數控加工（gōng）中心是怎樣進行刀具補償的？

加工中心用來加工形狀複雜、工序多、精度要求（qiú）較高的零件（jiàn），因而加工一個零件（jiàn）需用幾把或十幾把刀（dāo）具（jù）甚至更多（duō）。由於每（měi）把刀具（jù）的直徑大小和長（zhǎng）度都是不同的（de），在對被加工零件確定工件坐標係零點後，有必要引（yǐn）入刀具補償功能，以保證在加工（gōng）過程中各（gè）把刀下降到正確的高度和以正確的刀（dāo）具路徑進行切削加工。

刀（dāo）具補償可分為刀具長度補償和刀具半（bàn）徑補償。長度補償是指主軸軸向的補償,也就是銑刀軸向的補償，而對於銑刀（dāo）徑向的補償,也就是每把銑（xǐ）刀直徑大小不一樣,在直徑方向的（de）補償（cháng）叫半徑補償。

一、刀具半徑補償（cháng）

1. 刀具半徑補償意義

數（shù）控（kòng）加工中心在程序運行時（shí）將刀具當（dāng）做一個點做軌跡運動。比如用刀具R3銑邊（biān）長100的正（zhèng）方形凸台時，程序按邊長100的正方形尺寸輸入，而刀（dāo）具軸心的軌跡是邊長106的（de）正方形，則工件上銑削的是符合圖紙尺寸的（de）100的正方形。假如（rú）不用刀具半徑補償功能，則加工時刀具軸（zhóu）心的軌跡是邊長100的正方形，則工件上銑削出的是邊長為94的正方形凸台，不（bú）符合圖紙尺寸（cùn）的（de）要（yào）求。

2. 指令格式

G17/G18/G19  G00/G01  G41/G42  IP_D_

G41：刀具（jù）半徑左補償

G42：刀具半徑右補（bǔ）償

半徑補償僅能（néng）在規定的坐標平麵內進行，使用（yòng）平麵選擇指令G17、G18或G19可分別選（xuǎn）擇XY、ZX或（huò）YZ平麵為補償平麵。半徑補償必須規定補償號，由補償號D存入刀具半徑值（zhí），則在執行上述指令時，刀具可自（zì）動左偏(G41)或（huò）右偏(G42)一個刀具半徑補償值。由於刀補的建立必須在包含運動的程序段中完成，因此以上格式中，也寫入了G00(或G01)。在程序結束前應取消補償。

3. 刀具半徑補償的應用

刀具半徑（jìng）補償有B功能和C功能兩種補（bǔ）償形（xíng）式。由於B功能刀具半徑補償隻根據本段程序進行刀補計算，不能解決（jué）程序（xù）段之間的過渡問題，要求將工件輪廓處理成圓角過渡，因此工件尖角處工藝性不好；C功能刀（dāo）具半（bàn）徑補償能自動（dòng）處理兩程序（xù）段（duàn）刀具中心軌跡的轉接，可完全按照工件（jiàn）輪廓來編程，因此現代CNC數控機床幾乎都采用C功能刀具半徑補償。

刀具半徑補償的（de）方向怎麽樣判（pàn）斷呢？判斷的方法：“順著刀具運行（háng）的方向（xiàng）”上看去刀具在工件的左麵為左補償（cháng），刀具（jù）在工件的右麵為右補償。補償可以為“負”，當刀具半徑補償取負值時，G41和G42的功能互換。

刀具的半徑值預先存入存儲器Dxx中，xx為存儲器號，當一個程序需用到幾把刀時，建議刀具號Txx和存儲器Dxx相對應，即T1號刀具（jù）半徑補償值相應地使（shǐ）用D01號存儲器，這樣加工時不容易搞錯。執（zhí）行刀具半（bàn）徑補償後，數控係統自動計算，並使刀具按照計算結果自動（dòng）補償。在加工的過程中，如果零件輪廓尺寸與圖紙尺寸有差別，就可以通過（guò）修正存儲（chǔ）器Dxx中的半徑（jìng）補償值，再重新運行程序以達到要求。取消刀具半徑補償用G40，也可用D00取消刀具（jù）半（bàn）徑補（bǔ）償。

