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、精度要求較高的零件，因而加工一個零（líng）件需用幾把或十幾（jǐ）把刀具甚至更多。由於每把刀具的直徑大小和長度都是（shì）不同的，在對被加工零件（jiàn）確（què）定工件（jiàn）坐標係零點後，有必要引入刀（dāo）具補償功能（néng），以保證在加工（gōng）過程中各把（bǎ）刀下降到正確的高度和以正確的刀具路徑（jìng）進行切削加工。

刀具補償可分為刀具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（yě）就是銑刀軸向（xiàng）的補償，而對於銑刀徑向的補償,也就是每把銑刀直徑大小不一樣,在直徑方向（xiàng）的補償（cháng）叫半徑補償。

一、刀具半徑補償

1. 刀具半徑補償意義

數控加工中心在程序運行時將刀具（jù）當做一個點做軌跡運（yùn）動。比如用（yòng）刀具R3銑邊長100的正方形凸台時，程序按邊長100的正方形尺寸輸入，而刀具（jù）軸心的軌（guǐ）跡是邊長106的正方形，則工件上銑削的（de）是符合圖紙尺寸的（de）100的正方形。假如不用刀具半徑補償功能，則加工時刀具軸心的軌跡是邊長100的正方形，則工件上銑削出的是邊（biān）長為94的正方形凸台，不符合圖紙尺（chǐ）寸的要求。

2. 指令格式

G17/G18/G19  G00/G01  G41/G42  IP_D_

G41：刀（dāo）具半徑左補償

G42：刀具半徑右補償

半徑補償僅能在規定的坐標平麵內進行，使用平麵選擇指令G17、G18或G19可（kě）分別選擇XY、ZX或YZ平麵為補償平麵。半徑補償必須規定補償（cháng）號，由補償號D存入刀（dāo）具半徑值，則在執行上（shàng）述指令時，刀具可自動（dòng）左偏(G41)或右偏(G42)一個刀具（jù）半徑補償值。由於刀補的建立必須在包含（hán）運動（dòng）的（de）程序段中完成，因此以上格式中，也寫入了G00(或G01)。在（zài）程序結束前應取消補償（cháng）。

3. 刀具半徑（jìng）補償的應（yīng）用

刀具半徑補償有B功（gōng）能和C功能兩種補償（cháng）形（xíng）式。由於B功（gōng）能刀具半徑補償隻根據本段程序進行刀補計算，不能解（jiě）決程（chéng）序段之間的過渡問題，要（yào）求（qiú）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功能刀具半徑（jìng）補償能自動處理兩程序段刀（dāo）具（jù）中心軌跡的轉接，可完（wán）全按照工件輪廓來編程，因（yīn）此（cǐ）現代CNC數控（kòng）機床幾乎都采（cǎi）用（yòng）C功能刀具半徑補（bǔ）償。

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

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（jiàn）議（yì）刀具號Txx和存儲器Dxx相對應，即T1號刀具半徑補償值相應地使（shǐ）用D01號存儲器，這樣（yàng）加工（gōng）時不容易搞錯。執行刀具半徑補償後，數控（kòng）係統自（zì）動計算，並使刀具按照（zhào）計算結果（guǒ）自動（dòng）補償。在加工的過程中，如果零件輪廓尺寸與圖紙（zhǐ）尺寸有差別，就可以通過修正存儲器（qì）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（qǔ）消刀具半徑補償。

使用中需注意：建立、取消刀補時，G41、G42、G40指令必須與G00或G01指令（lìng）共段，即（jí）使用G41、G42、G40指令的程序段中必須同時使用G00或G01指令（lìng），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（duàn）的長度要大於所（suǒ）要補償的刀具半徑值，否則（zé）補償功能不起作用；而在補償（cháng）方式中，寫入2個或更（gèng）多刀具不移動的程序段（輔助功能，暫停等等），刀具將產（chǎn）生過切或欠削。

二、刀具長（zhǎng）度補償

1. 刀具長度補償的意義（yì）

例如，要鏜一個φ40mm的孔，確定要用（yòng）到（dào）兩把刀,先用鑽頭鑽到φ38，再用鏜刀鏜（táng）到φ50mm，此時機床已經設定工件零點，而編程時一般都是讓刀具快速下降到Z3.的高度開始切削,若是以鑽頭對（duì）刀確定工件座標係的Z原點，則（zé）鑽頭鑽削時不會撞刀。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（sù）下（xià）降到Z3.這時當鏜刀比鑽頭短時，就（jiù）會出現鏜孔鏜不通的現象，而當（dāng）鏜刀比鑽頭長（zhǎng）時就會出現撞刀。

不設定刀具長度補償而在程序中通過修（xiū）改Z地址值來保證加（jiā）工零點的正確（què）將會很（hěn）容易出錯，因（yīn）為程序長了各段地址代碼值不統一是很難檢（jiǎn）查出錯誤的，而且在加工的過程中若刀具磨損了需要修改程序，若一個零件加工過程中同一把刀要加工幾（jǐ）個不同的麵，那當這把刀磨損之後則要修改所有與這（zhè）把刀相關的程（chéng）序（xù）。而在編製程序中用（yòng）上了刀具長度補償指令之（zhī）後，當刀具磨損（sǔn）後，隻需在相（xiàng）應的刀具長度補償號中修改長度補償值就可以了，不需要再（zài）修改程序，提高了工（gōng）作效率，也保證了程序的安全運行。

