基于宏變量的刀具半徑補償
2020-3-24 來源：陜西國防工業職業技術學院 作者： 雒鈺花
摘 要：介紹了刀具半徑補償的作用，分析了基于宏變量的刀具半徑補償方法。 以數控加工圓形凸臺零件為例，給出了基于宏變量的刀具半徑補償應用實例，并與普通加工、無刀半徑補償加工相比較，確認基于宏變量的刀具半徑補償的優越性。
關鍵詞：刀具 半徑補償 加工 宏變量
1、 刀具半徑補償作用
刀具半徑補償在數控加工編程中應用靈活多變，功能強大［1-2］，它可以減少數控編程中煩瑣的計算［3-5］，不必求出刀具中心的運動軌跡， 只需按被加工零件輪廓曲線編程即可。在程序中給出刀具半徑的補償指令，就可加工出零件的輪廓曲線，使編程簡化。在宏程序編程中，刀具半徑補償功能作用更為明顯，這是因為刀具半徑補償參數可以內部傳遞， 并且參數可以根據需要變化，在實際加工中，宏變量有廣泛應用空間［6-8］。
2 、基于宏變量的刀具半徑補償方法
2.1 刀具半徑補償形式
刀具半徑補償在手工編程中主要有兩種形式：①在普通程序中， 刀具半徑補償值是固定值， 無參數設置；② 在宏程序中，對刀具半徑補償值有參數設置，需要對補償值建立宏變量。 通過宏變量對刀具半徑補償值建立數學表達式，直接進行變量傳遞來改變刀補值，給加工帶來方便。
2.2 宏變量設定方法
宏變量刀具半徑補償值的設定方法有兩種：① 無變量指令代碼設定；② 有變量代碼指令設定。 對于有刀具半徑補償功能的數控系統， 刀具半徑補償值的參數設定有專門的編程指令，不同的數控系統，刀具半徑補償宏變量的設定方法不一致。 下面以發那科系統為例， 具體介紹宏變量在刀具半徑補償編程中的使用方法。 利用 G10 指令可設定刀具半徑補償值參數［9］，見表1。 表 1 中 H 代碼為長度補償，D 代碼為半徑補償，P 為刀具補償號，R 為刀具補償值。
表 1 刀具半徑補償種類和指令格式
在 G90 指令方式下，實際刀具補償值=補償值。 在G91 指令方式下， 實際刀具補償值=補償值+刀具補償號的刀補值。
3 、應用實例
數控加工如圖 1 所示圓形凸臺零件，其尺寸如下：D =準100 mm，d =準40mm，H=5 mm。 用三種程序對比說明宏變量刀具半徑補償編程方法。
（1） 普 通 加 工 程序。 程序如下：
G00 X20 Y50；// 刀 具
定位至點（20，50）處
普通加工程序的刀具半徑補償執行過程中， 在操作面板 OFFSET 模式下由手工修改刀具半徑補償值。同一輪廓的粗精加工需不斷修改刀補值，操作煩瑣，使用不便。下述應用宏變量的數控加工程序，可以根據需要設定變量并賦初值，即可達到加工要求［10-11］，程序操作簡便，通用性強，提高了加工效率。
（2） 直接使用變量實現圓臺粗精加工。 無刀具半徑補償的宏指令程序如下：
（3） 通過宏指令 G10 設定刀具半徑補償值實現圓臺粗精加工。 有刀具半徑補償的宏指令程序如下
4 、結束語
綜上所述， 傳統手工編程用刀具半徑補償來實現零件輪廓粗精加工，其編程較為煩瑣，不能充分體現數控機床加工零件的優越性。 采用宏指令刀具半徑補償的宏程序通用性強，正確使用可事半功倍，改變了修改刀具半徑補償的手工編程運行方式， 簡化了程序運行步驟，縮短了零件加工時間，提高了生產效率，給數控機床用戶帶來了方便。
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