基於數（shù）控係統（tǒng）宏功（gōng）能實現刀（dāo）具動態（tài）補償
2022-8-29 來源： 貴青海華鼎裝備製造（zào）有限公司（sī） 作者：雒慶娜 梁成（chéng）才
摘要 : 基於對數控係統的充分了解，應用宏程序以動態刀具補償實現數（shù）控磨削功能。
關鍵詞（cí） : 修正砂輪 ; 磨削 ; 動（dòng）態刀具補償
根據客戶的（de）要求，我公司研發設計（jì）並完成可實現銑削和（hé）磨削複合加工（gōng）的立式加工中心。磨削加工不同於銑削加工（gōng），因為在工件銑削時刀具長度和（hé）半徑的（de）磨損可以通（tōng）過人工更（gèng）改磨損補償值進行補償，但在磨削加工時，工（gōng）件的尺寸不斷變化，同（tóng）時砂輪在磨削工件（jiàn）時砂粒不斷掉落，磨削工件的砂輪直徑變化很快，所以常用的銑削工件時的編程方法不可行。又因為該機床沒有在線補償功能，所（suǒ）以在磨削時不能用正常（cháng）的電腦編製程序（xù），因此我們通過 FANUC 係統所提供宏程序功能，自行研發設計了自動補償宏程序，從而（ér）實現了刀具的長度和半徑磨損的自動補償。
1. 加工工藝分析
加工時需要考慮（lǜ）四個（gè）方麵。
1）砂（shā）輪變化 : 要求正常使用磨床時可以實現平麵和槽的磨削，這就要用到砂（shā）輪的半徑和長度方向的補償。在半徑方向的變化隻有一個，隻能是砂輪半徑減小，而在（zài）長度方（fāng）向有兩個，一個是刀具長度的減小，另一個是刀具長（zhǎng）度的（de）增加，所以要求對應有三個方麵的計（jì）算。
2）刀具更換 : 由（yóu）於加（jiā）工時要用到多把刀具，所以對應有好多大小不等的砂輪。還有加工時因為加工精度高，隻能一個麵一個（gè）麵（miàn）地（dì）加工，所以要分開來編製程序。
3）工件變化 : 由（yóu）於工件（jiàn）需要淬火以滿足使用需求，所以工件硬度（dù）變化不定，因此精加工時需要每次加工完（wán）成後對工件進行測（cè）量，然後再決（jué）定是否（fǒu）還需加工，所以精加工程序要能單（dān）獨使用。
4）砂輪更換 : 當一個砂輪不能使用時，就要更（gèng）換（huàn）新的砂輪，但新的砂輪不能直接使用，因為不知道其安裝在主軸上旋轉時的直徑。因此每（měi）砂輪更換後需要（yào）修（xiū）正到一個標準的直徑和長度時才可以使用。
由分析可知，要提前（qián）對砂輪進行手工修正，修（xiū）正砂輪時使（shǐ）用金剛石筆，由於砂輪使用時要使用到它的上（shàng）麵、下麵和側麵，且砂輪的上下麵為了加工（gōng）的需要，通常（cháng）要修成（chéng）碗的（de）形狀，但碗形邊緣不（bú）能（néng）是一條線，要修成一個 3~5mm 的環形（xíng）平麵和一個錐麵，所以修正砂輪的金剛石刀（dāo）具要有三個方向，如圖 1 所示。我們將設定三個坐標係以確定三個金剛（gāng）石（shí）刀頭的具體位置。在這個過程中有兩（liǎng）種設定方法，一種是（shì）設定這三個金剛石刀頭的具體位（wèi）置時使用機床坐標（biāo）係，另一種是使用工件坐標係。在這裏以（yǐ）使用工件（jiàn）坐標係為例，對應找出具（jù）體（tǐ）的每一個金剛石刀頭的位置，給定一個（gè）工件坐標係。
圖 1 金剛石刀具方向示意
2. 編製程序
加工工件時的砂輪（lún）形狀如圖 2 所示，對應有修砂輪上麵、下麵以及側麵。根據使用要求，首先要把砂輪粗修成標準大（dà）小。
圖 2 砂輪最終形狀（zhuàng）示意
（1）粗（cū）修程序 粗修砂輪成為標（biāo）準砂輪（lún）時，首先要修砂（shā）輪的側麵，然（rán）後再修砂輪的上麵和下（xià）麵。以（yǐ）下為修正砂輪至標準使用件時的程序： G65P8020A0.05B5C0.5I57.4J16.6K3D15E4F200H301R60.6S7500T1U2V1W23X10Y0.5
