精选FANUC数控系统刀具半径补偿的应用 doc资料.docx
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精选FANUC数控系统刀具半径补偿的应用doc资料
《装备制造技术》2021年第4期
进行数控铣削加工编程时,是按照零件轮廓进行编程的。
然而铣刀具有一定半径,所以在铣削时,刀具中心的轨迹与工件轮廓不重合。
若数控装置不具备刀具半径自动补偿功能,则只有按照刀具中心轨迹进行编程,其数据计算相当复杂,尤其是当刀具磨损、
重磨、更换新刀而导致刀具直径变化时,必须重新计算刀具中心轨迹、修改程序。
这样,既繁琐又不容易保证加工精度。
FANUC0-MC系统具备刀具半径补偿功能,编程时只需要按照工件轮廓线编程,将补偿刀具的直径（或半径存储在刀具参数库里,数控系统会自动计算刀具中心轨迹坐标,使刀具偏离工件轮廓一个半径值,进而完成不同尺寸要求的工件加工。
1刀具半径补偿的方法
1.1FANUC0-MC系统刀具半径的指令格式
建立刀具半径补偿的指令格式是:
G17G18G1!
###"###$
9
G00G0!
###"###$
1
G41G4!
###"###$
2
X_Y_X_Z_Y_Z_
!
###"###$
%###&###’
D_
取消刀具半径补偿的指令格式是:
G00/G01G40αβ;
根据加工工艺拟定的走刀路线,判断刀具左、右补偿的方法主要有两种:
（1左右手法则:
沿建立刀补平面的第三坐标反向看,伸开手掌朝上,五指并拢,将手掌和四指当作工件,大拇指指向刀具运动方向,复合左手法则为左补偿（G41,复合右手法则
为右补偿（G42。
如图1为XY平面刀具半径左右补偿判断示意图。
（2到位点判断法:
沿建立刀补平面的第三坐标反向看,
刀具半径补偿的过程分为三步:
（1刀补的建立。
启动并建立刀具半径补偿,刀具中心在执行这一段程序时,偏移一个刀具半径。
（2刀补的执行。
在G41,G42程序段以后,一直处于刀具半径补偿状态,刀具中心始终与编程轨迹相距一个偏置量,直到刀补取消。
（3刀补的取消。
当工件切削完成,刀具离开工件后,刀具中心轨迹要过渡到与编程点重合,即完成零件加工后就进入取消刀补的阶段。
和建立刀补一样,要用G00或G01编程,同时注意刀具与工件之间的相互位置,避免撞刀。
图2为刀具半径补偿使用的过程,A轮廓为零件轮廓,B轮廓为刀具中心轨迹,刀具在A点下刀,A→B建立刀补,B→C切向切入,一直加工完零件轮廓,到C→D切向切出,D→E取消刀补,完成刀补全过程。
FANUC数控系统刀具半径补偿的应用
潘冬
（陕西国防工业职业技术学院机电工程系,陕西西安710300
摘要:
介绍了FANUC数控系统刀具半径补偿功能的作用、动作过程和G40、G41、G42编程的使用方法,以及在加工中出现多切、少切、
粗精加工、凸凹模加工过程对刀具半径补偿功能的应用,使其在实际应用时更为方便、灵活。
关键词:
FANUC数控系统;刀具半径补偿;加工应用中图分类号:
TG547
文献标识码:
A
文章编号:
1672-545X（202104-0137-02
收稿日期:
2021-01-21
作者简介:
潘冬（1980—,男,陕西城固人,助教,主要从事数控技术专业的教学与研究工作。
工件
工件
工件
刀具
刀具G42
G42
G41
工件
刀具
刀具
ab
图1左右手法则判断左右补偿
137
EquipmentManufactringTechnologyNo.4,2021
2刀具半径补偿使用注意事项
刀具半径补偿使用过程中应注意以下事项:
（1机床通电后,为取消刀具半径补偿状态。
（2G41,G42,G40不能和G02,G03一起使用,只能与
G00或G01一起使用,且刀具必须要移动。
（3在建立刀具半径补偿以后,不能出现联系两段程序段无选择补偿坐标平面的移动指令,否则数控系统因无法正确计算程序中刀具轨迹交点坐标,可能产生过切现象。
（4多轮廓加工时,最好每个轮廓的加工都包含刀具半径补偿的全过程:
建立,执行,取消;避免G41,G42方向出现错误,防止抬刀、下刀建立刀补造成过切。