2. 刀具長度補（bǔ）償（cháng）G43、G44、G49

係統規定除Z軸之外，其他軸也可以使用刀具長度補償，但同時規定長度補（bǔ）償（cháng）隻能同時加在（zài）一個軸上，要對補償軸進行切換，必須先取消對前麵軸的補償。

（1）指令格式：

G43α___H___；(α指X、Y、Z任意一軸)，刀具長度補償“＋”。

G44α___H___；刀具（jù）長度補（bǔ）償“－”。

G49或H00：取消刀具長（zhǎng）度補償。

指令中用G43、G44指令（lìng）偏移的（de）方向，用H指令偏置量存（cún）儲器的偏置號；G43指令叫正向補償，即當用G43對刀具長度補償值指（zhǐ）定一（yī）個（gè）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（cháng）值指定一（yī）個（gè）正值時，刀具按照負向移動。G43和G44是模態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（zài）與（yǔ）地址H所對應的偏置量存儲（chǔ）器中，存入相應的偏置值。以z軸補償為例，若指令 GOO G43 Z100.0  H01；並於H01中（zhōng）存入“-200.0”，則執行該（gāi）指令時，將（jiāng）用Z坐標值100.與H01中（zhōng）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。加工程序每調（diào）用不同的刀具（jù）的時候，都要（yào）先取消掉原先的刀具補償，再把新調用的刀（dāo）具（jù）長度補償進去；而在程序結束前（qián）也要（yào）記得插入取消指令Ｇ49或H0.

3. CNC係統中刀具長度補償功能與其他（tā）指令的關係

（1）刀具長度補償（cháng）與（yǔ）半徑補償功能的（de）關係

如果在（zài）零件的數控加工程序中（zhōng），既有刀具長度補償又有（yǒu）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序段寫在（zài）含（hán）有（yǒu）半徑補償的（de）程序段前麵，否則半徑（jìng）補償無效

例如:在下麵（miàn）的程序段中：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控係（xì）統不執行刀（dāo）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執行刀具長度補償指令。

（2）刀具（jù）長度補償與其它指令的關係

a.G43,G44指令（lìng）隻能用於（yú）直線（xiàn）運動之中，在非直線運動語句中使用時會產生（shēng）報（bào）警；

b.G43,G44為同組模態指令（lìng），它們會自動取消上次（cì）刀具長（zhǎng）度補償而（ér）不需要用專門的G49指令（lìng），為了（le）安全起見，在一把刀加工結束（shù）或程序段結束時，都應取消刀具長度補（bǔ）償；

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

4. 刀具長度補償值的確定

不同的設備係統，有（yǒu）不同的（de）對（duì）刀（dāo）方式（shì），而不同（tóng）的對刀方式，刀具長度補償的含意是不一樣（yàng）的。如某加工中心係統，配上自動測量儀，它的長（zhǎng）度補償（cháng）是補償刀具的真正長度，即主軸錐孔端（duān）麵中心（xīn）至刀具刃口最底端的（de）長度（dù）；而某係統中機上（shàng）手動對刀時長度（dù）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（yuán）點（diǎn）的距離，它（tā）補償的不是刀具（jù）的真正長度，而是刀具下降（jiàng）的（de）距離。不同的刀具有不同的（de）長度補償值；而機內手動對刀時（shí）同一把（bǎ）刀（dāo）加工（gōng）不同工件編（biān）程原點的零件時也有不同的（de）長度補償值，這些不（bú）同的補償值可以分別寄存在不同的長度補償號（hào）H裏麵, 以備機（jī）床運行時程序隨時（shí）調用。

（1）機內手動對刀測量方式

讓Z軸回（huí）到機床參考點，這時機床座標係中X，Y，Z軸數值都為零，選擇一個工件座標係（G54～G59任選一個都可），這時把Z值輸為零（líng），再把（bǎ）刀具裝入主軸依次確定每（měi）把刀具與工件在機床（chuáng）坐標係中的Zo平麵（miàn）相接觸，即利用刀（dāo）尖(或刀具前端)在Z方向上與工件坐標係原點的距離值作為長度補償（cháng）值，即主軸（zhóu）下降後此時機床坐標係的Z坐標值直接作為每把刀（dāo）的刀具長度補償值，注意數值的正負號不能漏（lòu）。

（2）機外刀具自動預調儀測（cè）量方式

是在刀具預調儀上測出的主軸端（duān）麵至刀尖的距（jù）離，輸入CNC的（de）刀具長度偏置寄存器中（zhōng）作為刀長補償值，此時的刀長補償值是刀具的真正長度（dù），是正值。

（3） 自動測長裝置十機內對刀方式

設標準刀具的長（zhǎng）度補償值為零，把在刀具預調儀上測出的各刀（dāo）具長度與標準刀具的（de）長度之差分別作為每（měi）把刀的（de）刀（dāo）具長度補（bǔ）償值（zhí）.其中，比標準刀具長的記為正值，比標（biāo）準刀具短的補償值記為負（fù）值。

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

5. 刀具（jù）長度補償值測量方式的比較

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

用機外刀具預調儀或自（zì）動測長（zhǎng）裝置測量不占（zhàn）用有效機時，把刀具調整工作事先在刀具預調儀上完（wán）成，而且機床在加工運行時，還可（kě）在對刀儀（yí）上測量其它刀具的長度，不必（bì）因為在機床上對刀（dāo）而占（zhàn）用機床（chuáng）運行時間，提高效率，充分發揮加工（gōng）中心的作用，但是需添置刀具預調儀設備，成本較高。使用刀具長度作為刀長補償，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。