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C机能刀具半径补偿的转接方式与轨迹计算
日期：2010年12月01 来源：沈阳机床 关键字：数控机床厂
1转接形式与过渡方式
(1)转接形式
由于C机能刀具补偿采用直线过渡，因而在实际加工过程中，随着前后两段编程轨迹的不同，相应的刀具中心轨迹也会有不网的转接形式。数控机床厂CNC装置中都设有圆弧插补和直线插补两种功能，对由这两种线型组成的编程轨迹有以下四种转接类型：
•直线与直线转接；
•直线与圆弧转接；
•圆弧与直线转接；
•圆弧与圆弧转接。
(2)过渡方式
为了讨论c机能刀具半锵h偿的过渡类型，先建立矢量夹角的概念。矢量夹角a是指两编程轨迹在交点处非加工侧的夹角，如图3-28所示。
报据两段编程轨迹的矢量夹角“和刀补方向的不同，刀具中心轨迹从一段编程轮廓到另一段编程轮廓的段间连接方式即过渡（转接）类型有以下几种：
1)伸长型
在图3-29a中，C点将处1B与DK的延长线上，因此称之为伸长型转接，其矢量夹角90。≤a≤1800。
2)插入型
对于图3-29b来说，若仍采用伸长型转接，势必要增加刀具非切削的空行程时间。数控机床厂为了解决这个问题，令BC等于C'D且等于刀具半径矢量的长度AB和AD，同时在中间插入过渡线cc'，等于中间插入一个程序段。数控机床厂这种转接形式称之为插入型转接，其矢量夹角a<90。
3)缩短型
如在图3-29e中，AB、AD为刀具半径矢量。对应于编程轨迹OA、AF刀具中心轨迹JB与DK将在C点相交。这样，相对于OA和AF而言，将缩短一个CB与DC的长度。这种转接称为缩短型转接，其矢量夹角a?iSO。。
(3)直线与直线转接
直线与直线转接时，根据编程指令中的刀补方向( G41/C42)和过程类型有8种情况。图3-30是直线与直线相交进行左刀补的情况。图中编程轨迹为OA - AF。
1)缩短型转接
在图3-30a、b中，L]CK相对于LOAF来说是内角，AB、AD为刀具半径。对应于编程轧迹OA和AF来说，缩短了CB和DC的长度。
2)插入型转接
在图3-30。是外角过渡，但LOAF是锐角，若仍然采用伸长型转接，则将增加刀具的非切削空行程长度，当￡OAF很小时，行程甚至超过工作台加工范围。为此，在JB和DK的延长线间插入一段过渡直线cc’，形成插入型转接。数控机床厂即延长JB至C点，且令BC等于刀具半径长度AB,延长DK至C’点，令CD等于刀具半径长度AD，cc’就是插入的过渡直线。数控机床厂对于插入型转接，刀具中心除了沿原来的编程轨迹伸长移动一个刀具半径的长度外，还必须增加一个沿直线cc'的移动，等于在原来的程序段中间插入一个程序段。
3)伸长型转接
在图3-30d中，LlCK相对于￡OAF是外角，G点是JB和DK的延长线的交点。
在同一个坐标平面内直线转接直线时，当一段编程轨迹的矢量逆时针旋转到下一段编程轨迹的矢量的旋转角在。。一360。范围变化，相应刀具中心轨迹的转接将按上述三种类型（伸长型、缩短型、插入型）的方式按顺序进行。
(4)圆弧与圆弧转接
同直线与直线转接一样，圆弧与圆弧转接时转接类型的区分也可以通过相接的两圆之起、终点半径矢量的夹角d的大小来判别。数控机床厂不过，为了便于分析，往往将圆弧等效于直线处理。
图中，当编程轨迹为PA转接AQ时，0．A和O：A分别为终点和起点半径矢量，对于左刀补G41，d将仍为￡CAF。以图3-32a为例。
“：LX20,^ - LX.O:A= LX20zA - 90。一（LXiOiA -90。）2￡CAF
比较图3-30与图3-32，它们的转接类型分类和判别是完全相同的，即左刀补顺圆转接顺圆（即C41 G02/C41 C02时），它的转接类型等效于左刀补直线转接直线(G41 G01/G41C01)。
(5)直线与圆弧转接（圆弧与直线转接）
图3-32还可看作直线与圆弧的转接，即G41 C01/C41 C02（OA转接AQ）和C41 C02/C41 G01(PA转接AF)。数控机床厂因此，它们的转接类型的判别也等效于直线G41 GOI/C41 C01.由上述分析可知，根据刀补方向，等效方法以及d的变化这三个条件，就可以区分各种轨迹间的转接类型。
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