（5在补偿状态下,铣刀的直线移动量及铣削内侧圆弧的半径值要大于或等于刀具半径,否则补偿时会产生干涉,系统在执行相应程序段时将产生报警,停止执行。
（6半径补偿功能为续效代码,在补偿状态时,若加入G28,G29,G92指令,当这些指令被执行时,补偿状态将暂时被取消,但是控制系统仍记忆着此补偿状态,因此在执行下一段程序时,又自动恢复补偿状态。
（7若程序中建立了半径补偿,在加工完成后必须用G40指令将补偿状态取消,使中心点恢复到实际的坐标点上。
3刀具半径补偿加工中的应用
刀具半径补偿功能在实际加工中,主要应用在以下的几
个方面:
（1避免计算刀具中心轨迹,可直接用零件轮廓尺寸编程。
（2刀具因磨损、重磨、换新刀从而引起刀具直径改变后,不需要修改程序,只需更改刀具参数的直径值,避免刀具变化重新编程。
（3应用同一程序,使用同一尺寸的刀具,利用刀补值可
进行粗、精加工。
如图3所示,刀具半径为r,精加工余量为a。
粗加工时输入刀具直径D=2（r+a,则加工出虚线轮廓,留出精加工余量a;精加工时输入D=2r,则加工出实线轮廓。
（4利用刀补值控制轮廓的尺寸精度。
因刀具直径的输入值有小数点后2~4位（0.01~0.0001mm的精度,故可控制轮廓的尺寸精度。
如图4所示,单面加工,若测得尺寸L偏大了a
值（实际轮廓,则可将原来的刀补值D=2r改为D=2（r-a,即可获得尺寸L
（虚线轮廓。
图中P1位原来的刀心位置,P2为修改刀补值后的刀心位置,尺寸偏小,则反之。
（5利用刀具补偿功能,利用同一个程序,加工同一个公称尺寸的内,外两个型面。
如图5所示,粗实线为零件的轮廓线,在编程时,设当偏置量位+D时,刀具中心将沿轨迹A在轮廓外侧切削,那么当偏置量为-D时,刀具中心将沿轨迹B在工件轮廓内侧切削。
这就相当于b图的模具,即按轨迹A加工模具的阳模,按轨迹B加工模具的阴模。
4结束语
刀具半径补偿是数控铣削及加工中心中最重要、应用最
多的指令。
数控加工中,熟练应用刀具半径的补偿功能,对提高编程效率,高效加工复杂零件,充分发挥数控系统的功能具有十分重要的意义
。
图2
刀具半径补偿过程示意图
rr
P1
P2
a
P1-粗加工刀心位置;P2-精加工刀心位置
图3利用刀补值进行粗精加工
r-a
r
a
L
P2
P1
L+a
图4利用刀补值控制尺寸精度
A
B加工阳模
加工阴模
图5利用刀具半径补偿加工阴阳模
（下转第141页
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《装备制造技术》2021年第4期
ApplicationSkillstoFANUCNCSystem’sToolRadiusCompensation
PANDong
（DepartmentofMechanicalandElectronicalEngineering,ShanxiGuofangInstituteofTechnology,Xi’an710300,China
Abstract:
IntroductionarticleFANUCCNCtoolsystemradiuscompensationfunction,actionprocess,G40,G41,G42programmingtouseinpracticeemergedinmanyprocessingcutting,lesscutting,finishingandroughmachiningprocessconvexitymodulusoftoolradiuscompensationfunctionapplications,sothatinpracticalapplicationsevenmoreconvenientandflexible.Keywords:
FANUCNCsystem;toolradiuscompensation;applicationsinprocessing
参考文献:
[1]于春生,韩昊.数控机床编程及应用[M].北京:
高等教育出版社,2000.
[2]郑红.数控加工编程与操作[M].北京:
北京大学出版社,2020.[3]全国数控培训网络天津分中心.数控编程[M].北京:
机械工业出版社,2004.
