數(shù)控銑床的刀具半徑補(bǔ)償應(yīng)用研究

張 龑?zhuān)?冰

（河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院，河南 平頂山 467000）

隨著我國(guó)社會(huì)現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市工業(yè)領(lǐng)域也逐步發(fā)展成為我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)當(dāng)中的基礎(chǔ)領(lǐng)域，同時(shí)也受到了更多人的認(rèn)可。為了滿足大眾對(duì)于工業(yè)日益增長(zhǎng)的需求，將刀具半徑補(bǔ)償應(yīng)用到數(shù)控銑床當(dāng)中無(wú)疑會(huì)增加工廠的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，但也在一定程度上存在著一些問(wèn)題。如何才能在數(shù)控銑床當(dāng)中完美地融入刀具半徑補(bǔ)償成為了當(dāng)今工業(yè)領(lǐng)域的重要研究課題。本文將秉著促進(jìn)城市工業(yè)領(lǐng)域蓬勃發(fā)展的原則，從多個(gè)角度研究刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控銑床方面的應(yīng)用。

1 數(shù)控銑床的刀具半徑補(bǔ)償簡(jiǎn)述

1.1 數(shù)控銑床刀具半徑補(bǔ)償原理

當(dāng)數(shù)控銑床運(yùn)用傳統(tǒng)的刀具時(shí)，傳統(tǒng)刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)在銑床運(yùn)作過(guò)程中產(chǎn)生一些問(wèn)題，這些刀具往往難以與工件的自身輪廓進(jìn)行完美融合、其中的主要由于在刀具旋轉(zhuǎn)中心和切削刀中間存在著一個(gè)刀具半徑。工業(yè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)者為了解決這個(gè)問(wèn)題，每次當(dāng)?shù)毒叩陌霃綌?shù)值發(fā)生改變時(shí)都要進(jìn)行重新測(cè)量，然后再重新完善編程數(shù)據(jù)，尤其是當(dāng)?shù)毒叱霈F(xiàn)磨損或者是換新刀，進(jìn)而導(dǎo)致刀具半徑改變時(shí)會(huì)直接增加設(shè)計(jì)者的工作難度以及數(shù)據(jù)的測(cè)量難度，從而很容易導(dǎo)致測(cè)量數(shù)值出現(xiàn)偏差。這會(huì)直接影響到工廠生產(chǎn)的零件是否符合出廠標(biāo)準(zhǔn)，其在一定程度上也容易引發(fā)安全事故。

為了解決傳統(tǒng)刀具在使用中容易產(chǎn)生的問(wèn)題，設(shè)計(jì)者們?cè)跀?shù)控銑床當(dāng)中加入了刀具半徑補(bǔ)償。也就是在數(shù)控銑床運(yùn)作系統(tǒng)參照的數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中融入一些與刀具半徑補(bǔ)償有關(guān)的信息，使其成為一個(gè)獨(dú)立存在的數(shù)據(jù)信息庫(kù)。但在此過(guò)程中需要注意的是，當(dāng)設(shè)計(jì)者在進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償數(shù)據(jù)編寫(xiě)以及程序編寫(xiě)時(shí)，設(shè)計(jì)者們不僅有權(quán)考慮到工廠內(nèi)部不同數(shù)控銑床當(dāng)中刀具的半徑，還要考慮到當(dāng)對(duì)刀具半徑進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)會(huì)不會(huì)影響到零件的生產(chǎn)效率以及合格率，設(shè)計(jì)者需要在確保刀具半徑補(bǔ)償技術(shù)可

以有效提高工廠數(shù)控銑床的生產(chǎn)能力，并且可以很好地適應(yīng)每一臺(tái)機(jī)器，盡可能地減少在刀具半徑補(bǔ)償中的浪費(fèi)現(xiàn)象。

