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　　CNC數(shù)控加工中心直徑補(bǔ)償金沃蘇什卡

　　2013/10/11 10:42:38

1、直徑補(bǔ)償金的概述 直徑補(bǔ)償金是現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床控制控制系統(tǒng)的一種基本機(jī)能，在數(shù)控車銑床、加工中心、火焰切割機(jī)等控制系統(tǒng)中在加工鉆孔時(shí)，特別是在三維正方形鉆孔加工是，假如不考量的前述直徑大小加工出來(lái)的鉆孔的寸與前述明確要求的體積不合乎，加工出來(lái)的鉆孔將偏大或偏小，假如控制系統(tǒng)具有直徑補(bǔ)償金機(jī)能就能加工出合乎技術(shù)體積規(guī)格格明確要求，同時(shí)直徑補(bǔ)償金還能同一加工設(shè)計(jì)模式零件的粗加工、半精加工、精加工，簡(jiǎn)化同一刀路拋物線粗、精加工重復(fù)基本建設(shè)兩四個(gè)刀路拋物線CNC文件的繁瑣工作。 2、直徑補(bǔ)償金的操作過(guò)程 數(shù)控加工中心控制系統(tǒng)的直徑補(bǔ)償金將排序加工標(biāo)識(shí)符拋物線的中心拋物線由CNC控制系統(tǒng)排序解析執(zhí)行，這就明確要求CNC控制系統(tǒng)在加工工操作過(guò)程中下幾段拋物線體育運(yùn)動(dòng)前事先加載分析排序好考量加上直徑補(bǔ)償金后的體育運(yùn)動(dòng)的中心拋物線，CNC控制系統(tǒng)依照零件流程和事先儲(chǔ)存在控制系統(tǒng)中直徑諧振值手動(dòng)排序中心拋物線對(duì)零件加工，在加工時(shí)當(dāng)選用相同直徑的不許修正加工零件的流程，只需修正CNC控制系統(tǒng)中的直徑諧振的儲(chǔ)存值即可，在零件刀路拋物線加工操作過(guò)程中分四個(gè)操作過(guò)程，A補(bǔ)償金的創(chuàng)建，在沿基本建設(shè)流程拋物線體育運(yùn)動(dòng)時(shí)，中心拋物線由G41、G42命令決定在原程式設(shè)計(jì)拋物線的基礎(chǔ)上向左或向右偏轉(zhuǎn)一個(gè)直徑，直徑補(bǔ)償金只能在加工NC標(biāo)識(shí)符的G00或G01直角拋物線中創(chuàng)建，而不能再G02或G03梯形拋物線中創(chuàng)建。B直徑補(bǔ)償金的展開(kāi)，直徑一旦創(chuàng)建，CNC控制系統(tǒng)便一直保持補(bǔ)償金狀況，一直到控制系統(tǒng)加載到G40直徑補(bǔ)償金撤銷命令。B直徑補(bǔ)償金的撤銷，在離開(kāi)鉆孔回到加工的起點(diǎn)時(shí)，用G40撤銷直徑補(bǔ)償金，直徑補(bǔ)償金要在G00或G01直角拋物線中撤銷，而不能再G02或G03梯形拋物線中撤銷。在這四個(gè)操作過(guò)程中，中心拋物線都是依照基本建設(shè)的加工鉆孔的刀路拋物線來(lái)排序的，加工線條由直角或梯形圓周組成，直徑補(bǔ)償金僅能在三維正方形中展開(kāi)，用G17、G18、G19分別指定XY、ZX、YZ正方形，在加工直角時(shí)，中心的拋物線是鉆孔線條的一條線且距離等同于的直徑值，加工梯形時(shí)，加工鉆孔線條與中心拋物線的的直徑之差等同于直徑值，直徑補(bǔ)償金能是左邊補(bǔ)償金G41（加工時(shí)體育運(yùn)動(dòng)路徑是加工零件的左側(cè)）或是右補(bǔ)償金G42（加工時(shí)體育運(yùn)動(dòng)路徑是加工零件的右側(cè)）,加工拋物線圓周間能是直角接直角、直角接梯形、梯形接直角、梯形接梯形的交角。補(bǔ)償金方法分B類補(bǔ)償金和C類補(bǔ)償金，B類補(bǔ)償金中心拋物圓周間都是選用梯形鏡像過(guò)渡階段，演算法單純實(shí)現(xiàn)容易，但是展開(kāi)鉆孔外線條加工時(shí)由于選用梯形鏡像，始中在一點(diǎn)切削，鉆孔外形雙角被加工成小梯形與前述鉆孔的體積不相合乎，展開(kāi)鉆孔線條加工時(shí)，要由程式設(shè)計(jì)人員人為的加一個(gè)輔助的過(guò)渡階段梯形，且要確保過(guò)渡階段梯形的直徑大于直徑。這樣：一是增加程式設(shè)計(jì)工作量；二是稍有疏忽，過(guò)渡階段梯形直徑小于直徑時(shí)，會(huì)因干涉而產(chǎn)生過(guò)切，使加工零件報(bào)廢。C類補(bǔ)償金是目前大部分?jǐn)?shù)控控制系統(tǒng)都具有的直徑補(bǔ)償金機(jī)能，C類補(bǔ)償金中心拋物線圓周間選用直角連接過(guò)渡階段，CNC數(shù)控控制系統(tǒng)直接實(shí)時(shí)手動(dòng)排序中心拋物線的橋接交角，加工雙角加工工藝性好，在加鉆孔內(nèi)線條時(shí)可實(shí)現(xiàn)過(guò)切手動(dòng)預(yù)報(bào)報(bào)警處置機(jī)制，B類刀補(bǔ)選用讀幾段，算幾段，走幾段的處置方法。故無(wú)法預(yù)計(jì)直徑造成的下幾段拋物線對(duì)此欄拋物線的影響。而C類補(bǔ)直徑償選用一次對(duì)兩段展開(kāi)處置的方法。先處置此欄，再依照下幾段來(lái)確定中心拋物線的段間過(guò)渡階段狀況，從而完成此欄刀補(bǔ)運(yùn)算處置。 3、直徑補(bǔ)償金的拋物線座標(biāo)排序 直角與直角、直角與梯形、梯形與直角、梯形與梯形的橋接分類（如下表所示表明） a=a2-a1（注：a1是此欄拋物線圓周與X軸的直角，a2是下段拋物線與X軸的直角，假如是梯形a1和a2是梯形的橋接點(diǎn)的圓周與X軸的直角）。 由于兩或非門直角相同及G41、G42的諧振方式相同，使中心拋物線的橋接方式有所相同，有如下表所示表的延長(zhǎng)型、卷曲型、填入型三種接方式以下圖為例G42補(bǔ)償金。 1）延長(zhǎng)型、在G42方式下，兩矢量的直角a在180?～360?間，在G41方式下，兩或非門的直角a在0?～180?間是延長(zhǎng)型。 2）卷曲型、在G42方式下，兩矢量的直角a在0?～90?間，在G41方式下，兩或非門的直角a在270?～360?間是卷曲型。 3）填入型、在G42方式下，兩矢量的直角a在90?～180?間，在G41方式下，兩或非門的直角a在180?～270?間是卷曲型。