TheApplicationofQuickDieChangeTechnologyinBigand
MediumBusofPressingMachining
WANGHong-guang1,ZHANGLi-li1,WANGSheng-li2
（1.LiuzhouTransportVocationalTechnicalCollege,LiuzhouGuangxi545007,China;
2.ZhengzhouYutongBusCo.,Ltd.,Zhengzhou450016,China
Abstract:
Inthispapertakingthe1030Tpressforinstance,analyzeditsworkingprocess,throughthestepofseparatinginternaldiechangeandexternaldiechange,shorteningtheinternaldiechangetimeandsoon,reducedthediechangetimefrom34minutesto13minutes,thepressutilizationratioincreasedfrom45.9%to75%.
Keywords:
leanproduction;quickdiechange;utilizationratio
4
结束语
（1通过内外换模分离,设置了移动岗和固定岗,使换模时间由34min减少为18.7min。
（2通过目视化、规范化和标准化管理等,优化了现场布局,现场更加安全、合理有序,进一步降低了内换模和外换模时间。
使换模时间进一步降低到13min左右;设备的利用率由改善前的45.9%提高到了75%左右。
参考文献:
[1]虞苓,于银水.汽车行业冲压加工生产率的研究与分析[J].工业工程,2004,（3:
58-64.
[2]路士利,鲁建厦,蒋敏芳.精益生产中的快速换模技术研究[J].轻工机械,2020,（4:
91-94.
[3]王卫刚,周炳海.快速换模技术的实践研究[J].机床与液压,2020,（5:
4-6.
[4]解育男,王春梅,张冠武.压力机快速换模装置[J].·锻压机械,2000,（3:
16-18.
[5]钟恩人.精益生产方式（JIT与工程造价控制[J].·建设监理,2021,（4:
25-27.
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（上接第138页
141
一、填空题
1、建立或取消刀具半径补偿的偏置是在G01、G00指令的执行过程中完成的。
2、进给量的单位有mm/r和mm/min其指令分别为G95和G94
3、走刀路线是指加工过程中，__刀具刀位点_相对于工件的运动轨迹和方向。
4、数控车床是目前使用比较广泛的数控机床，主要用于（轴类）和（盘类）回转体工件的加工。
5、编程时为提高工件的加工精度，编制圆头刀程序时，需要进行（刀具半径补偿）。
6、除换刀程序外，加工中心的编程方法和普通数控机床相同。
7、镜像功能指令G24，G25。
G24建立镜像，由指令坐标轴后的坐标值指定镜像位置，G25指令用于取消镜像。
8、在返回动作中，用G98指定刀具返回_初始平面_；用G99指定刀具返回_R点平面_。
二、判断题
1、当数控加工程序编制完成后即可进行正式加工。
（×）
2、程序段的顺序号，根据数控系统的不同，在某些系统中可以省略的。
（√）
3、非模态指令只能在本程序段内有效。
（√）
4、车削中心必须配备动力刀架。
（√）
5、数控车床的特点是Z轴进给1mm，零件的直径减小2mm。
（×）
6、数控车床刀架的定位精度和垂直精度中影响加工精度的主要是前者。
（×）
7、G40是数控编程中的刀具左补偿指令。
（×）
8、G04X3.0表示暂停3ms。
（×）
9、一个主程序中只能有一个子程序。
（×）
10、数控机床的镜象功能适用于数控铣床和加工中心。
（√）
三、选择题
1、G00指令与下列的（C）指令不是同一组的。
A、G01B、G02，G03C、G04
2、数控机床的F功能常用（B）单位。
A、m/minB、mm/min或mm/rC、m/r
3、在数控机床坐标系中平行机床主轴的直线运动为（C）。
A、X轴B、Y轴C、Z轴
4、程序中指定了（A）时，刀具半径补偿被撤消。
A、G40B、G41C、G42
5、数控车床中，转速功能字S可指定（B）
A.mm/rB.r/mmC.mm/min
6、刀尖半径左补偿方向的规定是（D）。