1.2 數(shù)控銑床刀具半徑補(bǔ)償方式

但工廠在對(duì)數(shù)控銑床進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償之前，應(yīng)促進(jìn)相關(guān)工作人員對(duì)數(shù)控銑床當(dāng)中的所有零件進(jìn)行深入了解，便于日后在應(yīng)用的過(guò)程中可以對(duì)不同種類(lèi)的運(yùn)作方式進(jìn)行調(diào)整。銑刀是數(shù)控銑床當(dāng)中不可缺少的部分，它主要是由一個(gè)或者是多個(gè)旋轉(zhuǎn)刀齒構(gòu)成，在數(shù)控銑床運(yùn)作的過(guò)程中這些刀齒可以按照一定的運(yùn)作規(guī)律，有次序地對(duì)工件進(jìn)行切割，其在數(shù)控銑床當(dāng)中的作用分別是加工平面、制造凹槽以及切斷工件等等。銑刀也可以分為很多種類(lèi)型，工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中一般根據(jù)銑刀切削工件的最終形狀確立銑刀的種類(lèi)，從這一角度出發(fā)可以將銑刀分為球面銑刀、三面刃銑刀、圓柱形銑刀、立銑刀、鋸片銑刀以及角度銑刀六種，這些銑刀可以發(fā)揮不同的作用，但在數(shù)控銑床當(dāng)中的應(yīng)用方法是一樣的。

在應(yīng)用銑刀的過(guò)程中，會(huì)將在后續(xù)工作中需要用到的銑刀安裝在數(shù)控銑床的彈簧夾套當(dāng)中，使其整體呈現(xiàn)一種懸臂的形態(tài)、進(jìn)而在數(shù)控銑床的數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中加入刀具半徑補(bǔ)償?shù)臄?shù)據(jù)信息，最終開(kāi)始設(shè)備運(yùn)作即可。雖然上面提到的六種銑刀在數(shù)控銑床當(dāng)中的適應(yīng)方式大同小異，但是由于每一種銑刀在數(shù)控銑床當(dāng)中的應(yīng)用次數(shù)以及應(yīng)用時(shí)間都不盡相同，進(jìn)而導(dǎo)致這些銑刀的損害程度也參差不齊。正是因?yàn)檫@一點(diǎn)，設(shè)計(jì)者需要根據(jù)每一種銑刀自身特有的功能以及工作量，對(duì)刀具半徑補(bǔ)償進(jìn)行分類(lèi)，在實(shí)際的補(bǔ)償中可以分為左刀具半徑補(bǔ)償和右刀具半徑補(bǔ)償。當(dāng)?shù)毒甙凑找?guī)定好的軌跡方向前進(jìn)時(shí)，并且前進(jìn)方向是在左側(cè)或者是右側(cè)時(shí)，根據(jù)刀具的旋轉(zhuǎn)方向?qū)δp半徑進(jìn)行補(bǔ)償。這兩種刀具半徑補(bǔ)償方式在一定程度上來(lái)說(shuō)是一樣的，只是它們?cè)跀?shù)控銑床結(jié)束工作時(shí)刀具所處的位置不同，從刀具的擺放位置來(lái)看，如果刀具的最終位置是在工件輪廓的左邊，那就將采用左刀具半徑補(bǔ)償；若是刀具的最終位置是在工件輪廓的右邊，則為右刀具半徑補(bǔ)償。

1.3 數(shù)控銑床刀具半徑補(bǔ)償?shù)木唧w運(yùn)作流程

根據(jù)不同工廠當(dāng)中的數(shù)控銑床刀具半徑補(bǔ)償具體運(yùn)作流程來(lái)看，可以將刀具半徑補(bǔ)償具體運(yùn)作流程分為三個(gè)部分，分別是刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕?、刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)行及取消，整套流程應(yīng)當(dāng)以銑刀的刀刃為出發(fā)點(diǎn)，以刀具半徑補(bǔ)償為基礎(chǔ)步驟，引導(dǎo)銑刀順著設(shè)計(jì)者的編程軌跡進(jìn)行運(yùn)作，最終使銑刀完成預(yù)想的工件切削，結(jié)束運(yùn)動(dòng)也就是刀具半徑補(bǔ)償?shù)娜∠绞?，需要在具體運(yùn)作的過(guò)程中進(jìn)行精密的計(jì)算和設(shè)計(jì)。除此之外，刀具半徑補(bǔ)償?shù)娜齻€(gè)運(yùn)作過(guò)程會(huì)直接影響到工件的完成情況。

