數控銑床加工中刀具半徑補償指令應用分析

李芹

（江蘇城市職業(yè)學院（徐州），江蘇 徐州 221006）

數控銑床加工中刀具半徑補償指令應用分析

李芹

（江蘇城市職業(yè)學院（徐州），江蘇 徐州 221006）

刀具半徑補償指令是數控銑床上一個非常重要的應用指令，文中主要介紹了刀具半徑補償的格式、過程和其在數控銑床加工中的應用，探討了在零件加工過程中使用刀具半徑補償指令的注意事項等相關知識。

數控銑床；刀具半徑補償；應用

1 刀具半徑補償的目的

在數控銑床進行工件加工時，由于銑床刀具的刀位點為刀具中心位置，造成工件在加工過程中，刀具的中心軌跡和工件輪廓不重合，如圖1所示。為了保證工件加工的合格，則必須按照刀具的中心軌跡進行編程，即需要根據刀具的半徑值在工件輪廓上加上或減去對應的數值，導致編程人員的工作量增大，工作效率降低。同時，刀具的半徑值也會隨著刀具磨損、重磨或換新刀等原因相應的發(fā)生變化，編程人員必須對刀具的中心軌跡重新進行計算并且編寫新的加工程序。若在程序編制過程中運用刀具半徑補償指令，則數控機床會自動根據刀具半徑值計算刀具中心的軌跡，而編程人員只需按照工件的輪廓進行編寫加工程序， 這樣既簡化了編程，又能很容易地調整加工輪廓的尺寸。

圖1 刀具中心軌跡與工件輪廓

2 刀具半徑補償的指令G40、G41、G42

格式：

說明：

（1）G17、G18、G19——選擇不同的加工平面進行刀具半徑補償，G17刀具半徑補償在XY平面進行；G18刀具半徑補償在XZ平面進行；G19刀具半徑補償在YZ平面進行。由于數控銑床的默認工作平面為G17（XOY平面），故G17指令可以省略。注意：平面選擇的切換必須在補償取消方式下進行，若在補償方式下進行平面選擇切換，則機床報警。

（2）G41、G42——刀具半徑補償指令，G41為刀具半徑左補償；G42為刀具半徑右補償。G41、G42指令的判斷：沿著刀具前進方向看，若刀具在被加工工件的左側即為刀具半徑左補償G41；反之即為刀具半徑

右補償G42，如圖2所示。

圖2 刀具半徑補償

（3）X、Y、Z ：G00/G01 的參數，即刀補建立或取消的終點坐標值。

（4）D：刀具偏置號地址(D00～D99)，用于存放所選刀具的半徑值。

（5）G40：取消刀具半徑補償指令，其為模態(tài)碼,機床初始狀態(tài)為G40。

3 刀具半徑補償的過程

（1）刀具半徑補償的建立——假設刀具半徑為r,刀具在起始點位置時，刀具中心和編程軌跡重合，當其逐漸靠近工件，刀具的中心與編程軌跡逐漸偏離一個偏置量r，如圖3所示。該過程的實現必須由G00或G01指令才有效。

圖3 刀具半徑補償的建立

（2）刀具半徑補償的進行——零件程序一旦執(zhí)行G41或G42指令后，刀具半徑補償指令一直有效，即刀具中心與編程軌跡始終相距一個偏置量r，直到刀補G40取消。

（3）刀具半徑補償的取消——當工件被加工完成后，刀具的中心軌跡從與編程軌跡偏離一個偏置量r逐漸向其重合的過程，如圖4所示。

圖4刀具半徑補償的取消

4 刀具半徑補償指令的應用

利用刀具半徑補償指令，以FANUC系統(tǒng)數控機床為例，編制如圖5所示零件的加工程序：要求建立如圖所示的工件坐標系，按A-B-C-D-E-A所指示的路徑進行加工，假設初始時，刀具在工件上表面100mm，工件的切削深度為5mm。

零件程序如下：

O4140;

M03 S1000 G54 G90 G94;

G00 X10. Y-10. Z100.;

G01 Z-5. F400.;

圖5 加工零件圖形

G41 X10. Y10. D01；Y20.；

X30. Y30.；

G03 X40. Y20. R10.；

G02 X30. Y10. R10.；

G01 X-10 .；

G00 Z100.;

G40 ；

M05;

M30；

5 使用刀具半徑補償時的注意事項

（1）G41/G42與G40指令必須成對出現，即在編制程序時必須用G40指令取消刀具半徑補償，使刀具的中心軌跡再次與編程軌跡重合。否則，刀具的定位最終將偏離工件輪廓一個刀具半徑值。

（2）G41/G42與G40之間的程序段中不允許出現旋轉、縮放、鏡像等功能指令。

（3）G41/G42與G40的進行必須在刀具遠離工件的地方；且應與選定好的切入點和進刀方式協(xié)調，保證刀具半徑補償的有效性。

6 結語

在數控銑床程序編制過程中靈活掌握和運動刀具半徑補償指令，可以大大的簡化程序編制的內容，減少編程人員的工作量，特別是對復雜零件程序的編制。同時可以避免由于刀具半徑發(fā)生變化對零件加工程序的影響，進而提高產品的生產率和零件的加工質量。

TG547

A

1671-0711（2017）12（上）-0158-02