A.沿刀具运动方向看，工件位于刀具左侧B.沿工件运动方向看，工件位于刀具左侧C.沿工件动方向看，刀具位于工件左侧D.沿刀具运动方向看，刀具位于工件左侧
7、执行下列程序后，钻孔深度是（A）。
G90G01G43Z-50H01F100（H01补偿值）
A、48mmB、52mmC、50mm
8、圆弧插补指令G03XYR中，X、Y后的值表示圆弧的（B）。
A．起点坐标值B.终点坐标值C.圆心坐标相对于起点的
9、数控铣床的默认加工平面是（A）。
A.XY平面B.XZ平面C.YZ平面
10、加工中心与数控铣床的主要区别是（Ｃ）。
A. 数控系统复杂程度不同B.机床精度不同
C.有无自动换刀系统
11、G17、G18、G19指令可用来选择（C）的平面。
A.曲线插补B.直线插补C.刀具半径补偿
四、简答题
1、简述刀位点、换刀点和工件坐标原点。
答：
刀位点是指确定刀具位置的基准点。
带有多刀加工的数控机床，在加工过程中如需换刀，编程时还要设一个换刀点。
换刀点是转换刀具位置的基准点。
换刀点位置的确定应该不产生干涉。
工件坐标系的原点也称为工件零点或编程零点，其位置由编程者设定，一般设在工件的设计、工艺基准处，便于尺寸计算。
2、简述复合循环G73指令在一般情況下，适合加工的零件类型及△i、△k、 △x、△z、r参数的含义。
[G73指令格式：
G73U（△i）W（△k）R（r）P（ns）Q（nf）X（△x）Z（△z）]
答：
G73主要加工零件毛坯余量均匀的铸造，锻造，零件轮廓已初步成形的工件。
△i：
X轴方向的粗加工总余量；
△k：
Z轴方向的粗加工总余量；
△x：
X方向精加工余量；
△z：
Z方向精加工余量；
△r：
粗切削次数。
3、数控铣床的加工编程中为何要用到平面选择？
如何利用零点偏置和坐标轴旋转编程？
答：
在数控铣床进行加工零件首先加工平面，因此编程时要加工确定平面即（G17、G18、G19）选择。
当一个零件上多处加工或多处相同的加工时，应该用零点偏置或坐标轴旋转来编程。
用零点偏置或坐标轴旋转来编程可以简化数据处理和编程。
五、编程题
6、编制简单回转零件（如图所示）的车削加工程序，包括粗精车端面、外圆、倒角、倒圆。
零件加工的单边余量为2mm，其左端面25mm为夹紧用。
参考程序
%1406
T0101M03S500
G00X100Z10
G81X0Z1F80
X0Z0.4
X0Z0F60
G73U2W2R2P10Q20X0.4Z0.1F150
N10G01X44Z2F80
X50Z-1
Z-57
G02X56Z-60R3
G01X88
N20Z-85
G00X100Z120
M05
M02
5、某零件的外形轮廓如图所示，要求用直径Φ10的立铣刀精铣外形轮廓。
手工编制零件程序。
安全面高度50MM
进刀/退刀方式;离开工件，直接/圆弧引入切向进刀，直线退刀。
工艺路线：
走刀路线如图所示。
零件外形轮廓（厚20㎜，程序原点位于表面）
参考答案
O0005;
N05G54G90G0X0.Y0.；建立工件坐标系,并快速运动到程序原点上方
N10Z50.；快速运动到安全面高度
N20X－5.Y-40.S500M03；刀具移动工件外,启动主轴,刀具仍在安全面高度
N20Z5.M08
30GIZ-21.F20.；G01下刀，伸出底面1㎜
N40G42DIY-30.F100.刀具半径右补偿，运动到Y-30的位置
N50G2X-40.Y-20.I10.J0.；顺时针圆弧插补
N60GIX20.；
N70G3X40.Y0.I0.J20.；逆时针圆弧插补
N80X-6.195Y39.517I-40.J0；逆时针圆弧插补
N90GIX-40.Y20.；
N110Y-30.；直线退刀
N120G40Y-40.；取消刀具半径补偿，退刀至Y-40
N130G0Z50.；抬刀至安全面高度
N140X0.Y0.；回程序原点上方
N150M30；程序结束
晶体的密度、熔点、沸点和原子半径
—黄；g—稳定态；h—高压（>10atm）。
原子半径的两倍是最短的原子间距离。
上述原子半径对于金属是金属的原子半径，而对于非金属是共价键半径。
对于金属、非金属元素的边沿的那些元素具有各向异性的配位（Zn,Cd,Ga等）。
对于多形转变，原子半径是不同的，表中用“表示它们的值（C,Sn,U等）。
FANUCoi-MB系统变半径补偿宏程序及其嵌套的应用
高天友
常州轻工职业技术学院，江苏常州，213164
摘要：
