Топ-3 метода компенсации ЧПУ для точного изготовления деталей

Компенсация радиуса инструмента

1. Концепция компенсации радиуса инструмента

ЧПУ-центр при выполнении программы считает инструмент точкой. Пример: фреза R3 фрезерует квадратный босс 100×100. Программируют квадрат 100×100, траектория оси инструмента — квадрат 106×106, получается деталь 100×100. Без компенсации траектория 100×100, получается босс 94×94 — не соответствует чертежу.

Как компенсация длины инструмента позволяет не учитывать длину при программировании, так компенсация радиуса — не учитывать диаметр. Компенсация длины применяется ко всем инструментам, радиуса — преимущественно к фрезам.

При обработке внешних или внутренних контуров фрезой используется компенсация радиуса; при торцевой фрезеровке торцовочной фрезой — только компенсация длины. Команда компенсации радиуса сложна для понимания, многие избегают её, но после освоения она сильно упрощает программирование и обработку.

2. Использование компенсации радиуса инструмента

Две формы: функция B и функция C. B-функция рассчитывает компенсацию только по текущему блоку, не решает проблему перехода между блоками, требует скругления острых углов детали — плохая технологичность. C-функция автоматически обрабатывает переход траектории центра инструмента между блоками, программирование ведется по контуру детали. Поэтому современные ЧПУ-станки почти все используют C-функцию.

Как определить направление компенсации? Метод: «следуя за направлением движения инструмента», инструмент слева от детали — левая компенсация (G41), справа — правая (G42). Компенсация может быть «отрицательной»: при отрицательном значении функции G41 и G42 меняются местами.

Радиус инструмента заранее записывают в память Dxx (xx — номер памяти). При нескольких инструментах рекомендуют соответствие номера инструмента Txx и памяти Dxx (T1 → D01), чтобы избежать ошибок. После включения компенсации ЧПУ автоматически рассчитывает и смещает инструмент. Если контурный размер отличается от чертежа, корректируют значение радиуса в Dxx и перезапускают программу. Для отмены — G40 или D00.

Важно: При включении/отмене компенсации G41, G42, G40 должны быть в одном блоке с G00 или G01. Нельзя использовать G02/G03. Длина прямолинейного участка при включении/отмене должна быть больше компенсируемого радиуса, иначе компенсация не сработает. В режиме компенсации запись 2+ блоков без движения (вспомогательные функции, пауза) приведет к перерезу или недoreзу.

3. Формат инструкции

G17/G18/G19 G00/G01 G41/G42 IP_D_

• G41: левая компенсация радиуса
• G42: правая компенсация радиуса

Компенсация только в заданной координатной плоскости. G17, G18, G19 выбирают плоскости XY, ZX, YZ. Номер компенсации обязателен, значение радиуса хранится в D. При выполнении инструмент автоматически смещается влево (G41) или вправо (G42) на величину компенсации. Так как установка компенсации требует блока с движением, в формате есть G00/G01. Отмену компенсации делают до конца программы.

Компенсация смещения приспособления (Fixture Offset)

Как компенсация длины и радиуса позволяет игнорировать размеры инструмента, компенсация приспособления позволяет программисту не учитывать положение зажима.

На обрабатывающем центре при обработке мелких деталей несколько заготовок зажимают на обоправке одновременно. Программисту не нужно учитывать нулевую точку каждой детали — достаточно запрограммировать по своей программной нулевой точке, затем использовать смещение приспособления для переноса программного нуля станка на каждую деталь. Выполняется командами G54–G59. Другой способ — команда G92 для установки системы координат. После завершения одной детали G92 сбрасывает новую систему координат для следующей.

Взаимосвязь компенсаций инструмента

1. Связь компенсации длины и радиуса

Если в программе есть и компенсация длины, и радиуса, блок с длиной должен идти перед блоком с радиусом, иначе компенсация радиуса недействительна.

Пример неверно:

N50 G00 G41 X20 Y20 D02
N60 G00 G43 Z10

Верно:

N50 G00 G43 Z10
N60 G00 G41 X20 Y20 D02

2. Связь компенсации длины с другими командами

1. G43/G44 только в линейном движении, в нелинейных — авария.
2. G43/G44 — модальные G-коды одной группы, автоматически отменяют предыдущую компенсацию длины без G49. Для безопасности отменяют компенсацию длины после обработки инструментом или в конце блока.
3. Компенсация длины должна сопровождаться независимым интерполированным движением (G00, G01, G81, G83 и т.д.) для вступления в силу.

Вышеописанные три вида компенсаций широко используются в ЧПУ-обработке, сильно облегчают программирование и обработку, значительно повышают эффективность работы.