基于宏程序的刀具自动测量与补偿

1 引言

　　在机械加工中，刀具磨损在所难免，而刀具的磨损将使加工零件的尺寸发生变化，所以当刀具切削一定时间后，必须对刀具磨损值进行适当调整，但传统的测量与补偿操作均由人工完成。为了确保加工质量与效率，必须减少人为的测量误差，实现刀具自动测量与补偿。当监控的磨损量达到预设值的时候，系统自动退出并产生提示，避免被加工件尺寸超出规定的公差带而报废。本文主要介绍利用数控系统现有的跳转功能与宏功能，达到上述目的的应用实例。

2 自动补偿原理与动作流程

　　2.1 自动补偿原理与特点

　　刀具补偿：刀具在磨损或经过重新刃磨后，引起刀具安装在机床上时切削刃的位置产生变化，为获得加工零件的尺寸精度，需要对刀具切削刃位置变化进行补偿，即按新的切削刃位置对机床的进给切削位置尺寸参数进行修正。人工干预的测量与补偿：停止加丁后通过千分尺等量具测量实际丁件尺寸，并以该尺寸与图样尺寸之差作为修正值，手动输入至数控系统面板上相应的刀偏中。特点是设备简单，但效率低，对操作人员技术要求高。自动完成的测量与补偿：加工中或停止加工后，通过测量头等自动检测仪器检测刀刃实际位置。由数控系统自动计算并修正相应的刀偏值。特点是设备要求较高，但效率高，对操作人员技术要求低。

　　2.2自动补偿流程图

　　通过编制宏程序控制自动补偿的动作流程，实现刀具磨损的自动补偿功能，具体动作流程如图1所示。

3 跳转功能

　　3.1 代码功能

　　数控系统提供的G31代码在执行期间，若检测到了外部跳转信号(X3.5)，则中断该代码的执行，转而执行下一程序段。该功能口丁用于丁件尺寸的动态测量(如磨床)、对刀测量等。本文借助此功能，结合外部测量信号，完成刀具位置信息的采集，用以计算刀具磨损的修正值。

　　3.2 代码格式G3l IP_F-

　　其中IP为轴移动目标终点的坐标，F为轴移动速度。

　　3.3代码说明

　　(1)X3.5信号有效时，绝对坐标位置数据被存储在系统相应的宏变量中，同时结束G31程序段的移动。

　　(2)为避免CNC停止轴时加减速处理的影响，G31的进给速度应适当降低，以保证停止位置精度。

4 宏程序相关变量介绍

　　4.1 系统变量

　　系统变量，用于读和写NC内部数据，例如刀具偏置值、当前位置数据与模态信息等等，系统变量是自动控制和通用加工程序开发的基础。由于参照系统的不同，相关系统变量也有一定差别，在此仅列出与本文相关的部分变量。具体见表1。