FANUCoi数控系统为用户配备了强有力的类似于高级语言的宏程序功能，用户可以使用变量进行算术运算、逻辑运算和函数的混合运算，此外宏程序还提供了循环语句、分支语句和子程序调用语句以及宏指令的嵌套，有利于编制各种复杂的零件加工程序，减少乃至免除手工编程时进行繁琐的数值计算。
另外，传统的数控机床存在着内存容量有限的问题.。
合理运用宏程序可以精简程序量，避免CAM软件在加工编程中存在的局限性。
本文通过对实例的剖析，阐述FANUCoi数控系统变半径补偿宏程序及其嵌套应用的简捷高效。
关键词：
宏程序直线插补嵌套变半径补偿
Theapplicationofchangingtheradiustocompensatemacro-programof
FANUCoi-MBsystemanditsnestingapplication
GaoTianyou
Changzhouinstituteoflightindustrytechnology,Changzhou213164,China
Abstract:
FANUCoiNCsystemhasprovidedpowerfulmacro-programfunctionfortheusers.
Theusersmayusethevariabletocarryonthearithmeticoperation,thelogicoperationandthefunctionmixoperation,Inadditionthemacro-programhasalsoprovidedthecycleprogram,thebranch-programandsubprogramaswellasthemacroinstructionnesting,soitisadvantageoustoeachkindofcomplexpartprogramming,reducesandevenavoidstediouscalculationofmanuallyprogramming,Moreover,thetraditionalNCmachinehastheproblemoflimitedmemorycapacity,Ifutilizethemacro-programreasonably,cansimplifytheprogram,avoidthelimitationwhichexistsinCAMsoftwareprogramming.Thisarticlethroughtotheexampleanalysis,elaboratedthehighlyeffectiveapplicationofchangingtheradiustocompensatemacro-programofFANUCoisystemanditsnestingapplication
keywords:
macro-program;lineinterpolation;nest;changetheradiustocompensate
当前在实际加工生产中，通常采用手工编程和CAM软件自动编程两种模式。
在数控编程的教学中，一般较少涉及宏程序。
但一些实际加工案例出现的某些问题，手工编程和CAM软件自动编程有着各自的特点，且现有的CAM软件并不能满足所有数控系统的特殊功能。
宏程序在解决这一系列问题上往往扮演了重要的角色。
另外一层宏循环里还可以嵌套多层循环，所以应用宏指令编制出简洁合理的小容量加工程序，可以发挥数控机床的高效加工，有着非常现实的意义。
1宏程序应用的特点
宏程序与普通程序的区别在于：
在宏程序本体中，能使用变量，可以给变量赋值，变量间可以运算，程序可以跳转，而普通程序中，只能指定常量，常量之间不能运算，程序只能顺序执行，不能跳转，因此功能是固定的，不能变化。
宏功能是用户提高数控机床性能的一种特殊功能，在类似工件的加工中巧用宏程序将起到事半功倍的效果。
2宏程序倒角变半径补偿加工的应用
在零件设计时，为了满足一些工艺要求，往往在零件孔端、轮廓的凸台以及其他配合部位加工倒角、倒圆。
我们编写宏程序时，往往需要计算出刀具中心的轨迹，按刀具中心轨迹来编程。
而对于一些由多段直线圆弧构成的异型轮廓的棱边处倒角、倒圆，因为需要计算刀具中心轨迹，这样就给我们编程带来了繁琐的计算工作量。
FANUCoi系统提供了可编程参数输入指令G10，通过参数输入的方式改变每次走刀的半径补偿量，给我们处理这一类问题带来了方便。
下面通过实例来详细介绍。
图1宏程序加工示例
图2倒角任一部位刀位图
图
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