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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，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的鉆孔的寸與前述明確要求的體積不合乎，加工出來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，同時直徑補(bǔ)償金還能同一加工設(shè)計模式零件的粗加工、半精加工、精加工，簡化同一刀路拋物線粗、精加工重復(fù)基本建設(shè)兩四個刀路拋物線CNC文件的繁瑣工作。 2、直徑補(bǔ)償金的操作過程 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)在加工工操作過程中下幾段拋物線體育運(yùn)動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)動的中心拋物線，CNC控制系統(tǒng)依照零件流程和事先儲存在控制系統(tǒng)中直徑諧振值手動排序中心拋物線對零件加工，在加工時當(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)中的直徑諧振的儲存值即可，在零件刀路拋物線加工操作過程中分四個操作過程，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)動時，中心拋物線由G41、G42命令決定在原程式設(shè)計拋物線的基礎(chǔ)上向左或向右偏轉(zhuǎn)一個直徑，直徑補(bǔ)償金只能在加工NC標(biāo)識符的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，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，在離開鉆孔回到加工的起點(diǎn)時，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。在這四個操作過程中，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，用G17、G18、G19分別指定XY、ZX、YZ正方形，在加工直角時，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，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（加工時體育運(yùn)動路徑是加工零件的左側(cè)）或是右補(bǔ)償金G42（加工時體育運(yùn)動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渡階段，演算法單純實(shí)現(xiàn)容易，但是展開鉆孔外線條加工時由于選用梯形鏡像，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，展開鉆孔線條加工時，要由程式設(shè)計人員人為的加一個輔助的過渡階段梯形，且要確保過渡階段梯形的直徑大于直徑。這樣：一是增加程式設(shè)計工作量；二是稍有疏忽，過渡階段梯形直徑小于直徑時，會因干涉而產(chǎn)生過切，使加工零件報廢。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渡階段，CNC數(shù)控控制系統(tǒng)直接實(shí)時手動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)線條時可實(shí)現(xiàn)過切手動預(yù)報報警處置機(jī)制，B類刀補(bǔ)選用讀幾段，算幾段，走幾段的處置方法。故無法預(yù)計直徑造成的下幾段拋物線對此欄拋物線的影響。而C類補(bǔ)直徑償選用一次對兩段展開處置的方法。先處置此欄，再依照下幾段來確定中心拋物線的段間過渡階段狀況，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)的簡要演算法操作過程。 上面對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)計的拋物線，為了確保偏轉(zhuǎn)一個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。 因為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） 因為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點(diǎn)在X1軸座標(biāo)上的投影為 因為DE=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)計拋物線，為了確保偏轉(zhuǎn)一個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） 因為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)的排序為 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 因為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能加工鉆孔時拐角保持雙角。 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渡階段時，梯形拐角與鉆孔線條拐角相接觸不能確?！螼O1C角為雙角而是產(chǎn)生小梯形角，不能得到完好的雙角，另外對于延長型拋物線橋接過渡階段，填入的梯形段將使產(chǎn)生過切現(xiàn)象，這是梯形過渡階段的弊病。上面只是舉了個例子對直徑補(bǔ)償金橋接點(diǎn)的排序，對直角與直角、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）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)計的CNC標(biāo)識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） 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)償金操作過程中的過切現(xiàn)象及其解決方法 直徑補(bǔ)償金使用中出現(xiàn)的過切（即干涉）指的是在零件的加工操作過程中，按照流程設(shè)定的拋物線展開體育運(yùn)動，由于使用了補(bǔ)償金機(jī)能，在執(zhí)行某些命令時，出現(xiàn)或可能出現(xiàn)過度切削零件的現(xiàn)象。 數(shù)控控制系統(tǒng)在啟用補(bǔ)償金機(jī)能后，一般情況下會出現(xiàn)兩種情況的過切。 一種情況是使用直徑補(bǔ)償金時，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，在加工操作過程中控制控制系統(tǒng)執(zhí)行到這段流程語句時，數(shù)控控制系統(tǒng)排序后會發(fā)生過切現(xiàn)象，機(jī)床停止體育運(yùn)動，并給出刀具過切的報警信息，也稱之為假過切現(xiàn)象，其中剖面線部分為過切。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，但在加工操作過程中體育運(yùn)動出現(xiàn)過切現(xiàn)象，流程執(zhí)行時，數(shù)控機(jī)床控制控制系統(tǒng)沒有顯示過切的報警信息。本文研究的就是這種由于流程程式設(shè)計不當(dāng)引起的過切現(xiàn)象，導(dǎo)致被加工鉆孔的報廢。程式設(shè)計不當(dāng)產(chǎn)生過切現(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)兩段以上沒有移動命令或存在非指定正方形軸的移動命令段，則有可能產(chǎn)生過切現(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)能時選用了多段流程預(yù)讀的機(jī)能，即在流程執(zhí)行時，數(shù)控控制系統(tǒng)內(nèi)部同時儲存四個流程段的信息。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)兩段以上沒有移動命令或存在非指定正方形軸的移動命令段，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)無法正確排序、修正的體育運(yùn)動拋物線，則有可能產(chǎn)生過切現(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)生過切現(xiàn)象。 在某些數(shù)控控制系統(tǒng)中，補(bǔ)償金創(chuàng)建時的流程拋物線與補(bǔ)償金展開狀況開始的前進(jìn)路徑有著一定的明確要求。

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