使（shǐ）用中需注意：建立、取消刀補時，G41、G42、G40指令（lìng）必須與G00或G01指令共段，即使用（yòng）G41、G42、G40指令的程序段中必須同時使用G00或G01指令，而不得同時使用G02或G03，並且建立、取消刀補時所運行的直線段的長度要大（dà）於所要補償的刀具半徑（jìng）值，否則補償功能不起作（zuò）用；而在補（bǔ）償方式中（zhōng），寫入（rù）2個或更多刀具不移動的程序（xù）段（輔助功能，暫停等（děng）等（děng）），刀具將（jiāng）產生過切或欠削。

二（èr）、刀具長度（dù）補償

1. 刀具長度補償的意義

例如，要（yào）鏜一個φ40mm的（de）孔，確（què）定要用到兩把刀,先用（yòng）鑽頭鑽到φ38，再用鏜刀鏜到φ50mm，此時機床已經設定（dìng）工件零點（diǎn），而編程（chéng）時一般都是讓刀具快速下降到Z3.的高度開（kāi）始切削,若是以鑽（zuàn）頭對刀確定（dìng）工件座標係的Z原（yuán）點，則鑽頭鑽削時不（bú）會撞刀。當換上鏜刀時，如果沒有設定（dìng）刀（dāo）具長度補償而程序中同（tóng）樣設定（dìng）快速下降到Z3.這時當鏜刀比鑽頭短時（shí），就會出現鏜孔鏜不通的現象，而當鏜刀比（bǐ）鑽頭長時就（jiù）會出（chū）現撞（zhuàng）刀。

不設定刀具長度補償而在程序中通過修改Z地址值來保證加工零點的正（zhèng）確將會很容易出錯，因為程序長了各段地址代（dài）碼值不統一是很（hěn）難檢查出錯誤的，而且在加工的過程中（zhōng）若刀具磨損了需要修改程序，若一個零件加工（gōng）過程中同一把刀（dāo）要（yào）加工幾個不同（tóng）的麵，那當這把刀磨損之後則要修改所有與（yǔ）這把刀相關的（de）程序（xù）。而（ér）在編製程序中用上了刀具長度補償指令之後（hòu），當刀具磨損後，隻需在相應的刀具長度補償號中修（xiū）改長度補償值就可以了，不需要再修改程序，提高了工（gōng）作效（xiào）率，也保證了（le）程（chéng）序的安全運行。

2. 刀具（jù）長度補償G43、G44、G49

係統規定除Z軸之外，其他軸也可以使用刀具（jù）長度補償，但同時規（guī）定長度補償隻（zhī）能同時加在一個軸上，要（yào）對補償軸進行切換，必須先取消對前麵軸的補償。

（1）指令格式：

G43α___H___；(α指X、Y、Z任意（yì）一軸)，刀具長度補償“＋”。

G44α___H___；刀具長度補償“－”。

G49或H00：取消刀（dāo）具長度補償。

指令中用G43、G44指令偏移的方向，用（yòng）H指（zhǐ）令偏（piān）置量存儲器的偏置號；G43指令叫（jiào）正向補償，即當用G43對刀具長度補償值指定一個正（zhèng）值（zhí）時，刀具（jù）按照正向移動。G44指令叫負向補償，即當用G44對刀具長（zhǎng）度補償值指定一（yī）個正值時，刀具按照負向移動。G43和G44是模（mó）態（tài）G代碼。它們一直有效，直到（dào）指定同組的G代（dài）碼為止。執行程序前，需在與地址H所對應的偏置量存（cún）儲器中，存入相應的（de）偏置值。以z軸補償為（wéi）例，若指令 GOO G43 Z100.0  H01；並於（yú）H01中（zhōng）存入“-200.0”，則執行該指令時，將用Z坐標值100.與H01中所存“-200.”進行“+”運算，即100.0+(-200.0)=-100，並將所求結果作為Z軸移動值。加（jiā）工程序每調用不同的刀具的時候，都要先取消掉（diào）原先的刀具補償，再把新調用的刀具長度補償進去；而在程序結束前也要記得（dé）插入取消指令Ｇ49或H0.

