论文总字数：19162字

摘 要

随着科学技术的发展，人们对于各种工件和工具的精度要求有了更高的要求。在使用数控机床进行加工的过程中，由于存在着加工误差，所以加工完成后所得到的工件实际尺寸及技术要求与理论的并不一致。为了使数控机床能够根据其所使用的刀具和工件所要求的加工质量自动的调节刀具中心点与工件表面尺寸的距离以及简化数控编程的复杂程度，所以提出了刀具补偿的概念并将刀具补偿技术广泛应用到数控加工中，并以此来最大可能的减少因各种原因而造成的加工误差，提高数控机床的加工精度和零件的表面质量。本文主要进行研究刀具半径补偿功能中的C功能刀具半径补偿的算法以及研究如何通过计算机来实现图形的可视化。

关键词：C功能；刀具补偿；算法研究；VB编程

ABSTRACT

With the development of science and technology, people have higher requirements for the precision of various work-pieces and tools. In the actual machining process, the wear of the cutting tool, the inconsistency between the actual work-piece size and the tool center track and the tool replacement will result that the final machining dimension is not consistent with the theoretical machining size, so the machining error is caused. In order to make the NC machine tools according to the size of the tool and the machining quality required by the work-piece, the distance between the center of the tool and the surface size of the work-piece and the complexity of simplifying the NC programming can be automatically adjusted. So the tool radius compensation function is put forward and widely used in NC machining. It is possible to reduce machining error caused by various reasons and improve NC machining accuracy and work-piece surface quality. In this paper, the algorithm of C function tool radius compensation in tool radius compensation is studied, and how to realize the visualization of the graph by computer is studied.

Keywords: C function；cutter compensation；Algorithm research；VB programming

目录

摘要 II

ABSTRACT III

第一章 绪论 1

1.1 刀具半径补偿的概念 1

1.2 刀具半径补偿的意义 2

1.3 刀具半径补偿的步骤 2

1.4 刀具半径补偿的指令 3

1.5 刀具半径补偿的常用方法 3

1.6本课题的任务及意义 3

第二章 C功能刀具半径补偿算法分析 4

2.1 C功能刀具半径补偿的原理 4

2.2 C功能刀具半径补偿的转接形式 4

2.3 C功能刀具半径补偿的步骤 5

2.4 C功能刀具半径补偿的流程框图 6

第三章 C功能刀具半径补偿算法程序实现 8

3.1 刀补状态判别的算法程序 8

3.2 刀补转接形式判别的算法程序 8

3.3 刀具补偿类型判别的算法程序 9

3.4 刀具补偿转接点的算法程序 10

3.5 刀补界面的算法程序 12

第四章 C功能刀具补偿界面设计 14

4.1 刀具补偿程序的输入 14

4.2 刀具补偿程序的输出 15

4.3 刀补轨迹图形的可视化 16

第五章 C刀补程序运行实例 18

第六章 总结与展望 20

致谢 21

参考文献 22

第一章 绪论

随着科学技术的的发展，机械制造技术也有了极大的进步，尤其是在大批量的零件加工过程中，为了在保证加工产品的质量要求的同时最大程度的降低生产成本，机械加工的自动化程度有了很大的提升。在最近几十年中，随着数控加工技术的发展，数控加工在机械制造的自动化中占据了一个无比重要且无法取代的地位。在利用数控机床加工零件的过程中，除了要考虑所要加工的零件的形状，尺寸，技术要求，加工工艺参数，加工工艺过程，切削参数以外还要考虑到所编制的程序的质量和刀具的磨损情况，因为这些因素都将影响到最终工件的加工误差。刀具补偿正是为了解决这一问题而提出的，并且刀具补偿技术在数控机床与加工系统中被广泛的应用。

在数控加工过程中，由于所使用的刀具存在一定的半径，所要加工的零件的的轮廓轨迹与刀具中心的轨迹并不一致而是有所偏差。通过使用刀具补偿功能指令，数控系统可以根据所输入的刀具的尺寸以及考虑到加工精度所要输入的刀具的补偿量，使机床能够自动调整各坐标轴的移动量和刀具中心轨迹点与零件轮廓尺寸点的位置，从而使机床加工出符合程序要求的零件。目前，我国的刀具半径补偿由从无到有，有了极大的发展，但是与国外的数控刀具补偿还是有很大的差距，无论从加工零件的精度，加工零件的表面质量以及生产率等方面都有所不及，我国的数控技术尤其是刀具补偿技术还是有待提升。

1.1 刀具半径补偿的概念

在使用数控机床加工零件的过程中，由于使用的铣削刀具都有一定的直径，从而导致刀具中心轨迹点相对于零件轮廓就有了一个刀具的半径的偏移量。若不使用刀补技术来进行程序的编写，那么加工出来的零件则会出现过切或少切的现象。为了防止此类现象的发生，则在数控加工中使用刀补技术，在进行程序编写的过程中，以所要加工零件的实际尺寸作为编程的参数，不需要因为经常更换刀具的原因而每次都要考虑刀具半径的变化，大大减少了人为误差。在数控机床的系统中，使用刀补技术，即在程序编写的过程中加入了刀具的左偏、右偏等指令，所以在程序的运行过程中，所使用的刀具能够根据零件的轮廓尺寸自动的调整其坐标位置即据工件尺寸留有一个刀具半径的距离。如图1.1所示：

图1.1 刀具中心轨迹

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