刀补编程在FANUC 0i数控系统中的几种用法

一、引言
       在数控机床的铣削编程中，当加工工件的轮廓时，如果用半径为R的立铣刀加工，数控系统若不具备刀具补偿功能，那么在编程时必须要按照偏离轮廓距离为R的刀具中心轨迹的数据来编程，其计算在某些复杂的轮廓中相对是很复杂的，而当刀具磨损后，又得重新按新的刀具中心轨迹来进行计算编程。这样的话，在此类不具备刀补功能的数控系统中，给编程带来了极大的不便。而目前的绝大多数数控系统均已具备了刀具半径补偿功能，在这些数控系统中，可以直接按加工工件的轮廓尺寸编程，系统使用刀补功能进行自动的计算处理，从而使计算及编程均大大简化，这就迫使编程人员必须掌握刀补功能的正确、合理使用的方法。
      在FANUC 0i 数控系统中，刀补实质上是指生成加上补偿量以后的刀具轨迹的功能，其作用体现的两个方面：一是在编程时可不必考虑刀具的半径，直接按图样尺寸编程，只要在实际加工时输入刀具的半径补偿值即可；二是刀具磨损引起的刀具半径变化值，可以用刀具半径补偿值来修正。在实际轮廓加工过程中，刀补执行过程一般需经历刀补的建立、刀补的运行和刀补的取消三个阶段。根据刀补在工件拐角处过渡方式的不同，刀补通常又分为B型刀补和C型刀补。B型刀补是指在拐角处采用圆弧过渡，C型刀补则是采用直线过渡方
式。如今的大多数数控系统均采用了C型刀补方式。
二、运用G41/G42实现刀补编程
      G41和G42是FANUC 0i 系统中实现刀补功能最基本的G代码，G41表示左刀补，G42表示右刀补。G40表示取消刀补，因它们均为模态代码，故在使用刀补功能后要取消刀补，以免给后续的加工带来不必要的麻烦。
1.编程格式
G00(G01)G41X Y D ；(建立左刀补)
G00(G01)G42X Y D ；(建立右刀补)
G00(G01)G40 X Y ；(取消刀补)
2.编程应用
加工如图1所示的小方台，毛坯为140mm×120mm，用φ8mm的立铣刀。选用φ 8 m m 的立铣刀， D 0 4 = 1 6 、D03=12、D02=8、D01=4，参考程序如下：
O1(main)；
N10 G90G54G40G17G00X0Y0S1000M03；
N20 X-80.0Y-70.0；
N30 Z200.0；
N40 Z5.0；
N50 Z0.0；
N60 D04M98P50002；
N70 G90G00Z0.0；
N80 D03M98P50002；
N90 G90G00Z0.0；
N100 D02M98P50002；
N110 G90G00Z0.0；
N120 D01M98P50002；
N130 G90G00Z200.0；
N140 M05；
N150 M30；

O2(sub)；
N10 G91G01Z-2.0F100.0；
N20 G90G41X-50.0Y-70.0F240.0；
N30 Y40.0；
N40 X50.0；
N50 Y-40.0；
N60 X-80.0；
N70 G40X-80.0Y-70.0；
N80 M99；
三、运用G10实现刀补编程
     功能强大的G10指令在FANUC 0i 系统中同样可以实现刀补功能。G10指令的功能较多，一定要记清其实现刀补功能的编程格式。G10不但可以实现固定补偿量的偏移，而且可以实现变量的运算值的补偿，故此指令在粗加工及空间倒圆角中应用较多。
1.编程格式
G10 L12 P R ；(P为刀具补偿号，R为输入补偿号中的补偿量)。
例如：G10 L12 P1 R6.0，相当于在D01中输入补偿量为6.0；G10 L12 P5 R8.0，相当于将补偿量为8.0的数值输入到D05中；G10 L12 P6 R#1，相当于将补偿量为一变量的值输入到D06中。
2.编程应用
图1所示零件的加工程序用G10编写的参考程序如下：
O3(main)；
N10 G90G54G40G17G00X0Y0S1000M03；
N20 X-80.0Y-70.0；
N30 Z200.0；
N40 Z5.0；
N50 Z0.0；
N55 G10L12P4R16.0；
N60 D04M98P50004；
N70 G90G00Z0.0；
N75 G10L12P3R12.0；
N80 D03M98P50004；
N90 G90G00Z0.0；
N95 G10L12P2R8.0；
N100 D02M98P50004；
N110 G90G00Z0.0；
N115 G10L12P1R4.0；
N120 D01M98P50004；
N130 G90G00Z200.0；
N140 M05；
N150 M30；
O4 (sub)；
N10 G91G01Z-2.0F100.0；
N20 G90G41X-50.0Y-70.0F240.0；
N30 Y40.0；
N40 X50.0；
N50 Y-40.0；
N60 X-80.0；
N70 G40X-80.0Y-70.0；
N80 M99；