　　上面單純表明直徑補(bǔ)償金刀路拋物線座標(biāo)的簡(jiǎn)要演算法操作過(guò)程。 上面對(duì)直角與直角橋接右補(bǔ)償金G42的卷曲與填入型的排序做單純的推導(dǎo)

（A） 1）、右補(bǔ)償金G42卷曲型的直徑補(bǔ)償金橋接點(diǎn)B座標(biāo)的排序、示意圖（A） 如圖（A）圓周OO1和OG程式設(shè)計(jì)的拋物線，為了確保偏轉(zhuǎn)一個(gè)直徑值后確保鉆孔外型的合乎體積，做偏轉(zhuǎn)直徑的拋物線，示意圖。 圓周OO1與X軸的直角為a1，圓周O1G與X1軸的直角為a2，則a=a2-a1 圓周O1A= O1C=R（直徑值） 需求直徑貢瑟蘭橋接點(diǎn)B的座標(biāo)，則可按如下表所示方法排序。 因?yàn)镺1A⊥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?yàn)镺O1∥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點(diǎn)在X1軸座標(biāo)上的投影為 因?yàn)镈E=FB （10） Bx=DE O1D= R＊ TAN[（a2-a1）/2]＊ COSa1 （11） =R＊（SINa1 SINa1）/（1 COS（a2-a1）） （12） 同理B軸在Y1軸座標(biāo)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點(diǎn)在Y1軸上座標(biāo)上的投影為 By=-（AD-FA）=-（ R＊COAa1- R＊ TAN[（a2-a1）/2]＊SINa1） （17） =-R＊（COSa1 COSa2）/（1 COS（a2-a1）） （18）

