加工中心刀具長度補償值的快速確定及改變方法?

彭中年

（武漢工程職業(yè)技術(shù)學院，湖北武漢 430080）

加工中心刀具長度補償值的快速確定及改變方法?

彭中年

（武漢工程職業(yè)技術(shù)學院，湖北武漢 430080）

介紹了數(shù)控加工中心有基準刀時的對刀過程，在對刀過程中快速確定刀具長度補償?shù)姆椒ǎ治鲈摲椒ǖ奶攸c。同時介紹了可編程數(shù)據(jù)輸入指令G10的格式，結(jié)合加工實例，以Fanuc Oi Mate數(shù)控系統(tǒng)的格式，闡述了通過G10指令在程序中改變刀具長度補償值的編程方法。

刀具；長度補償；G10；切削

1 引 言

加工中心在運行過程中需要經(jīng)常交換刀具，而每把刀具的長度是不相同的，所以在同一個坐標系中，在程序指令Z值相同的情況下，可能使得每把刀具的刀位點在Z向的實際位置有所不同，給編程帶來困難。為了解決這個問題，加工中心設定了刀具長度補償功能，利用刀具長度補償指令（G43、G44）能夠有效地解決這一問題。在調(diào)用刀具長度補償之前需手動設置每一把刀具的長度補償值，如何能快速準確的確定刀具的長度補償值，是每一位加工中心操作人員所必須掌握的一項基本功。在加工過程中，如何在執(zhí)行程序時改變刀具長度補償值，則是刀具長度補償應用中的一個技巧。

2 刀具長度補償值的快速確定

2.1 長度補償值的確定方法

確定刀具長度補償值的方法有多種，“基準刀”對刀法是常用的方法之一，就是對刀時，采用其中的一把刀建立工件坐標系（G54～G59），這把刀稱為基準刀，不需要給長度補償，其他刀具均需要給長度補償，長度補償值為與基準刀的長度差值。如圖1所示。具體步驟如下：

（1）以其中的一把刀作為基準刀對刀（如圖1所示），其刀具長度補償值H1設置為0。

（2）通過手動使基準刀的刀位點接觸工件上表面，記錄當前機床坐標系Z1值，并作為工件坐標系中的Z軸偏置量，輸入到相應的工件坐標系中（假設創(chuàng)建的工件坐標系用G54表示）。

（3）在MDI方式下運行G54。

（4）調(diào)用2號刀，手動使2號刀的刀位點接觸工件上表面，查看絕對坐標的Z軸坐標，記錄為Z2，此時Z2值就是2號刀的長度補償值。

（5）調(diào)用其它的刀具，用同樣的方法設定每一把刀的長度補償值。

2.2 特點分析

（1）采用這種方法對刀，不需要計算基準刀與其他刀具的長度差，而是在顯示器上直接讀出刀具的長度差，即刀具長度補償值。由于省略了手工計算過程，避免了可能出現(xiàn)的計算錯誤，為高效切削提供了保障。

（2）采用這種方法對刀，開始時每把刀都要對刀，但如果使用這一組刀具來加工另一批零件，那么對于新的工件高度，只要用基準刀重復步驟（1）、（2）就可以了，其它刀具補償值只與基準刀相關(guān)，保持不變，節(jié)省了時間［1］。

（3）加工時如果其中有一把非基準刀損壞，更換新的刀具后，該刀的長度補償值要重新設定。

（4）如果基準刀損壞，則需要全部重新對刀，重新確定每一把刀具的長度補償值。

3 刀具長度補償值的改變

在生產(chǎn)實踐中，經(jīng)常會遇到Z軸方向切削余量比較大的工件，如果刀具的剛性不足，就要采用分層切削的加工方法，可通過在程序中改變基準刀的長度補償值，方便的實現(xiàn)分層切削。用可編程數(shù)據(jù)輸入指令G10，可實現(xiàn)在程序中改變刀具的長度補償值。

3.1 G10指令的格式

G10指令也被稱為“可編程數(shù)據(jù)輸入”，即在程序中，用H或D地址指定的代碼，從存儲器中選擇刀具補償值，該值用于刀具長度補償、刀具半徑補償或刀具偏置，G10指令的格式取決于使用的刀具補償存儲器，如表1所列［2］。

表1 刀具補償存儲器和刀具補償值的設置范圍

表中各參數(shù)代表的意義如下：

P：刀具補償號；

R：絕對值指令（G10）方式時的刀具補償值；增量值指令（G10）方式時的刀具補償值與指定的刀具補償號內(nèi)的值相加之和（刀具補償值）。

L：R一刀具的補償量，可以用Ll代替L11。

以上4種指令格式中，R后面的刀具補償值同樣可以是變量，如G10L10P18R＃5，表示變量＃5代表的值等于“H18”所代表的刀具長度補償值，即在程序中輸入刀具的長度補償值。

3.2 G10應用舉例

在立式加工中心上加工如圖示2所示工件，走刀路線為ABCDEFG，如圖3所示。以工件的幾何中心為工件坐標系原點，工件的上表面為Z軸的0點。用?63 mm的刀具按圖3所示路線運行一周可以切除外輪廓的全部余量，所以在平面內(nèi)不需要分層切削；由于Z軸方向的加工余量較大，不能一次切除，需要采用分層切削，通過G10指令改變刀具的長度補償，每層背吃刀量5 mm，加工前設定H01的值為0，D01值為31.5。

圖2 加工零件

圖3 走刀路線

加工程序如下（按Fanuc Oi Mate數(shù)控系統(tǒng)的格式編寫）。

4 結(jié) 語

刀具長度補償給編程帶來很多方便，實際應用過程中，一定要注意快速準確的確定刀具長度補償值，避免過切和其他意外事故，保證加工的正常進行。深度方向的分層切削，除了改變刀具的長度補償?shù)姆椒ㄍ?，還有其他的方法可以實現(xiàn)，在這里不一一介紹。

［1］ 陳祥林.數(shù)控加工刀具長度補償?shù)膽门c分析［J］.煤礦機械，2007（3）：102－103.

［2］ 林定蘭.數(shù)控銑削中G10指令的巧用［J］.金屬加工（冷加工），2009（3）：67－69.

Rapid Determination of Tool Length Compensation Value and Change the Method of Machining Center

PENG Zhong－nian
（Wuhan Engineering Institute，Wuhan Hubei 430080，China）

In this paper，the process of NC machining center with a reference tool knife is introduced，rapid determination method of tool length compensation in the cutting process and the characteristics of this method are analyzed.At the same time programmable data input G10 format is introduced，and combining with the machining examples，based on Fanuc oi Mate CNC system format，the change of the programming method of tool length compensation value is expounded through the G10 instruc?tion in the program.

tool；length compensation；G10；cutting

TH133

A

1007－4414（2013）04－0108－02

圖1 刀具長度補償原理

2013－06－19

彭中年（1969－），男，湖北潛江人，講師，研究方向：數(shù)控加工技術(shù)。