图1 零件图

图2 刀具路径


四、运用宏程序实现刀补编程
用户宏程序是FANUC 0i 系统提供给编程人员的又一大功能。同样，完全可以利用宏程序实现刀补编程。这样可以实现利用同一程序完成零件的粗、精加工及规则方式的加工。
1.编程格式
G01(G00)G41(G42) X Y D#；(将刀补号用变量表示)
G01(G00)G41(G42) X Y D[# ]；(将补偿值用变量表示)
2.编程应用
编程一：用刀补号作变量进行编程，程序如下：
O5(main)；
N10 G90G54G40G17G00X0Y0S1000M03；
N20 X-80.0Y-70.0；
N30 Z200.0；
N40 Z5.0；
N50 Z0.0；
N51 #100=4(刀补号作变量)；
N52 WHILE [#100GE1] DO1；
N53 M98P50006；
N54 G90G00Z0.0；
N55 #100=#100-1.0；
N56 END1；
N130 G90G00Z200.0；
N140 M05；
N150 M30；
O6 (sub)；
N10 G91G01Z-2.0F100.0；
N 2 0 G 9 0 G 4 1 X - 5 0 . 0 Y - 7 0 . 0 D
#100F240.0；
N30 Y40.0；
N40 X50.0；
N50 Y-40.0；
N60 X-80.0；
N70 G40X-80.0Y-70.0；
N80 M99；
编程二：用刀补偏置值作变量进行编程，程序如下：
O7(main)；
N10 G90G54G40G17G00X0Y0S1000M03；
N20 X-80.0Y-70.0；
N30 Z200.0；
N40 Z5.0；
N50 Z0.0；
N51 #101=16.0(刀补偏置值作变量)；
N52 WHILE [#101GE4.0] DO1；
N53 M98P50008；
N54 G90G00Z0.0；
N55 #101=#101-4.0；
N56 END1；
N130 G90G00Z200.0；
N140 M05；
N150 M30；
O8 (sub)；
N10 G91G01Z-2.0F100.0；
N20 G90G41X-50.0Y-70.0D[#101]
F240.0；
N30 Y40.0；
N40 X50.0；
N50 Y-40.0；
N60 X-80.0；
N70 G40X-80.0Y-70.0；
N80 M99；
五、运用系统参数实现刀补编程
在FANUC 0i 系统中，系统提供的参数同样也可以实现刀补功能。使用系统参数不仅可以传递固定值，也可
以传递变量值。
1.参数表示的含义
#13001相当于D01，#13002相当于D02，依次类推。
例如：#13001=6.0，表示将刀补值6.0输入到D01中；
#13001=5.0*SIN[#1]，表示将变量值输入到D01中；
2.编程应用
O9(main)；
N10 G90G54G40G17G00X0Y0S1000M03；
N20 X-80.0Y-70.0；
N30 Z200.0；
N40 Z5.0；
N50 Z0.0；
N55 #13004=16.0；
N60 D04M98P50010；
N70 G90G00Z0.0；
N75 #13003=12.0；
N80 D03M98P50010；
N90 G90G00Z0.0；
N95 #13002=8.0；
N100 D02M98P50010；
N110 G90G00Z0.0；
N115 #13001=4.0；
N120 D01M98P50010；
N130 G90G00Z200.0；
N140 M05；
N150 M30；
O10(sub)；
N10 G91G01Z-2.0F100.0；
N20 G90G41X-50.0Y-70.0F240.0；
N30 Y40.0；
N40 X50.0；
N50 Y-40.0；
N60 X-80.0；
N70 G40X-80.0Y-70.0；
N80 M99；
以上几种方法各有优缺点，使用者要清楚地掌握每种方法。通过它们不同的编程格式均能实现刀补功能，但在所有的这些编程方法及指令中，G41、G42是基础，而后几种方法均是在它们的基础上演变而成的，使用
者唯有根据图样的加工特征，选定合适的方法进行相应的编程方能达到灵活运用的目的。