（B） 2）、右補(bǔ)償金G42填入型的直徑補(bǔ)償金橋接點(diǎn)B和C點(diǎn)座標(biāo)的排序、示意圖（B） 如圖（B）圓周OO1和圓周O1E為程式設(shè)計(jì)拋物線，為了確保偏轉(zhuǎn)一個(gè)直徑值后確保鉆孔外型的合乎體積，做偏轉(zhuǎn)直徑的拋物線，需要排序B點(diǎn)和C點(diǎn)的座標(biāo)。 圓周OO1與X軸的直角為a1，圓周O1G與X1軸的直角為a2，則a=a2-a1 圓周O1A=O1D=R（直徑值） 因?yàn)镺X//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點(diǎn)在X1軸座標(biāo)上的投影座標(biāo)為 Bx=FA AG= R＊ SINa1 R＊COSa1 （10） =R（SINa1 COSa1） （11） B點(diǎn)在Y1軸座標(biāo)上的投影座標(biāo)的排序?yàn)?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） 對(duì)于C點(diǎn)座標(biāo)能推導(dǎo)出C點(diǎn)的X軸和Y軸的投影為 因?yàn)镵C∥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點(diǎn)座標(biāo)在X軸的投影座標(biāo)為： Cx=DJ DH= R＊SINa2——R＊CONS（180?-a2） （24） =R（SINa2-COSa2） （25） 同理可求得C點(diǎn)在Y軸的投影座標(biāo)為 Cy=R（SINa2 COSa2） （26） 上述直徑直徑補(bǔ)償金中心橋接方式都是折線，所推導(dǎo)的排序公式是求折線拐點(diǎn)的座標(biāo)，大部分?jǐn)?shù)控控制系統(tǒng)C類直徑補(bǔ)償金都選用這種方式，這種方式在卷曲型和填入型刀路拋物線時(shí)能加工鉆孔時(shí)拐角保持雙角。 另外一種橋接方式是梯形，排序中心在直角或梯形端點(diǎn)的位置，對(duì)于外線條鉆孔刀路拋物線的加工（卷曲型或填入型橋接拋物線），能如下表所示圖（C）只排序A點(diǎn)、B點(diǎn)座標(biāo)，以O(shè)1為圓心，O1A=O1B=R為直徑填入梯形過(guò)渡階段，由于梯形連接不需要做橋接交角的復(fù)雜排序，因而單純方便,但圓周在做梯形拐角過(guò)渡階段時(shí)，梯形拐角與鉆孔線條拐角相接觸不能確保∠OO1C角為雙角而是產(chǎn)生小梯形角，不能得到完好的雙角，另外對(duì)于延長(zhǎng)型拋物線橋接過(guò)渡階段，填入的梯形段將使產(chǎn)生過(guò)切現(xiàn)象，這是梯形過(guò)渡階段的弊病。上面只是舉了個(gè)例子對(duì)直徑補(bǔ)償金橋接點(diǎn)的排序，對(duì)直角與直角、直角與梯形、梯形與直角、梯形與園弧的G41（左補(bǔ)） G42（右補(bǔ)）能畫出橋接拋物線圖按類似的方法推導(dǎo)排序。

（C） 3）、上面舉例對(duì)直徑補(bǔ)的補(bǔ)償金創(chuàng)建（下段拋物線為直角）和補(bǔ)償金撤銷（上段拋物線為直角）座標(biāo)的排序、如下表所示圖（D））。

