​數控（kòng）加工中心是怎樣進行刀具補償的？

加工中心用（yòng）來加工形狀複雜、工序多、精度要求較高的零件（jiàn），因而加工一個零件需用幾把或十幾（jǐ）把刀具甚至更多。由於（yú）每把刀具的（de）直徑大（dà）小（xiǎo）和長度都是不同（tóng）的，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，以保證在加工過程中各把刀下（xià）降到正確的高度和以正確的（de）刀具路徑進行切削加工。

刀具（jù）補償可分為刀具（jù）長度補償和刀具半徑補償。長度補償是指主軸軸向的補償,也就是銑（xǐ）刀軸向的補償，而對於銑刀徑向的補償,也就（jiù）是每把銑刀直徑大小（xiǎo）不一（yī）樣,在直徑方（fāng）向的補償叫半徑補償。

一、刀具半徑補償

1. 刀具半徑補償意義

數（shù）控加工中心在程序運行時將刀具當做一個點做軌（guǐ）跡運動。比（bǐ）如用刀具R3銑邊長100的正方形凸（tū）台時，程序按邊（biān）長100的（de）正（zhèng）方（fāng）形尺寸輸入，而刀具軸心（xīn）的軌跡是邊長106的（de）正方形，則工件上銑削的是符合圖（tú）紙尺寸的100的正（zhèng）方形（xíng）。假如不用（yòng）刀具半（bàn）徑補償功能，則加工時刀具軸心的軌跡是邊長100的（de）正方形，則工（gōng）件上（shàng）銑削出（chū）的是邊長為94的正方形（xíng）凸台，不符（fú）合圖紙尺寸的要求。

2. 指令格式

G17/G18/G19  G00/G01  G41/G42  IP_D_

G41：刀具半徑左補償（cháng）

G42：刀具半徑右補（bǔ）償

半徑補償僅能在規（guī）定的坐標平麵內進行，使用平麵選擇指令（lìng）G17、G18或G19可分別選擇XY、ZX或YZ平麵為（wéi）補（bǔ）償（cháng）平麵。半徑補償（cháng）必須（xū）規（guī）定補償（cháng）號，由補償號D存（cún）入刀具半徑值，則在執行上述指令（lìng）時，刀具可自動左偏(G41)或右（yòu）偏(G42)一個刀具（jù）半徑補（bǔ）償值。由於刀補的建立必須在包（bāo）含（hán）運動的程序段中完成，因此以上格式中，也寫入（rù）了（le）G00(或G01)。在程序結束前應取消補償（cháng）。

3. 刀具半徑補償的應用

刀具半徑補償有B功能和C功（gōng）能兩種補償形式。由於B功能刀具半徑（jìng）補償隻根據本段程序進行刀（dāo）補計算，不能解決程（chéng）序段之間的（de）過渡問題，要求將工件輪廓處理成圓角過渡，因此工件尖（jiān）角處工藝性不好；C功能刀具半（bàn）徑補（bǔ）償能自動處理兩程序段刀具中（zhōng）心軌跡的轉接，可完全按（àn）照（zhào）工件輪廓來編程，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（jù）半徑補償的方（fāng）向怎麽樣（yàng）判斷呢？判斷的方法（fǎ）：“順著刀具運行的方向”上看去刀（dāo）具在工件（jiàn）的左麵為左補償，刀具在工（gōng）件的（de）右麵為右補償。補償可以為“負”，當刀（dāo）具半徑補償取負值時，G41和G42的功能互換。

刀具（jù）的半徑值（zhí）預先存入存儲器Dxx中，xx為存（cún）儲器號，當一個程序需用（yòng）到幾（jǐ）把刀（dāo）時，建議刀具號Txx和存儲器Dxx相對應，即T1號刀具半徑補償（cháng）值相應地使用（yòng）D01號存儲器，這樣加工時不（bú）容易搞（gǎo）錯。執行刀具半徑補償後（hòu），數控係統自動計算，並使刀具按照計算結果自動補償（cháng）。在加工的過程（chéng）中（zhōng），如果零件輪廓尺寸與圖紙尺寸有差別，就可以通過（guò）修正（zhèng）存儲器Dxx中的半徑補償值，再重新運行程序以達到要求。取消刀具（jù）半徑補（bǔ）償用G40，也可用D00取消刀具半徑補（bǔ）償。

