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　　CNC数控加工中心直径补偿金沃苏什卡

　　2013/10/11 10:42:38

1、直径补偿金的概述 直径补偿金是现代数控机床控制控制系统的一种基本机能，在数控车铣床、加工中心、火焰切割机等控制系统中在加工钻孔时，特别是在三维正方形钻孔加工是，假如不考量的前述直径大小加工出来的钻孔的寸与前述明确要求的体积不合乎，加工出来的钻孔将偏大或偏小，假如控制系统具有直径补偿金机能就能加工出合乎技术体积规格格明确要求，同时直径补偿金还能同一加工设计模式零件的粗加工、半精加工、精加工，简化同一刀路抛物线粗、精加工重复基本建设两四个刀路抛物线CNC文件的繁琐工作。 2、直径补偿金的操作过程 数控加工中心控制系统的直径补偿金将排序加工标识符抛物线的中心抛物线由CNC控制系统排序解析执行，这就明确要求CNC控制系统在加工工操作过程中下几段抛物线体育运动前事先加载分析排序好考量加上直径补偿金后的体育运动的中心抛物线，CNC控制系统依照零件流程和事先储存在控制系统中直径谐振值手动排序中心抛物线对零件加工，在加工时当选用相同直径的不许修正加工零件的流程，只需修正CNC控制系统中的直径谐振的储存值即可，在零件刀路抛物线加工操作过程中分四个操作过程，A补偿金的创建，在沿基本建设流程抛物线体育运动时，中心抛物线由G41、G42命令决定在原程式设计抛物线的基础上向左或向右偏转一个直径，直径补偿金只能在加工NC标识符的G00或G01直角抛物线中创建，而不能再G02或G03梯形抛物线中创建。B直径补偿金的展开，直径一旦创建，CNC控制系统便一直保持补偿金状况，一直到控制系统加载到G40直径补偿金撤销命令。B直径补偿金的撤销，在离开钻孔回到加工的起点时，用G40撤销直径补偿金，直径补偿金要在G00或G01直角抛物线中撤销，而不能再G02或G03梯形抛物线中撤销。在这四个操作过程中，中心抛物线都是依照基本建设的加工钻孔的刀路抛物线来排序的，加工线条由直角或梯形圆周组成，直径补偿金仅能在三维正方形中展开，用G17、G18、G19分别指定XY、ZX、YZ正方形，在加工直角时，中心的抛物线是钻孔线条的一条线且距离等同于的直径值，加工梯形时，加工钻孔线条与中心抛物线的的直径之差等同于直径值，直径补偿金能是左边补偿金G41（加工时体育运动路径是加工零件的左侧）或是右补偿金G42（加工时体育运动路径是加工零件的右侧）,加工抛物线圆周间能是直角接直角、直角接梯形、梯形接直角、梯形接梯形的交角。补偿金方法分B类补偿金和C类补偿金，B类补偿金中心抛物圆周间都是选用梯形镜像过渡阶段，演算法单纯实现容易，但是展开钻孔外线条加工时由于选用梯形镜像，始中在一点切削，钻孔外形双角被加工成小梯形与前述钻孔的体积不相合乎，展开钻孔线条加工时，要由程式设计人员人为的加一个辅助的过渡阶段梯形，且要确保过渡阶段梯形的直径大于直径。这样：一是增加程式设计工作量；二是稍有疏忽，过渡阶段梯形直径小于直径时，会因干涉而产生过切，使加工零件报废。C类补偿金是目前大部分数控控制系统都具有的直径补偿金机能，C类补偿金中心抛物线圆周间选用直角连接过渡阶段，CNC数控控制系统直接实时手动排序中心抛物线的桥接交角，加工双角加工工艺性好，在加钻孔内线条时可实现过切手动预报报警处置机制，B类刀补选用读几段，算几段，走几段的处置方法。故无法预计直径造成的下几段抛物线对此栏抛物线的影响。而C类补直径偿选用一次对两段展开处置的方法。先处置此栏，再依照下几段来确定中心抛物线的段间过渡阶段状况，从而完成此栏刀补运算处置。 3、直径补偿金的抛物线座标排序 直角与直角、直角与梯形、梯形与直角、梯形与梯形的桥接分类（如下表所示表明） a=a2-a1（注：a1是此栏抛物线圆周与X轴的直角，a2是下段抛物线与X轴的直角，假如是梯形a1和a2是梯形的桥接点的圆周与X轴的直角）。 由于两或非门直角相同及G41、G42的谐振方式相同，使中心抛物线的桥接方式有所相同，有如下表所示表的延长型、卷曲型、填入型三种接方式以下图为例G42补偿金。 1）延长型、在G42方式下，两矢量的直角a在180?～360?间，在G41方式下，两或非门的直角a在0?～180?间是延长型。 2）卷曲型、在G42方式下，两矢量的直角a在0?～90?间，在G41方式下，两或非门的直角a在270?～360?间是卷曲型。 3）填入型、在G42方式下，两矢量的直角a在90?～180?间，在G41方式下，两或非门的直角a在180?～270?间是卷曲型。