示意圖（D）對(duì)于G41左補(bǔ)償金補(bǔ)償金起始點(diǎn)A的創(chuàng)建（直徑AB值為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）?] 所以補(bǔ)償金起始點(diǎn)A的座標(biāo)為 Ax=Bx-EB=Bx-R?＊（Cy-By）/[（Cx-Bx）? （Cy-Cx）?] Ay=By EA=By R?＊（Cx-Bx）/ [（Cx-Bx）? （Cy-Cx）?] 同理對(duì)左補(bǔ)償金G41右補(bǔ)償G42及（上段拋物線和此欄拋物線為梯形時(shí)）的創(chuàng)建和撤銷能選用類似的方法推導(dǎo)，各種橋接類型的直徑補(bǔ)償金的創(chuàng)建與注銷如下表所示舉例表明。 上面舉例表明直徑補(bǔ)償金程式設(shè)計(jì)的CNC標(biāo)識(shí)符示例如下表所示圖 G41直徑左補(bǔ)償金方式（增量座標(biāo)程式設(shè)計(jì)） O0007 G0G40G49G80G90 G0 X0 Y0 N1 G91 G17 G00 G41 Y20.00 D01 創(chuàng)建G41直徑左補(bǔ)償金D01直徑諧振的地址 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中存放的諧振量是直徑值。 4、直徑補(bǔ)償金操作過(guò)程中的過(guò)切現(xiàn)象及其解決方法 直徑補(bǔ)償金使用中出現(xiàn)的過(guò)切（即干涉）指的是在零件的加工操作過(guò)程中，按照流程設(shè)定的拋物線展開(kāi)體育運(yùn)動(dòng)，由于使用了補(bǔ)償金機(jī)能，在執(zhí)行某些命令時(shí)，出現(xiàn)或可能出現(xiàn)過(guò)度切削零件的現(xiàn)象。 數(shù)控控制系統(tǒng)在啟用補(bǔ)償金機(jī)能后，一般情況下會(huì)出現(xiàn)兩種情況的過(guò)切。 一種情況是使用直徑補(bǔ)償金時(shí)，輸入數(shù)控機(jī)床控制控制系統(tǒng)補(bǔ)償金中的預(yù)設(shè)的直徑值大于被加工零件的加工線條曲線的最小凹圓直徑，在加工操作過(guò)程中控制控制系統(tǒng)執(zhí)行到這段流程語(yǔ)句時(shí)，數(shù)控控制系統(tǒng)排序后會(huì)發(fā)生過(guò)切現(xiàn)象，機(jī)床停止體育運(yùn)動(dòng)，并給出刀具過(guò)切的報(bào)警信息，也稱之為假過(guò)切現(xiàn)象，其中剖面線部分為過(guò)切。解決的方法非常單純，的直徑應(yīng)滿足鉆孔線條最小凹圓直徑的原則即可。 另一種情況是加工流程完全能執(zhí)行，但在加工操作過(guò)程中體育運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)過(guò)切現(xiàn)象，流程執(zhí)行時(shí)，數(shù)控機(jī)床控制控制系統(tǒng)沒(méi)有顯示過(guò)切的報(bào)警信息。本文研究的就是這種由于流程程式設(shè)計(jì)不當(dāng)引起的過(guò)切現(xiàn)象，導(dǎo)致被加工鉆孔的報(bào)廢。程式設(shè)計(jì)不當(dāng)產(chǎn)生過(guò)切現(xiàn)象一般有如下表所示二種情況： 1．在補(bǔ)償金創(chuàng)建后的補(bǔ)償金狀況中，假如存在有連續(xù)兩段以上沒(méi)有移動(dòng)命令或存在非指定正方形軸的移動(dòng)命令段，則有可能產(chǎn)生過(guò)切現(xiàn)象。 數(shù)控控制系統(tǒng)一般選用C機(jī)能直徑補(bǔ)償金，其主要特征是在執(zhí)行直徑機(jī)能時(shí)選用了多段流程預(yù)讀的機(jī)能，即在流程執(zhí)行時(shí)，數(shù)控控制系統(tǒng)內(nèi)部同時(shí)儲(chǔ)存四個(gè)流程段的信息。若在補(bǔ)償金創(chuàng)建后的補(bǔ)償金狀況中，假如存在有連續(xù)兩段以上沒(méi)有移動(dòng)命令或存在非指定正方形軸的移動(dòng)命令段，這樣就打斷了在刀補(bǔ)正方形內(nèi)的前后銜接，數(shù)控控制系統(tǒng)無(wú)法正確排序、修正的體育運(yùn)動(dòng)拋物線，則有可能產(chǎn)生過(guò)切現(xiàn)象。 2．補(bǔ)償金創(chuàng)建的拋物線和隨后加工拋物線間的直角選擇不當(dāng)也有可能發(fā)生過(guò)切現(xiàn)象。 在某些數(shù)控控制系統(tǒng)中，補(bǔ)償金創(chuàng)建時(shí)的流程拋物線與補(bǔ)償金展開(kāi)狀況開(kāi)始的前進(jìn)路徑有著一定的明確要求。

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