O8020 為粗修砂輪上、下、側麵程序，直接調用：
G65P8020A0.05B5C0.5I57.4J16.6K3D15E4F200H301R60.6S7500T1U2V1W23X10Y0.5
其中各參（cān）量意義為 :A0.05 為粗修切削量，B5 為下位置（zhì），C0.5 為斜麵（miàn）最初深度，I57.4 為砂輪初始直徑，J16.6 為（wéi）砂輪初始厚度，K3 為所留小平麵寬度，D15 為砂輪最終（zhōng）厚度，E4 為傾斜角，F200 為修砂輪進給速度，U2 為切削中進刀距離，W23 為完成（chéng）切削後（hòu） Z 軸位置，T1 為刀號，H301 為初（chū）始刀長號（砂輪（lún）下麵），V1 為修砂（shā）輪上、下（xià）麵及側麵，隻修側麵時 V-1，R60.6 為砂輪毛坯直（zhí）徑，S7500 為主軸（zhóu）轉速，X10 為從砂輪邊緣起到砂輪中心所走的距離（包括小（xiǎo）平度），Y0.5 為切削中 Z 軸所退距離。
主程序如下（xià） :
（2）精修程序（xù） 根（gēn）據使用要求，要在（zài）加工過程中（zhōng）修正（zhèng）砂輪，需要將砂輪上麵（miàn）、下麵和側麵分開來使用，所以（yǐ）分別用三個程（chéng）序來實現。
1）O8022 為精修側麵（miàn）程序，直接調用:G65P8022A0.05B5C28I35J2D25F200T3U2W150其（qí）中各參量意義為 :A0.05 為精修切削量，B5 為（wéi）下位置，C28 為砂輪長（zhǎng）度，I35 為砂輪初始直（zhí）徑，J2 為精（jīng）修次數，D25 為砂輪不能使用時（shí）的直徑，F200 為修砂輪走刀（dāo）速（sù）度，T3 為刀（dāo）號，U2 為切削中進（jìn）刀距離，W150 為完成切削後 Z軸位（wèi）置。
2）O8024 為精修上麵程序，直接調用： G65P8024A0.05B5C0.5I57.4J2K3D2E4T1U2V0.5W150F200其中各參量代表意義為 :A0.05 為精修切削量，B5 為下位置（zhì），C0.5 為斜麵最初深度，I57.4 為砂輪初始直徑，J2 為精修次數，K3 為所（suǒ）留小平麵寬度，D2 為砂輪上麵最多修去的厚度，E4 為傾斜角，F200 為修砂輪進給速度，T1為刀號（hào），U2 為切削中進刀距離，V0.5 為切削中Z 軸所退距離，W150 為完成切削後 Z 軸位置。
3）O8026 為精修下麵程（chéng）序（xù），直接調用 :G65P8026A0.05B5C0.5I57.4J2K3D2E4T1U2V0.5W150F200限於篇幅各精修砂輪程序（xù）略去。
3. 實踐與應用
1）使用程序時，各（gè）項值均為自己給定，刀具號可以任意指定（dìng），為（wéi）正值，例如 T1——H01、T3——H03、T5——H05……也可以不一一對應。若一把（bǎ）刀有兩種刀長（zhǎng），則較長刀長號為 Tn，較短刀長號為 Tn+1。粗修砂輪時一般給定粗（cū）修刀（dāo）長號為 T1，對應 H301，同理 T3 對應 H303，T5 對 應 H305 等。
2）應用 : 客戶廠家需要銑磨數控車床液壓卡盤安裝卡爪的槽，需使用砂輪的上、下及側麵三（sān）個麵。該程序在（zài）機床試切驗證與客戶生產實踐中（zhōng），運行正常並加工出合格產品，提高了工作效率，減輕了操作人員的勞動強度。
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