使用中需注意：建立、取（qǔ）消刀補時，G41、G42、G40指令必須與G00或G01指（zhǐ）令共段，即使用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（huò）G03，並且建立、取消刀補時所（suǒ）運行的直線段的長（zhǎng）度要大於所要（yào）補償的刀具半徑（jìng）值，否則補償功能不（bú）起作用；而在補償方式中，寫入2個或更多刀具不移動的程（chéng）序段（輔助功能，暫（zàn）停等等），刀具將產生過切或欠削。

二、刀具長度補償

1. 刀具長度（dù）補償的（de）意義

例如，要鏜一個（gè）φ40mm的（de）孔（kǒng），確（què）定要用到兩把刀,先用鑽頭鑽到φ38，再用鏜刀鏜（táng）到（dào）φ50mm，此時機床已經設定工件零（líng）點，而編程時一般都（dōu）是讓刀具快速下降到Z3.的高度開始切（qiē）削,若（ruò）是以（yǐ）鑽頭對刀確定工件座標係的（de）Z原點，則鑽頭鑽削時（shí）不會撞刀。當換上鏜刀時，如果沒有設定刀具長度補（bǔ）償而程序中同樣設（shè）定快速下降到Z3.這時當鏜刀比鑽頭短時，就會出現鏜孔鏜不（bú）通的現象，而當（dāng）鏜刀比鑽頭（tóu）長時就會出現撞刀。

不設定刀具長度補償而在程序中通過（guò）修改Z地址值來（lái）保證加工零點的正確將會很容易出錯，因為程序（xù）長了各段地址代碼值不統一是很難檢查出錯誤的，而且在加工的（de）過程中若刀具磨損（sǔn）了需要修（xiū）改程序，若一個零件加工過程中同一把刀要加工幾個不同的麵，那（nà）當這把刀磨損之後則要修改所有（yǒu）與這（zhè）把刀相關的程序。而在編製（zhì）程序中用上了刀具長度補償指令之（zhī）後，當刀（dāo）具磨損後，隻需在相應（yīng）的（de）刀具長度補償號中修改長度（dù）補償值就可以了，不（bú）需要再修改程序，提高了工作效率，也保證了程序的（de）安全運行。

2. 刀具長度補償G43、G44、G49

係（xì）統規定除Z軸之外，其（qí）他軸也可（kě）以使（shǐ）用刀具長度補償，但同時規定長（zhǎng）度補償隻能同時加（jiā）在一個（gè）軸上，要對（duì）補償軸進行切（qiē）換，必須先（xiān）取消對前麵軸的補償。

（1）指令格（gé）式：

G43α___H___；(α指X、Y、Z任意一軸)，刀具長（zhǎng）度補償“＋”。

G44α___H___；刀具（jù）長度補償“－”。

G49或H00：取消刀具長度補償。

指（zhǐ）令中用G43、G44指令（lìng）偏移的方向，用H指令偏置量（liàng）存儲器的偏置號（hào）；G43指令叫正向（xiàng）補償，即當用G43對刀具長度補償值（zhí）指定一個正值時，刀具按照正向移動。G44指令叫負向補償，即當用G44對刀具長度補償值指定一（yī）個（gè）正值時，刀具按照負向移（yí）動（dòng）。G43和G44是模態（tài）G代碼。它們一直有效，直到指定同組的G代碼為止。執行（háng）程序前，需在與地址H所對應的偏置（zhì）量存儲器中，存入相應的偏置值。以（yǐ）z軸補償（cháng）為（wéi）例，若指令 GOO G43 Z100.0  H01；並於H01中存入“-200.0”，則執行該指令時，將用Z坐標（biāo）值100.與H01中所存“-200.”進行“+”運算，即100.0+(-200.0)=-100，並將所求結果（guǒ）作為Z軸移（yí）動值。加（jiā）工程序每調用（yòng）不同的刀具的時（shí）候，都（dōu）要先（xiān）取消掉原先的刀具補償（cháng），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（qǔ）消（xiāo）指令Ｇ49或H0.