1.3.1 刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕?/p>

刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒉粌H僅是依靠銑刀在數(shù)控銑床當(dāng)中的運(yùn)動(dòng)，而是應(yīng)當(dāng)從銑刀的準(zhǔn)備開(kāi)始。首先工作人員在選擇銑刀的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行仔細(xì)地核對(duì)，認(rèn)真選擇適合數(shù)控銑床的銑刀類(lèi)型，在確定好銑刀類(lèi)型之后，從銑刀的起刀點(diǎn)開(kāi)始進(jìn)行制作工作，并且時(shí)刻記錄銑刀在數(shù)控銑床當(dāng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡以及運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，并時(shí)刻根據(jù)自身需求調(diào)整銑刀的位置，在這個(gè)過(guò)程中需要注意的是，這一步僅僅處于刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕㈦A段，對(duì)于零件加工工作不應(yīng)操之過(guò)急。

1.3.2 刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)行

一般來(lái)說(shuō)，刀具的中心軌跡和設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)好的編程軌跡是存在一定誤差的，而這個(gè)誤差正是需要設(shè)計(jì)者在數(shù)據(jù)銑床的運(yùn)作過(guò)程中對(duì)銑刀的半徑變化進(jìn)行詳細(xì)的跟進(jìn)。由于銑刀的半徑數(shù)據(jù)計(jì)算是刀具半徑補(bǔ)償當(dāng)中的重要組成部分，這不僅代表著刀具半徑補(bǔ)償?shù)男畔?shù)據(jù)直接決定著銑刀的運(yùn)作，還代表著一旦刀具半徑補(bǔ)償數(shù)據(jù)出現(xiàn)了偏差，就會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)出來(lái)的零件不合格，這不僅影響著整個(gè)工廠的生產(chǎn)效率，還會(huì)浪費(fèi)工業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中極其有限的工業(yè)資源，同時(shí)設(shè)計(jì)者需要對(duì)刀具半徑補(bǔ)償數(shù)值進(jìn)行重新計(jì)算。更是容易導(dǎo)致數(shù)控銑床無(wú)法投入使用，在一定程度上會(huì)降低工廠的生產(chǎn)進(jìn)度，影響工廠的經(jīng)濟(jì)效益以及在工廠領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)力。

1.3.3 刀具半徑補(bǔ)償?shù)娜∠?/p>

由于受到數(shù)控銑床的限制，導(dǎo)致許多數(shù)控銑床在運(yùn)作的過(guò)程中容易形成一對(duì)一或者是多對(duì)多的零件制作模式，由于刀具半徑補(bǔ)償并不能在數(shù)控銑床當(dāng)中進(jìn)行永無(wú)止境地運(yùn)作，有運(yùn)行就應(yīng)當(dāng)有技術(shù)，故而產(chǎn)生了刀具半徑補(bǔ)償?shù)娜∠襟E。在刀具半徑補(bǔ)償?shù)膶?shí)際運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，取消步驟是所有流程當(dāng)中最為簡(jiǎn)單的一個(gè)步驟，當(dāng)銑刀完成了零件的切削工作時(shí)，數(shù)據(jù)銑床的信息庫(kù)就會(huì)向其發(fā)送取消指令，無(wú)論銑刀處在什么位置都可以和起刀點(diǎn)進(jìn)行重合。除此之外，刀具半徑補(bǔ)償?shù)娜∠徒⑹且粯拥?，并不能在此過(guò)程中進(jìn)行零件加工。

2 刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控銑床當(dāng)中的指令應(yīng)用

刀具半徑補(bǔ)償在數(shù)控銑床當(dāng)中的指令可以分為兩種，分別是刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒅噶詈偷毒甙霃窖a(bǔ)償?shù)娜∠噶睢Ｔ谶M(jìn)行不同的指令之前，工作人員需要對(duì)可能涉及的信息進(jìn)行簡(jiǎn)單分析。這些信息數(shù)據(jù)當(dāng)中最基本的就是G41和G42，這兩個(gè)相近的代碼雖然看上去十分相像，但其實(shí)代表著數(shù)控銑床當(dāng)中刀具半徑補(bǔ)償?shù)膬煞N不同方式，也就是左刀具半徑補(bǔ)償和右刀具半徑補(bǔ)償。并且在這兩個(gè)代碼當(dāng)中會(huì)出現(xiàn)X和Y兩個(gè)數(shù)值，這兩個(gè)數(shù)值代表著銑刀的最終位置。并且工作人員需要對(duì)一些指令格式進(jìn)行了解，比如說(shuō)G17、G18、G19、G00以及G11等等，這些代碼直接關(guān)系到刀具半徑補(bǔ)償?shù)木唧w數(shù)值，并且刀具半徑補(bǔ)償在執(zhí)行運(yùn)作指令的過(guò)程中會(huì)承擔(dān)一部分的技術(shù)連接。

刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒅噶罡袷接泻芏喾N，比如G17、G18、以及G19，這三個(gè)建立指令格式將直接控制G00以及G11這兩個(gè)指令的運(yùn)行，在發(fā)動(dòng)指令的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意只有G00和G11可以控制刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒁约叭∠?。?dāng)G41以及G42接收到指令信息時(shí)，由X、Y、Z三者進(jìn)行兩兩組合，啟動(dòng)銑刀的運(yùn)動(dòng)軌跡，促進(jìn)銑刀按照設(shè)定好的軌跡進(jìn)行運(yùn)作，與此同時(shí)工作人員需要對(duì)產(chǎn)生的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)記錄。刀具半徑補(bǔ)償?shù)娜∠蒅00和G11控制，啟動(dòng)G40的運(yùn)行，進(jìn)而促使銑刀的位置停留在由X、Y、Z組成的信息數(shù)據(jù)位置上，再進(jìn)行后續(xù)操作。

3 刀具半徑補(bǔ)償在應(yīng)用過(guò)程中應(yīng)當(dāng)注意的問(wèn)題

我國(guó)工廠領(lǐng)域當(dāng)中的各個(gè)數(shù)控銑床都開(kāi)始采用了刀具半徑補(bǔ)償技術(shù)，正是因?yàn)槿绱?，不管是?shù)控銑床的相關(guān)操作人員還是刀具半徑補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計(jì)者和編程人員，都不可避免地會(huì)在刀具半徑補(bǔ)償?shù)木唧w運(yùn)用中出現(xiàn)一些問(wèn)題。

在刀具半徑補(bǔ)償運(yùn)行中最容易遇到的兩個(gè)問(wèn)題如下：最為主要的是關(guān)于刀具半徑補(bǔ)償?shù)闹噶罡袷絾?wèn)題，除了本篇文章當(dāng)中提到的可以控制刀具半徑補(bǔ)償?shù)慕⒑腿∠膬煞N指令之外，還有就是其他指令之間的銜接問(wèn)題，當(dāng)數(shù)控銑床在執(zhí)行其他指令時(shí)，不應(yīng)當(dāng)在數(shù)控銑床中加入多余的運(yùn)行流程，因?yàn)檫@樣很容易導(dǎo)致數(shù)控銑床格式混亂，最終無(wú)法正常運(yùn)行；另外一個(gè)容易遇到的問(wèn)題就是有關(guān)于刀具半徑補(bǔ)償運(yùn)行過(guò)程中的注意事項(xiàng)，刀具半徑補(bǔ)償運(yùn)行并不能和零件切削工作同時(shí)進(jìn)行，避免兩者同時(shí)進(jìn)行時(shí)產(chǎn)生的混亂現(xiàn)象。除此之外，在數(shù)控銑床的運(yùn)行過(guò)程中要避免過(guò)度切削現(xiàn)象的出現(xiàn)，在銑刀開(kāi)始和停止時(shí)，工作人員應(yīng)當(dāng)確保銑刀的輪廓邊線是否符合設(shè)計(jì)者規(guī)定的運(yùn)動(dòng)軌跡，確保零件的準(zhǔn)確切削。

4 結(jié)語(yǔ)

將刀具半徑補(bǔ)償融入到數(shù)控銑床當(dāng)中不僅可以提高工廠的生產(chǎn)效率、還可以提高工廠的生產(chǎn)自動(dòng)化，同時(shí)滿足大眾對(duì)于零件質(zhì)量的高要求標(biāo)準(zhǔn)。但在進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程當(dāng)中，工作人員必須時(shí)刻保持嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，熟練掌握刀具半徑補(bǔ)償技術(shù)，提高數(shù)控銑床在工廠當(dāng)中的利用率，進(jìn)而達(dá)到增強(qiáng)工廠生產(chǎn)效率、提高工廠核心競(jìng)爭(zhēng)力以及促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展的綜合目的。