　　上面单纯表明直径补偿金刀路抛物线座标的简要演算法操作过程。 上面对直角与直角桥接右补偿金G42的卷曲与填入型的排序做单纯的推导

（A） 1）、右补偿金G42卷曲型的直径补偿金桥接点B座标的排序、示意图（A） 如图（A）圆周OO1和OG程式设计的抛物线，为了确保偏转一个直径值后确保钻孔外型的合乎体积，做偏转直径的抛物线，示意图。 圆周OO1与X轴的直角为a1，圆周O1G与X1轴的直角为a2，则a=a2-a1 圆周O1A= O1C=R（直径值） 需求直径贡瑟兰桥接点B的座标，则可按如下表所示方法排序。 因为O1A⊥O1H O1C⊥O1G ⊿AO1B≌CO1B 所以∠AO1H=∠CO1G 所以∠AO1C=∠HO1G=a2-a1 （1） ∠AO1B=∠CO1G=∠AO1C/2=（a2-a1） TAN[（a2-a1）/2]=AB/O1A=AB/R （2） AB=R＊ TAN[（a2-a1）/2] （3） 因为OO1∥AB OX∥EB O1A⊥AB （4） ∠O1OX=∠FBA=∠O1AD=∠a1 （5） 所以 COS∠FBA=FB/AB （6） FB=AB＊COS∠FBA= R＊ TAN[（a2-a1）/2]＊ COSa1 （7） SIN∠O1AD=O1D/O1A=O1D/R （8） O1D=R＊SINa1 （9） B点在X1轴座标上的投影为 因为DE=FB （10） Bx=DE O1D= R＊ TAN[（a2-a1）/2]＊ COSa1 （11） =R＊（SINa1 SINa1）/（1 COS（a2-a1）） （12） 同理B轴在Y1轴座标上的投影排序如下表所示 COS∠O1AD=AD/O1A=AD/R （13） AD=R＊COAa1 （14） SIN∠FBA=AF/AB=AF/ R＊ TAN[（a2-a1）/2] （15） FA= R＊ TAN[（a2-a1）/2]＊SINa1 （16） B点在Y1轴上座标上的投影为 By=-（AD-FA）=-（ R＊COAa1- R＊ TAN[（a2-a1）/2]＊SINa1） （17） =-R＊（COSa1 COSa2）/（1 COS（a2-a1）） （18）

（B） 2）、右补偿金G42填入型的直径补偿金桥接点B和C点座标的排序、示意图（B） 如图（B）圆周OO1和圆周O1E为程式设计抛物线，为了确保偏转一个直径值后确保钻孔外型的合乎体积，做偏转直径的抛物线，需要排序B点和C点的座标。 圆周OO1与X轴的直角为a1，圆周O1G与X1轴的直角为a2，则a=a2-a1 圆周O1A=O1D=R（直径值） 因为OX//FG OO1//AB O1A=AB=R O1A⊥AB ⊿O1FA≌⊿AGB （1） O1A=O1D=AB=DC=R 所以∠O1OX=∠BAG=∠AO1F=a1 （2） SIN∠BAG=BG/AB=GB/R （3） BG=R＊SINa1 （4） COSa1=O1F/O1A=O1F/R （5） O1F=R＊COSa1 （6） SINa1=FA/O1A=FA/R （7） FA=R＊ SINa1 （8） COSa1=AG/AB=AG/R （7） AG=R＊COSa1 （9） B点在X1轴座标上的投影座标为 Bx=FA AG= R＊ SINa1 R＊COSa1 （10） =R（SINa1 COSa1） （11） B点在Y1轴座标上的投影座标的排序为 COS∠AO1F=O1F/O1A （12） O1F=R＊COAa1 （13） SIN∠BAG=BG/AB （14） BG=R＊SINa1 （15） Bx=-（O1F-BG）=-（R＊COS∠a1-R＊SIN∠a1） （16） =R（SINa1-COSa1） （17） 对于C点座标能推导出C点的X轴和Y轴的投影为 因为KC∥EO1 IO1∥JH ∠EO1I=180?-a2 O1D=DC （18） 所以∠EO1I=∠KDJ=∠DO1J=∠CDH=（180?-a2） （19） SIN∠DO1G=DJ/O1D=DJ/R （20） DJ=R＊ SIN∠DO1G= R＊ SIN（180?-a2）=R＊SINa2 （21） COS∠CDH=DH/DC=DH/R （22） DH=R＊ COS∠CDH=R＊COS（180?-a2）=-R＊CONS（180?-a2） （23） 所以C点座标在X轴的投影座标为： Cx=DJ DH= R＊SINa2——R＊CONS（180?-a2） （24） =R（SINa2-COSa2） （25） 同理可求得C点在Y轴的投影座标为 Cy=R（SINa2 COSa2） （26） 上述直径直径补偿金中心桥接方式都是折线，所推导的排序公式是求折线拐点的座标，大部分数控控制系统C类直径补偿金都选用这种方式，这种方式在卷曲型和填入型刀路抛物线时能加工钻孔时拐角保持双角。 另外一种桥接方式是梯形，排序中心在直角或梯形端点的位置，对于外线条钻孔刀路抛物线的加工（卷曲型或填入型桥接抛物线），能如下表所示图（C）只排序A点、B点座标，以O1为圆心，O1A=O1B=R为直径填入梯形过渡阶段，由于梯形连接不需要做桥接交角的复杂排序，因而单纯方便,但圆周在做梯形拐角过渡阶段时，梯形拐角与钻孔线条拐角相接触不能确保∠OO1C角为双角而是产生小梯形角，不能得到完好的双角，另外对于延长型抛物线桥接过渡阶段，填入的梯形段将使产生过切现象，这是梯形过渡阶段的弊病。上面只是举了个例子对直径补偿金桥接点的排序，对直角与直角、直角与梯形、梯形与直角、梯形与园弧的G41（左补） G42（右补）能画出桥接抛物线图按类似的方法推导排序。