3. CNC係統中刀具長（zhǎng）度補（bǔ）償功能與其他指令的關（guān）係

（1）刀具（jù）長度補償（cháng）與半徑補償功能的關係

如果（guǒ）在零（líng）件的數控加工（gōng）程序中，既有刀具長度補償又有刀具半徑補償(在控製器中補償)指令時，必須把含有長度補償的程（chéng）序段寫在含有半徑補償的程序段前（qián）麵，否則半徑補償無效

例如:在下麵的程序（xù）段中：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控係統不執行刀具半徑補償若改為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則數控係統既執行刀具半徑係統又（yòu）執行刀具長度補償（cháng）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）運動之中，在非直線（xiàn）運動語句中使用時會產生報警；

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

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

4. 刀具長度補償值（zhí）的確（què）定

不同的（de）設備係（xì）統（tǒng），有不同的對刀方式，而（ér）不同的對刀方式，刀具長（zhǎng）度補償的含意是不一樣的。如某加工中心係統，配（pèi）上自動（dòng）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（kǒu）最底端的長度；而某係統中機上手動對刀時長度補償是指補償刀具從某一Z軸向（xiàng）基準高度下降到工件座標原點的距離，它補償的不是刀（dāo）具的真正長度，而是刀具（jù）下降的距離。不同的刀具有不同（tóng）的長度補（bǔ）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不同的長（zhǎng）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（miàn）, 以（yǐ）備機床運行時程序隨時調用。

（1）機內手（shǒu）動對刀測量方式

讓Z軸回到機（jī）床參考點，這（zhè）時機床座標係中X，Y，Z軸數（shù）值都（dōu）為零，選擇一個工件座標係（xì）（G54～G59任選一（yī）個都可），這時把Z值輸為零，再把刀具裝入主軸依次確定每把刀具與工件在機床坐標係中的Zo平麵相接觸，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值作（zuò）為長度補償值，即主軸（zhóu）下降後此時機床坐標係（xì）的Z坐標值直接作為每把刀的（de）刀具長度補償值，注（zhù）意（yì）數值的（de）正負（fù）號不能漏。

（2）機外刀具自動預調儀測量方式

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

（3） 自動測長裝置十機（jī）內對刀方式（shì）

設標準刀具的長度補償值為零，把在刀具（jù）預調儀上測出的各刀具長度（dù）與標準刀（dāo）具的長度之差分別作為每把刀的刀具長度補償值.其中，比標準刀具長的記（jì）為（wéi）正（zhèng）值，比標準刀具短的補（bǔ）償值記（jì）為（wéi）負值。

先通過機內對（duì）刀法測量出基準刀在返回機床參考點時刀位點在Z軸方向與工件坐標係原點的距離，並輸入工件編（biān）程座標係中（zhōng）。

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（cháng）值麻煩且需要很（hěn）多（duō）占機調試時間，因（yīn）此效率低，但投資（zī）少. 當用同一把刀加工其它的工件時就要重新設置刀具長度補償值。

用機外刀具預調（diào）儀或自動測（cè）長（zhǎng）裝置測（cè）量不占用有效機時，把刀具調整工作事先在刀具預調儀上完成，而且機（jī）床在加工運行時（shí），還可在對刀（dāo）儀上測量（liàng）其它刀具的長度，不必因為在機床上對刀而占用機（jī）床運行（háng）時間，提高效率，充分發揮加工中心的作用，但（dàn）是需（xū）添置刀具預調（diào）儀設備，成本較高。使用（yòng）刀具長（zhǎng）度作為刀長補償，可以同一把刀具加工不同工件而不需修改刀具長度補償值。