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1、北京精雕集团刀具半径磨损补偿路径的计算一、什么是刀具半径磨损补偿在产品加工时，由于加工的产品数量较大，使用同一把刀具时间过长，会导致刀具磨损 逐渐增大。为了保证产品的尺寸精度和节约刀具成本，需要消除刀具磨损造成的尺寸误差。因此在JDSoft SurfMill7.0软件的单线切割、轮廓切割、区域修边三种2.5D加工方法中增加了生成半径磨损补偿的功能。使用此功能，在JDSoft SurfMill7.0软件中生成半径磨损补偿路径信息段后，然后只需在数控系统软件（精雕机为EN3D）中设定好实际的半径磨损补偿值，即可消除刀具磨损造成的尺寸误差，省去了在编程软件中重复计算多次路径的麻烦。二、如何生成带刀具
2、半径磨损补偿的刀具路径半径磨损补偿在 JDSoft SurfMill7.0软件中有关闭、正向磨损、负向磨损等3个选项，如图1所示。关闭:不对路径进行半径磨损补偿；正向磨损:适用于实际加工的刀具直径小于路径设定的刀具直径；负向磨损:适用于实际加工的刀具直径大于路径设定的刀具直径。燥作设羞支全吕度迫5定位高度模戎血）优化欖戒ffiS卞刀距离CE）0.5f冷却方式坡体冷却半徑謝负补馆正向鹰插wfiAWS补偿QD正向磨扌员图1半径磨损补偿参数表包括JDSoft SurfMill7.0的CAM软件一般不会对路径进行半径磨损补偿运算，只是在生成的路径中标记出半径磨损补偿标志，包括生成建立和撤销半径磨损补偿
3、的路径信息段。在JDSoft SurfMill7.0软件中，生成的建立和撤销半径磨损补偿路径段是一个平面直线 段。建立补偿路径段:进行半径磨损补偿运算的开始路径段，一般应在切入工件之前完成。在控制软件中，对刀具路径进行半径磨损补偿运算时，进刀时的半径磨损补偿路径段的起点不动。撤销补偿路径段:进行半径磨损补偿运算的结束路径段，一般应在切出工件之后完成。在控制软件中，对刀具路径进行半径磨损补偿运算时，退刀时的半径磨损补偿路径段的末点不动。实际加工时的半径磨损补偿值是在控制系统中输入的。控制系统读取路径后，结合所设定的半径磨损补偿值和磨损补偿方向来自动对路径进行补偿运算。如图2所示，示意图中模拟出在
4、精雕机En3d控制软件中半径磨损补偿后的路径。建亠半径雎损补楼路栓战榭销半径磨揃补偿胳植段-絲廊绒-走卄方向图3半径磨损补偿示意图在JDSoft SurfMill7.0软件中的进刀方式中的“最大磨损补偿”参数可以控制半径磨损 补偿路径段的长度。使用半径磨损补偿时，建议在数控系统中实际设定的半径磨损补偿值不 要大于最大磨损补偿。“最大磨损补偿”参数表如图3所示：2北京精雕集团b）示意图 最大磨损补偿a）参数表图3三、影响刀具半径磨损补偿的其他路径参数 除了磨损补偿本身的参数外，路径计算的其他参数也对刀具半径磨损补偿产生一些影 响，主要包括半径补偿方向、进刀方式、下刀方式等。1、半径补偿方式对刀具
5、半径磨损补偿的影响以轮廓切割为例，半径补偿是弥补刀具半径的偏移量，刀具不同，偏移值不同；半径磨 损补偿是为了弥补刀具磨损造成的误差，与刀具没有直接关系。但是启动刀具磨损补偿的方向与半径补偿的方向之间存在一种关联关系。在单线切割和轮廓切割功能中，需要将半径补偿打开才能生成半径磨损补偿信息段，否则不能生成半径磨损补偿信息段。在区域修边加工功能中没有半径补偿选项，可以直接生成半径磨损补偿信息段。2、进刀方式对半径磨损补偿的影响加工过程中进退刀路径一般要参与磨损补偿计算，因此系统将会在在进刀路径前一段生成建立磨损补偿路径直线段；在退刀路径的后一段生成撤销磨损补偿路径直线段（如图所示）。若关闭进刀，则直
6、接在加工路径的起末点生成半径磨损补偿路径段。在生成半径磨损补偿路径和实际加工中，一定要注意半径磨损补偿的方向、大小与进退刀方式、参数之间的关系。否则可能会导致工件过切或欠切。图5半径磨损补偿值过大图4圆弧相切进刀生成磨损补偿路径段的位置举例说明，使用进刀方式时，在实际加工中使用半径磨损补偿，则进退刀路径段随半径磨损补偿一起运算。则可能会出现以下情况:a半径磨损补偿值造成进退刀路径过切如图5所示，原始路径为轮廓切割，半径补偿为外向偏移， 进刀方式为圆弧相切， 半径磨损补偿为正向磨损，半径磨损补偿值为负值，且其绝对值大于圆弧进刀路径的 半径，则会造成圆弧进退刀路径过切。使用其它进刀方式时，也会出现
