除非使用G27、G28、G30等指令,否則必須取消刀具長度補償。為了安全,在一把刀加工結束或程序段結束時,都應取消刀具長度補償。
 
現代數控機床基本上淘汰了紙帶,用晶元存儲程序和刀具長度補償值,可以隨時修改,但通過設置和修改補償量避免和減少改動加工程序,避免和減少因此可能帶來的誤改、改不全等事故發生也是很有意義的。有些數控機床在出廠時因為參數設定不當,造成存儲保護開關只能禁止修改加工程序,這種情況是相當危險的。

2 利用刀具長度補償功能簡化編程

利用NC處理刀具長度補償功能的原理,可以簡化編程。在編製加工程序時,忽略不同刀具長度對編程數值的影響,可以只以一把假想長度的標準刀具進行編程,這個假想長度也可以是0,以簡化編程中不必要的計算,在正式加工前再把實際刀具長度與標準刀具長度的差值作為該刀具的長度補償數值設置到其所使用的H代碼地址內。
 
試切時在零件或夾具上垂直於Z軸(平行於X、Y軸)的平面族內選擇一個Z0平面,該平面是刀具長度補償后編程的Z坐標0點。一般以達到圖紙尺寸的零件上的一個平面或台階作為Z0平面,也叫對刀基準面。如果是切削毛坯,需先用一把銑刀通過試切建立這個平面。如下圖所示,鑽頭T1、鏜刀T2、銑刀T3是Z軸在機床零件點時的位置,標準刀具是前端抵至Z0平面的位置。

根據用戶購買機床時的實際配置,對刀有兩種情況。
  1. 有機外對刀儀 一般以對刀儀供貨時隨機的校驗棒作為標準刀具,把它裝進主軸,.軸回到機床零點,然後以手動方式使標準刀具的前端(一般是鋼球)抵至Z0平面,可以用塞尺確認。
    1. 把此時機床坐標系的Z軸值(負值)減去標準刀具的長度(正值),注意是負值時得絕對值相加,把這個值(負值)設置為該工件坐標系的Z值。接著在對刀儀上測出所有加工刀具的長度,即主軸端面至刀尖的距離,然後把這些值(正值)分別作為每把刀的刀具長度補償值。
    2. 直接把此時機床坐標系的Z軸值(負值)設置為該工件坐標系的Z值。接著在對刀儀上測出所有加工刀具與標準刀具的長度之差,比標準刀具長的記為正值,比標準刀具短的記為負值,然後把這些值分別作為每把刀的刀具長度補償值。
  2. 沒有機外對刀儀 沒有對刀儀的用戶,一般採用前述的指令G43、H只設負值的方式。分別把加工刀具裝進主軸,Z軸回到機床零點,然後以手動方式使刀具的前端抵至Z0平面。把此時機床坐標系的Z軸值(負值)直接作為每把刀的刀具長度補償值。同時該工件坐標系的Z值永遠置0。這種對刀過程,對大部分數控系統,在刀具偏置頁面下就可以顯示當時的Z坐標值,可以直接把該值輸入到補償地址。應注意這時顯示的Z坐標值一般是相對值,一定要切換到機床坐標系,否則很容易造成事故。
    有的操作者用一個對刀塊確認刀具的前端抵至Z0平面,這樣在輸入補償值或輸入工件坐標系Z值時換算對刀塊的厚度,也容易因加減搞錯和漏加漏減造成事故。
  3. 不同刀具的對刀點 根據使用經驗,為使程序調整簡單,鑽頭、銑刀、鏜刀等刀具以刀尖對刀。但是對倒角刀具,比如鍃鑽、倒角鏜刀、倒角立銑刀等以被倒角的孔口接觸刀刃作為對刀點,這樣可以簡化倒角角度與Z軸進給長度的換算。
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