數控加工中心是怎（zěn）樣進行刀具補償的（de）？

加工中心用（yòng）來加工（gōng）形狀複雜（zá）、工序多、精度要求較高的零件，因而加工一個零件需用幾把或十幾（jǐ）把刀具甚至更多。由於每把（bǎ）刀具的直徑大小和長度都是不同的，在對被加工零件確定工件坐標係零點後，有必要引入刀具補（bǔ）償功能，以保（bǎo）證在加工過程中各把刀下降到正確的高度和（hé）以正確的刀具路徑進行切削加工。

刀（dāo）具補償可分（fèn）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,也就是銑刀軸（zhóu）向的補償，而對於銑刀徑向的補償,也就是每（měi）把銑刀直徑大小不一樣（yàng）,在直徑方向的補償叫半（bàn）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當做（zuò）一個點做軌跡運動。比如用刀具R3銑邊（biān）長100的正方形凸台時，程序按邊（biān）長100的正方形尺寸輸入，而刀具軸心的軌跡是邊（biān）長106的正方形，則工件上銑削的是符合圖紙尺寸（cùn）的100的（de）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長為94的正方形凸台，不符合圖紙尺寸的要求。

2. 指令格式

G17/G18/G19  G00/G01  G41/G42  IP_D_

G41：刀具半徑左（zuǒ）補償

G42：刀具半徑右補償

半徑補償僅能在規定（dìng）的坐標平（píng）麵（miàn）內進行，使用平（píng）麵選（xuǎn）擇指令G17、G18或G19可分別選擇XY、ZX或YZ平麵為補償平麵。半徑補償必須規定（dìng）補償（cháng）號，由補償號D存入刀具半徑值（zhí），則在（zài）執行上述指令時，刀具可自動左（zuǒ）偏(G41)或右偏(G42)一個刀具（jù）半徑補償值。由於刀（dāo）補的建立必須在包含運動的程序（xù）段中完（wán）成，因此以上格式中，也寫（xiě）入了G00(或G01)。在（zài）程序（xù）結束前應取消補償。

3. 刀具半徑補償的應用

刀具半徑補償有B功能和C功能兩種補（bǔ）償形式。由於B功能刀具半徑補（bǔ）償隻根據本段程序（xù）進（jìn）行刀補計算，不（bú）能解決程序段之間的過渡問題，要求將工件輪廓處理成圓（yuán）角過渡，因此工件尖角處工（gōng）藝性不好；C功能刀具半徑補償能自動處（chù）理兩程序段刀具中心軌跡的轉接，可完全按照工件輪廓（kuò）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（dāo）具半徑補（bǔ）償的方向怎麽樣判斷呢？判斷的方法：“順著刀具運行的（de）方向”上看去刀（dāo）具（jù）在工件的左麵為左補償（cháng），刀具在工（gōng）件的（de）右麵為右補償。補償可以（yǐ）為“負”，當刀具半徑補償取負值時，G41和G42的功能互（hù）換。

刀具的半徑值預先存入存儲器Dxx中（zhōng），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號刀具半徑補償值相應（yīng）地使用D01號存儲器，這（zhè）樣加（jiā）工時不容易搞錯。執行刀具半（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補償。在加工的（de）過程（chéng）中，如果零件輪廓尺寸與（yǔ）圖紙尺寸有差別（bié），就可以通（tōng）過修正存儲器Dxx中的半徑（jìng）補償值，再重（chóng）新運行程序以達到要求。取消刀具半徑補償用G40，也（yě）可用D00取消刀具半（bàn）徑補償。

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（bú）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（de）長度要大（dà）於所要補償的（de）刀具半徑值，否則補償功能不起作用；而在補償（cháng）方式中，寫入2個或更多刀具不移動的程序段（輔助功能，暫停等等），刀具將產生過切或（huò）欠削。

二、刀具長度補償

1. 刀具長度補償的意義

例如，要鏜一個φ40mm的（de）孔，確定要用到兩把刀,先用鑽頭鑽到φ38，再用鏜（táng）刀鏜到（dào）φ50mm，此時機床已經（jīng）設定工件零點，而（ér）編程時一般都是讓刀具（jù）快速下降到Z3.的（de）高度開始切削,若是以鑽頭對刀確定工件座標係（xì）的Z原點，則鑽頭鑽削時（shí）不會撞刀。當換上鏜刀時，如果（guǒ）沒有設定刀具長度補償而程序中同樣設定快速下降到Z3.這時當鏜刀比鑽頭短時，就會出現鏜孔鏜（táng）不通的（de）現象，而當鏜刀比鑽頭長時就會出現撞（zhuàng）刀。

不設定刀具長度補償而在程序中通過修（xiū）改Z地址值來保證加工零點（diǎn）的正確將會很容易出錯，因為程序長（zhǎng）了各段地址代碼值不統一是很難檢查出（chū）錯誤的，而且（qiě）在加工的過程中若刀具（jù）磨損了（le）需要修改程序，若一個零件加工過程中同一把刀要加工幾個不（bú）同的麵，那當這（zhè）把刀磨損之後則要修改所有與這把刀相關的（de）程序。而在編製程序中用上了（le）刀（dāo）具長度補（bǔ）償指令之後，當刀具磨損後，隻需在相應的刀具（jù）長度補償號中修改長度補償值就可以了，不需要再修改程序，提高了工作效率，也（yě）保證了程序的安全運行。

2. 刀具長度補償G43、G44、G49

係統規定除Z軸之外，其（qí）他軸也可以使用刀具長度（dù）補（bǔ）償，但同時規定長度補償隻（zhī）能同時加在一個軸上，要對補償軸進行切換，必須先取消（xiāo）對前麵軸的補償。

