数控加工中基于数控系统宏功能实现刀具动态补偿

磨削不同于铣削，因为工件铣削时刀具长度和半径的磨损可以通过手动改变磨损补偿值来补偿。但是在磨削过程中，工件的尺寸是不断变化的，同时磨削工件时砂轮不断下降，砂轮直径变化很快。因此，铣削工件的普通编程方法是不可行的。由于机床没有在线补偿功能，所以在磨削时不能用普通计算机编程。因此，通过FANUC系统提供的宏程序功能，我们自行开发设计了自动补偿宏程序，实现了刀具长度和半径磨损的自动补偿。

1.加工技术分析

加工时要考虑四个方面。

1)换砂轮:要求磨床能正常使用磨削平面和沟槽，需要砂轮半径和长度方向的补偿。半径方向只有一个变化，只能是砂轮半径的减小，而长度方向有两个变化，一个是刀具长度的减小，一个是刀具长度的增加。因此，有三个相应的计算。

2)刀具更换:由于加工中使用了多种刀具，所以有很多大小不一的砂轮。有时因为加工精度高，一次只能加工一面，所以需要单独编制程序。

3)工件变化:由于工件需要淬火才能满足使用要求，工件硬度有变化。因此，在精加工过程中，每次加工后都需要对工件进行测量，然后再决定是否需要加工。所以精加工程序要独立使用。

4)更换砂轮:当一个砂轮不能使用时，需要更换一个新的，但新砂轮不能直接使用，因为它安装在主轴上旋转时的直径是未知的。因此，砂轮只有在更换后需要校正到标准直径和长度时才能使用。

由分析可知，砂轮应提前进行手动校正，校正砂轮时应使用金刚石笔。由于砂轮要用在它的上、下、侧面，而砂轮的上、下表面通常要加工成碗形，但碗的边缘不能是一条线，要形成3~5mm的环形平面和锥面，所以校正砂轮的金刚石刀具要有三个方向，如图1所示。我们将设置三个坐标系来确定三个钻石尖的具体位置。在这个过程中，有两种设置方法，一种是在设置三个金刚石刀头的具体位置时使用机床坐标系，另一种是使用工件坐标系。这里以工件坐标系为例，找出每个金刚石钻头的具体位置，给出一个工件坐标系。

2.设计

(1)粗修整程序粗修整砂轮成为标准砂轮时，应先修整砂轮侧面，再修整砂轮顶部和底部。以下是将砂轮校正到标准件的程序:g65p 8020 a 0.05 b5 c 0.5 I 57.4j 16.6k 3d 15 E4 f 200h 301 r 60.6s 7500 t1 u 21 w 23 x 10y 0.5。

O8020是一个粗加工砂轮上、下、侧面的程序，直接调用:

g65p 8020 a 0.05 b5 c 0.5 I 57.4j 16.6 k3d 15 E4 f 200h 301 r 60.6s 7500 t1 U2 v1 w 23 x 10y 0.5

各参数的意义为:A0.05为粗切量，B5为下位置，C0.5为斜面初始深度，I57.4为砂轮初始直径，J16.6为砂轮初始厚度，K3为左小面宽度，D15为砂轮最终厚度，E4为倾斜角，F200为砂轮进给速度，U2为切削时的进给距离，W23为切削后的Z轴位置。T1为刀具号，H301为初始刀具长度号(砂轮下)，V1为砂轮的上、下、侧面，仅修整侧面时，V-1，R60.6为砂轮毛坯直径，S7500为主轴转速，X10为砂轮边缘到砂轮中心的距离(包括小平面度)，Y0.5为切削时Z轴的后退距离。

(2)精加工程序根据应用要求，在加工过程中要对砂轮进行校正，需要分别使用砂轮的上、下、侧面，所以分别通过三个程序来实现。

1)O8022是精加工侧程序，直接调用:g 65 p 8022 A0.05 b5 c 28 I 35j 2d 25 f 200t 3u 2 w 150，其中各参数的含义为:a 0.05为精加工切削量，b5为低位，C28为砂轮长度，I35为砂轮初始直径，J2为精加工次数，D25为砂轮无法使用时的直径，F200为。

2)O8024是上面精加工的程序，直接调用:g65p 8024 A0.05 B5 C0.5 I57.4 j2k 3d 2 e 4 t1 U2 v 0.5 w150 f 200，其中各参数代表以下含义:a 0.05为精加工切削量，B5为下位，c 0.5为坡口初始深度，I 57.4为砂轮初始直径，J2为精加工次数，K3为位。D2是砂轮上修整最多的厚度，E4是倾斜角，F200是砂轮的进给速度，T1是刀具号，U2是切削时的进给距离，V0.5是切削时Z轴的后退距离，W150是切削后Z轴的位置。

3)O8026参考以下整理程序，直接调用:g65p 8026 a 0.05 b5 c 0.5 I 57.4 j2k 3d 2e 4 t1 U2 v 0.5 w 150 f 200，篇幅有限。省略所有精加工砂轮程序。

3.实践与应用

1)使用程序时，每个值都是自己给定的，可以任意指定刀具号，都是正值，比如T1——H01，T3——H03，T5——H05等。，不一定一一对应。如果一把刀有两个刀长，较长的刀长为Tn，较短的刀长为Tn+1。一般情况下，粗磨砂轮时，给定粗加工刀具长度为T1，对应H301，同理T3对应H303，T5对应H305。

2)应用:厂家需要铣削数控车床液压卡盘安装爪的凹槽，需要使用砂轮的上、下、侧面。该程序在机床试切验证和生产实践中运行正常，加工出合格产品，提高了工作效率，降低了操作人员的劳动强度。