（C） 3）、上面举例对直径补的补偿金创建（下段抛物线为直角）和补偿金撤销（上段抛物线为直角）座标的排序、如下表所示图（D））。

示意图（D）对于G41左补偿金补偿金起始点A的创建（直径AB值为R）。 （Cy-By）/[（Cx-Bx）? （Cy-Cx）?]=EB/AB?=EB/R? EB=R?＊（Cy-By）/[（Cx-Bx）? （Cy-Cx）?] （Cx-Bx）/[（Cx-Bx）? （Cy-Cx）?]=EA/AB?=EA/R? EA= R?＊（Cx-Bx）/ [（Cx-Bx）? （Cy-Cx）?] 所以补偿金起始点A的座标为 Ax=Bx-EB=Bx-R?＊（Cy-By）/[（Cx-Bx）? （Cy-Cx）?] Ay=By EA=By R?＊（Cx-Bx）/ [（Cx-Bx）? （Cy-Cx）?] 同理对左补偿金G41右补偿G42及（上段抛物线和此栏抛物线为梯形时）的创建和撤销能选用类似的方法推导，各种桥接类型的直径补偿金的创建与注销如下表所示举例表明。 上面举例表明直径补偿金程式设计的CNC标识符示例如下表所示图 G41直径左补偿金方式（增量座标程式设计） O0007 G0G40G49G80G90 G0 X0 Y0 N1 G91 G17 G00 G41 Y20.00 D01 创建G41直径左补偿金D01直径谐振的地址 N2 G01 Y40.00 F500.00 N3 X40.00 Y30.00 N4 G02 X40.00 Y-40.00 R40.00 N5 X-20.00 Y-20.00 R20.00 N6 G01 X-60.00 N7 G40 Y-20.00 N8 M30 % 地址D01中存放的谐振量是直径值。 4、直径补偿金操作过程中的过切现象及其解决方法 直径补偿金使用中出现的过切（即干涉）指的是在零件的加工操作过程中，按照流程设定的抛物线展开体育运动，由于使用了补偿金机能，在执行某些命令时，出现或可能出现过度切削零件的现象。 数控控制系统在启用补偿金机能后，一般情况下会出现两种情况的过切。 一种情况是使用直径补偿金时，输入数控机床控制控制系统补偿金中的预设的直径值大于被加工零件的加工线条曲线的最小凹圆直径，在加工操作过程中控制控制系统执行到这段流程语句时，数控控制系统排序后会发生过切现象，机床停止体育运动，并给出刀具过切的报警信息，也称之为假过切现象，其中剖面线部分为过切。解决的方法非常单纯，的直径应满足钻孔线条最小凹圆直径的原则即可。 另一种情况是加工流程完全能执行，但在加工操作过程中体育运动出现过切现象，流程执行时，数控机床控制控制系统没有显示过切的报警信息。本文研究的就是这种由于流程程式设计不当引起的过切现象，导致被加工钻孔的报废。程式设计不当产生过切现象一般有如下表所示二种情况： 1．在补偿金创建后的补偿金状况中，假如存在有连续两段以上没有移动命令或存在非指定正方形轴的移动命令段，则有可能产生过切现象。 数控控制系统一般选用C机能直径补偿金，其主要特征是在执行直径机能时选用了多段流程预读的机能，即在流程执行时，数控控制系统内部同时储存四个流程段的信息。若在补偿金创建后的补偿金状况中，假如存在有连续两段以上没有移动命令或存在非指定正方形轴的移动命令段，这样就打断了在刀补正方形内的前后衔接，数控控制系统无法正确排序、修正的体育运动抛物线，则有可能产生过切现象。 2．补偿金创建的抛物线和随后加工抛物线间的直角选择不当也有可能发生过切现象。 在某些数控控制系统中，补偿金创建时的流程抛物线与补偿金展开状况开始的前进路径有着一定的明确要求。

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