（1）指令格式：

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

G44α___H___；刀具長度補償“－”。

G49或H00：取消刀具長（zhǎng）度補（bǔ）償。

指令中用G43、G44指令偏移（yí）的（de）方向，用H指令偏置量存儲器的偏置號；G43指令叫正向補償，即當用G43對刀具長度補償值指（zhǐ）定一個（gè）正值時（shí），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（dù）補償值指定一個正值時，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（dài）碼（mǎ）為止（zhǐ）。執（zhí）行程序前，需在與地址H所（suǒ）對（duì）應的偏置量存儲器中，存入相應的偏置值。以（yǐ）z軸補償為例，若指令 GOO G43 Z100.0  H01；並於H01中存入“-200.0”，則執行該指令時（shí），將用（yòng）Z坐標值100.與H01中所存（cún）“-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（chéng）序每調用不（bú）同的刀具的時候，都要先取消掉原先的刀具補償，再把新調用的刀具長度補償進去；而在程序結束前也（yě）要記得插入取消指令Ｇ49或H0.

3. CNC係統（tǒng）中刀具長（zhǎng）度補償功能與其他指令的關係

（1）刀（dāo）具長度補償與半徑補償功能的（de）關係

如果在零件的數控加工程序中，既有刀具長（zhǎng）度補（bǔ）償又有刀具半徑補償(在控製器中（zhōng）補償)指令時，必須把（bǎ）含有長度補償的程序段寫在含有半徑補償的程（chéng）序段前麵，否則（zé）半徑補償無效

例如:在下麵的程序段中：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控係統不執（zhí）行刀具半徑補償若改為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則數控係統（tǒng）既執行刀具半徑係統（tǒng）又執行刀具長（zhǎng）度補償指令。

（2）刀具長度補償與其它指令的（de）關係

a.G43,G44指令隻能用於直線運動之中，在非直線運動語句中（zhōng）使用時會產生報警；

b.G43,G44為同組模（mó）態指令，它們會自動（dòng）取消上次刀（dāo）具長（zhǎng）度補償而不需（xū）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.刀具長度補償必須伴隨獨立的插補（bǔ）運動(GOO,GO1,G81,G83等)才能有效。

4. 刀具長（zhǎng）度補償值的確定

不同的設備係統（tǒng），有不同的對刀方式，而不同的對刀方式，刀具長度補償的（de）含意是不一樣的。如（rú）某加工中心係統，配（pèi）上自動測量儀（yí），它的長度補償是補償刀具的真正長度，即主軸錐孔端麵（miàn）中心至刀具刃口最底端的長度；而某係統中機上（shàng）手（shǒu）動對刀時長度補償是（shì）指補償刀具從某一Z軸向基準高度（dù）下降到工件座標原點的距離，它補償的不是刀具的（de）真正長度，而是（shì）刀具下降的距離（lí）。不同的刀（dāo）具有不同的長度補償值；而（ér）機內手動對刀時同一（yī）把刀加（jiā）工不同工件編程原點的零（líng）件時也有不同的（de）長度補償（cháng）值，這些不同的補償值可以分別（bié）寄存在不同的長度補償（cháng）號（hào）H裏麵, 以備（bèi）機床運行時程序隨時調用（yòng）。

（1）機內（nèi）手動對刀測量方式

讓Z軸（zhóu）回到機床（chuáng）參考點，這時（shí）機床座標係（xì）中X，Y，Z軸數值（zhí）都為（wéi）零，選擇（zé）一個工件座標係（G54～G59任選一個都可），這時把Z值輸為零，再把（bǎ）刀具裝入主軸依次確定（dìng）每把刀具與工件在機床（chuáng）坐標係中的Zo平麵相接觸，即利用刀尖(或（huò）刀具前端)在Z方向上與工件坐標係原點的距離值（zhí）作為長度補償值（zhí），即主軸下降後此（cǐ）時機床坐標係的Z坐（zuò）標值直接作為每把刀的刀具長度補（bǔ）償值，注意數值的正負（fù）號（hào）不能漏。

（2）機外刀具自動預調儀測量方式

是在刀具（jù）預（yù）調儀上測出的主軸端麵至刀尖的距離，輸入CNC的（de）刀具長度偏置寄存器（qì）中作為刀長補償值，此時（shí）的（de）刀長補償值是刀具的真正（zhèng）長度，是正值。

（3） 自動測長裝置十機內對刀方式（shì）

設標準（zhǔn）刀具（jù）的長度補償值為零，把在刀具預調儀上測出的各刀具長度與標（biāo）準刀（dāo）具的長度之差分別作為（wéi）每把刀的刀具長度補償值.其中，比標（biāo）準刀具長的記為正值，比標準刀具短（duǎn）的補償值記為負（fù）值。

先通過機內對刀（dāo）法測（cè）量出基準刀在返回（huí）機床參考點時刀位點在Z軸（zhóu）方向與工件坐（zuò）標係原點的（de）距（jù）離，並輸入工件編程座標係（xì）中。

5. 刀具長度補償值測量方式的比較

用機上手動測量（liàng）方法（fǎ）測量（liàng）刀具長度補償值麻煩且需要很多占機調試（shì）時間，因此效率低，但投資少. 當用（yòng）同一把刀加工其它的工件時（shí）就要重新設置刀具長度補償值。

用機外刀具預調儀或自動（dòng）測長裝置測量不占用有（yǒu）效機時，把刀具調整工作（zuò）事先在刀具預調儀上完成，而（ér）且機床在加工運行時，還可在對刀儀（yí）上測量其它刀具的長度，不必因為在機（jī）床上對刀而占（zhàn）用機床運行時間（jiān），提高效率，充分發揮加工中心的作用，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。