對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行輪廓加工時(shí),刀具具有一定的半徑,而在對(duì)其進(jìn)行加工的時(shí)候掸柏,刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡必須偏離零件實(shí)際輪廓一個(gè)刀具半徑值拿翠。此外陡顶,零件加工時(shí)還要考慮加工余量和刀具磨損等。所以允合,刀具中心的運(yùn)動(dòng)并不是零件的實(shí)際輪廓段鲜。
在內(nèi)輪廓加工時(shí),刀具中心向零件內(nèi)偏離一個(gè)刀具半徑值泌盒;在外輪廓加工時(shí)潦寂,刀具中心向零件外偏離一個(gè)刀具半徑值。如還要預(yù)留加工余量筛密,則偏離的值還要加上此預(yù)留加工余量捡路。這種偏離 即為刀具半徑補(bǔ)償。
早期刀具半徑補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ卸喾N鸭乱,其共同點(diǎn)是在零件輪廓的轉(zhuǎn)折點(diǎn)處插入一輔助圓弧程序悍蔫,這樣勢必產(chǎn)生工藝性差、過切等一些不可避免的缺陷橱奶。
進(jìn)行零件外輪廓加工時(shí)盯桦,刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡中增加了輔助圓弧程序段,尖角被加工成小圓角渤刃。
在加工零件內(nèi)輪廓時(shí)拥峦,在偏離了一個(gè)半徑補(bǔ)償值后,相鄰段的刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了交叉(即所謂刀具干涉)卖子,以致產(chǎn)生過切現(xiàn)象略号,即刀具切除了零件不應(yīng)切除的部分。為避免干涉洋闽,可采用不使用刀具半徑補(bǔ)償功能的方法玄柠,首先直接計(jì)算出刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡,然后按刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡編程诫舅。在計(jì)算刀具中心的運(yùn)動(dòng)軌跡時(shí)羽利,需求出刀具中心軌跡在轉(zhuǎn)折點(diǎn)處的交點(diǎn)。而求交點(diǎn)比較麻煩骚勘,為此編程人員人為地增加一個(gè)過渡圓弧铐伴,并且要求此過渡圓弧的半徑必須大于刀具半徑,否則將產(chǎn)生過切俏讹。
隨著CNC技術(shù)的發(fā)展当宴,數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)算速度不斷提高及存儲(chǔ)容量的不斷增加,刀具半徑補(bǔ)償可實(shí)現(xiàn)直線過渡,直接求出刀具中心軌跡的交點(diǎn)栓授。此方法稱為C機(jī)能刀具半徑補(bǔ)償(簡稱C刀具補(bǔ)償)方法络蟋。此方法可避免上述早期刀具半徑補(bǔ)償方法存在的缺陷。以下簡要介紹C機(jī)能刀具半徑補(bǔ)償方法的基本原理死发。
AS:工作寄存區(qū)络跷,用以存放當(dāng)前加工的程序段數(shù)據(jù);
CS:刀補(bǔ)緩沖寄存區(qū)谴眶,用以存放下一步將要加工的程序段數(shù)據(jù)俺阻;
BS:緩沖寄存區(qū),用以存放再下一步將要加工的程序段數(shù)據(jù)宰蘸;
OS:輸出寄存區(qū)督靶,用以存放進(jìn)給伺服系統(tǒng)的控制信息,并設(shè)置計(jì)算區(qū)用以計(jì)算編程軌跡和刀補(bǔ)修正計(jì)算
當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)后捂臣,首先將第一段程序讀入BS铃挠,編程軌跡計(jì)算完后送入CS暫存;繼續(xù)將第二程序段讀入BS堡掏,同樣也計(jì)算出第二程序段的編程軌跡应结,接著判別第一、第二兩段程序的連接方式泉唁,根據(jù)判別結(jié)果鹅龄,對(duì)幌中的第一段編程軌跡和BS中的第二段編程軌跡作相應(yīng)的修正。修正結(jié)束后游两,將修正過的第一段編程軌跡由CS送至AS砾层;之后漩绵,將第二段編程軌跡由BS送至CS贱案。再隨后由CPU將AS中的數(shù)據(jù)送到OS進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算,其結(jié)果送伺服系統(tǒng)予以執(zhí)行止吐。當(dāng)修正了的第一段編程軌跡執(zhí)行完后宝踪,CPU利用插補(bǔ)間隙又命令將第三段程序讀人BS,隨后又根據(jù)BS CS中的
二碍扔、第三段編程軌跡的連接方式瘩燥,對(duì)CS中的第二段編程軌跡加以修正。這樣循環(huán)往復(fù)不同,直至到達(dá)零件輪廓加工完畢露揽。
綜上所述,系統(tǒng)的刀補(bǔ)工作狀態(tài)酵吴,始終存有三個(gè)程序段的信息屏部。刀具補(bǔ)償?shù)霓D(zhuǎn)接處理是對(duì)所有的編程軌跡作矢量處理,顯然直線本身即為矢量;而圓弧則將起點(diǎn)藐捉、終點(diǎn)的半徑和起點(diǎn)到終點(diǎn)的弦長作為矢量铭歪;此外,刀具半徑也作為矢量氛玛,其模為刀具半徑值搀薛,方向指向圓心,在加工過程中始終垂直編程軌跡蹂勺。加工直線時(shí)稻填,刀具半徑矢量始終垂直于刀具的移動(dòng)方向;而加工圓弧時(shí)携帘,刀具半徑矢量始終垂直于編程圓弧的瞬時(shí)切點(diǎn)的切線狡秋,其方向是變化的。
實(shí)際加工時(shí)雏节,因前胜嗓、后兩段編程軌跡的連接方式不同,相應(yīng)的刀具中心的加工軌跡也有不同的轉(zhuǎn)接形式钩乍。
直線相接
對(duì)于直線相接的右刀補(bǔ)情況辞州,以及直線與圓弧相接、圓弧與圓弧相接的各種情況寥粹,可根據(jù)上述原理分析得出量以及加工時(shí)間的統(tǒng)計(jì)变过。
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