7、类似上述情况。b、半径磨损补偿值造成进退刀路径欠切如图6所示，原始路径为轮廓切割，半径补偿为外向偏移， 进刀方式为直线连接， 半径磨损补偿为正向磨损，半径磨损偏移补偿值为负值。我们从图6可以看出半径磨图6磨损补偿后路径效果图因此，在数控系统中，对带有进刀路径的加工路径进行半径磨损补偿时，一定要注意磨损补偿值对进退刀路径的影响，要防止进退刀路径因磨损补偿偏移过切或欠切。一般来说， 当因半径磨损补偿值的正负的时候，则半径磨损补偿值不应大于半径磨损补偿路径段起点到加工路径的最短平面距离。 建议：使用进刀方式时最好使用圆弧相切进刀方式，这样不会造成欠切。3、下刀方式对刀具半径磨损补偿的影响生成半径磨损
8、补偿路径的位置除了沿轮廓下刀方式参与半径磨损补偿运算外，竖直下刀、螺旋下刀和折线下刀方式均不参与半径磨损补偿运算（如图7所示）。沿轮廓下刀时生成半径磨损补偿的位置：有进刀路径时，进刀路径前一段生成建立磨损补偿路径直线段，在退刀路径的后一段生成撤销磨损补偿路径直线段；无进刀路径时，4北京精雕集团直接在下刀路径的起点和加工路径的末点生成半径磨损补偿路径直线段，如图8所示。5北京精雕集团#北京精雕集团N001 G91 G17 G00 M03N002 X20.0 Y10.0 D01N003 G01 Y40.0 F100N004 X30.0N005 Y-30.0N006 X-40.0N007 G00 X
9、-10.0 Y-20.0 M05N008 M30半径磨损补偿后对下刀路径的影响竖直下刀、螺旋下刀和折线下刀路径没有和加工路径一起进行半径磨损补偿运算，这样可能会导致下刀路径过切。因此，在使用半径磨损补偿路径时，设置下刀路径一定要谨慎。如果半径磨损补偿值过大的话，建议慎用竖直下刀、螺旋下刀和折线下刀。四、刀具半径磨损补偿在 G代码中的表示方式刀具半径磨损补偿在 G代码中的表示方式为 G40、G41、G42。G41表示将刀具根据指定值偏移到移动方向的左侧。G42表示将刀具根据指定值偏移到移动方向的右侧。G40是注销刀具半径磨损补偿，使G41、G42无效。有刀具半径磨损补偿的 G代码程序没有刀具半径
10、磨损补偿的 G代码程序N001 G91 G17 G00 M03N002 G41 X20.0 Y10.0 D01/半径磨损补偿启动N003 G01 Y40.0 F100N004 X30.0N005 Y-30.0N006 X-40.0N007 G00 G40 X-10.0 Y-20.0 M05/取消半径磨损补偿N008 M30上述nc程序的执行情况如下： 启动阶段：当执行 n002程序段的G41、D01指令后，控制机的运算装置就同时先行读入N003和N004两段，在N002的终点（N003的始点），作出一个矢量，该矢量的方向 是下一段的前进方向垂直向左，大小等于到刀补值 （1号刀补内存表中的值）。
11、刀具中心在执行N002时，就移向该矢量的终点，因此在该段中动作指令只能是G00或G01，不能是G02或G03等。 刀补状态：从 N003开始进入刀补状态，在此状态下GOO、G01、G02、G03等都可以使用。他也是同时先行读入两段，按照启动阶段的矢量做法，作出每个沿前进方向左侧，加上刀补的矢量路径。像这种在每段开始都先行读入两段，计算出其交点，使刀具中心 移向交点的方式称为交点运算方式。 取消刀补：当N007中用到G40时，在N006段的终点（N007的始点），作出一个矢量，它的方向是与N006前进方向的垂直向左，大小为刀补值，刀具中心就停止在这个矢量 的终点，因此自该段中动作指令也只能是G00或G01，不能用G02或G03等。从以上两个nc路径对比可以看出：有 G41、G40标识刀具半径磨损补偿和没有刀具半径磨损补偿的 G代码程序中路径的坐标没有变化。我们可以得知G40、G41、G42只是在nc程序中起一个标识作用， 对程序中的路径坐标没有影响。 控制器通过识别 G41、G40 对路径进行刀具磨损补偿。JDSoft SurfMill7.0软件也是一样的：只在程序中生成半径磨损补偿的标识，而对程序中的路径坐标不产生影响。 在控制软件中通过识别半径磨损补偿路径信息段对加工路径进 行半径磨损补偿计算。6