3. CNC係統中刀具長度補償功（gōng）能與（yǔ）其他指令的關係

（1）刀具長度補償與半徑補償功能的關係

如果（guǒ）在零件的數控加工程序中（zhōng），既有刀具長度補償又有刀具半徑補償(在控製（zhì）器中補償)指令時，必須把含有長度補償的程序段寫在含（hán）有半徑補償的程序段前麵，否則半徑補償無（wú）效

例如:在下麵的程序段中：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控係統不（bú）執行刀具（jù）半徑補償若改為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則數控係統既執行刀具半徑係（xì）統又（yòu）執行（háng）刀具長度補償指令。

（2）刀具長度補償與其它指令的關係

a.G43,G44指令隻能用於直線（xiàn）運動之（zhī）中，在非（fēi）直線運動語句中使用（yòng）時會產生報警；

b.G43,G44為同組模態指令，它們會自動取消上次刀具長度補償而不需要用專門的G49指令，為了安全起見，在一把刀加工結束或程序段結束時，都應取消刀具長度補償；

c.刀具長度補償必（bì）須（xū）伴隨獨立的插補運動(GOO,GO1,G81,G83等（děng）)才能有效。

4. 刀具長度補償值的確定

不同的設備係統，有不同的對刀方式，而不同的對刀方式，刀具長度補償的含意是不（bú）一樣的。如某加工中心係統，配上自動測量儀，它的長度補償是（shì）補償刀具的真正長度，即主軸錐孔端麵中心至刀具刃口最底端的長度；而某係統中機（jī）上（shàng）手動對刀時長度補償是指補償刀具從某一Z軸向基準高度下降到工件座標原點的距離，它補償的不是刀具的真正（zhèng）長度，而是刀具下（xià）降的距（jù）離。不同的刀具有（yǒu）不同的長度補償值；而機內手動對刀時同一把刀加工不同工件編程原點的零件時也有（yǒu）不同的（de）長度補償值，這些不同的補償值可以分別寄存在不同的長度補償號H裏麵, 以備機床運行時（shí）程序隨時調用。

（1）機內手動（dòng）對刀測量方式

讓Z軸回到機床參考點，這時機床座標（biāo）係中X，Y，Z軸數值都為零，選擇一個（gè）工件座標係（G54～G59任選一（yī）個（gè）都可），這時把Z值輸為零，再把刀具裝入主（zhǔ）軸依次確定每把刀具與（yǔ）工件在機床坐標係中的Zo平（píng）麵相接觸，即利用刀尖(或刀具前端)在Z方向上與工件坐標係原點的距離（lí）值作為長度補償值，即主軸下（xià）降後此時機床（chuáng）坐標係的Z坐標（biāo）值直接作為（wéi）每把刀的刀具長（zhǎng）度補償值，注意數值的正負號不能漏。

（2）機外刀具自動預調儀測量方式（shì）

是在刀具預調儀上測出的主軸（zhóu）端麵至（zhì）刀尖的距離，輸入CNC的刀具長度偏置寄存器中作為刀長補償值，此時的（de）刀長補償值是刀具的真正長度，是正值。

（3） 自動測（cè）長裝置十機內對刀方式

設標準刀具的長度（dù）補償值為零，把在刀具預調儀上（shàng）測（cè）出的各刀具長度與（yǔ）標（biāo）準刀具的長度之差分別作（zuò）為每把刀的刀具長度補償值.其中，比標準刀具長的記為正值，比標準刀具短的（de）補償（cháng）值記為負（fù）值。

先通過機（jī）內對刀法（fǎ）測量出基準刀在返回機床參考點時刀（dāo）位點在Z軸方向與工件坐標係原點的距離，並輸入（rù）工件編程座標係中。

5. 刀具長度補償值測（cè）量方式的比較

用機上手動測量方法測量刀具（jù）長度補償值（zhí）麻煩且需要很多占機調試時間，因此效率低（dī），但投資少. 當用同一把刀加工其它的工件（jiàn）時就要重新設置刀具長度補償值。

用機外刀具預調儀或自動測長裝（zhuāng）置測量不占用有（yǒu）效機時（shí），把刀具（jù）調整工作事先在刀（dāo）具預調儀上完成，而且機床在加工運行時，還可在對刀儀上測量其它刀具的長度，不必因為（wéi）在（zài）機床上對刀而占（zhàn）用機床運行時間，提高效率，充分發揮加（jiā）工中心的作用，但是需添置刀具預調儀（yí）設備，成本（běn）較高。使用刀具長度作為刀長補償，可以同一把刀具（jù）加工不同（tóng）工件而不需修改刀具（jù）長度（dù）補（bǔ）償值。