​數控（kòng）加工中心是怎樣（yàng）進行刀具補償的？

加工中心用來（lái）加工形狀複雜、工序多、精度要求較高的零件，因而加工一個零件需用幾把或十幾把刀具甚至更多。由於（yú）每把（bǎ）刀具的（de）直徑大小和長度都是不同的，在對被加工零（líng）件（jiàn）確定工件坐標係零點（diǎn）後（hòu），有必要引入刀（dāo）具補償功能，以保（bǎo）證在加工過程中各把刀下降（jiàng）到正確的高度和以正確（què）的刀具路徑進行切削加工。

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（shì）指主（zhǔ）軸軸向的補償,也就是銑（xǐ）刀（dāo）軸向的（de）補償，而（ér）對於銑刀徑向的補（bǔ）償（cháng）,也就是每把（bǎ）銑刀直徑大小不一樣,在直徑方（fāng）向的補償叫半徑補償（cháng）。

一（yī）、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一個點做軌跡運動。比如用刀具R3銑邊長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（guǐ）跡是邊長106的正方形，則工件上銑削（xuē）的是符合圖紙尺寸的（de）100的正方形。假如不用（yòng）刀具半徑補償功能，則加工（gōng）時刀具（jù）軸心的軌跡是邊長100的正（zhèng）方形（xíng），則工件（jiàn）上銑（xǐ）削出的是邊長為94的正方形凸台，不符合圖紙（zhǐ）尺寸的要求。

2. 指令格（gé）式

G17/G18/G19  G00/G01  G41/G42  IP_D_

G41：刀具半徑左補償

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（miàn）選（xuǎn）擇指令G17、G18或G19可分別選擇XY、ZX或YZ平麵為補償平（píng）麵。半徑補（bǔ）償必須規定補償號，由補償號D存（cún）入刀（dāo）具半徑值，則在（zài）執行上述（shù）指令時，刀（dāo）具可（kě）自動左偏(G41)或（huò）右偏(G42)一個刀具半徑補（bǔ）償值。由於刀補的建立必須在包含（hán）運動的程序段中完成，因此（cǐ）以上格式中，也寫入了G00(或G01)。在程序結束前應（yīng）取消補償。

3. 刀具半徑補（bǔ）償的應用

刀具半徑補（bǔ）償有B功（gōng）能和C功能兩（liǎng）種補償形式。由於B功能刀（dāo）具半徑補償隻根據本段程序進行刀補計算，不能解決程序段之間的（de）過渡問題，要求將（jiāng）工件輪廓處理成圓角過渡，因此工件（jiàn）尖角處工藝性不好；C功能刀具半徑補（bǔ）償能自動處理兩（liǎng）程序段刀具中心軌跡的轉接，可（kě）完全按照工件輪廓來編（biān）程，因（yīn）此（cǐ）現（xiàn）代CNC數控機床幾乎都（dōu）采用C功（gōng）能刀具半徑補償。

刀具半徑補償的方向怎麽樣判斷呢？判斷的方法（fǎ）：“順著刀（dāo）具運行的方向”上看去（qù）刀具在（zài）工件的左麵為左補償，刀具在（zài）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（hào），當一個程序需用到幾（jǐ）把刀時，建議刀具號Txx和存儲器Dxx相（xiàng）對應，即T1號刀具半徑補償（cháng）值相應地使用D01號存儲器，這樣加工時不容易搞錯。執行刀具半（bàn）徑補償後，數控（kòng）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（yǐ）通過修正存儲（chǔ）器Dxx中的半徑補償值，再（zài）重新運行程序（xù）以達到（dào）要求。取消刀具半徑補償用G40，也可（kě）用D00取消刀具半（bàn）徑補償。

使用中需注意：建立、取消刀補（bǔ）時，G41、G42、G40指（zhǐ）令必（bì）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（xū）同時使用G00或G01指（zhǐ）令，而不得同時（shí）使用G02或G03，並且（qiě）建立、取消（xiāo）刀補時所運行（háng）的直線段的長度要大於所要補償的刀具半徑值，否則補償（cháng）功能不起作用；而在（zài）補償方式中，寫入2個或（huò）更多刀具不移動的程序（xù）段（輔助功能，暫停等等），刀具將產生過切或欠削。

二（èr）、刀具（jù）長度補償

1. 刀具長（zhǎng）度補償（cháng）的（de）意義

例如，要鏜（táng）一個φ40mm的孔，確定（dìng）要（yào）用到兩把刀,先用鑽頭鑽到φ38，再（zài）用鏜刀鏜到φ50mm，此時（shí）機床已經設（shè）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（dù）開始切削,若是以鑽頭（tóu）對刀確定（dìng）工件座標（biāo）係（xì）的Z原點，則鑽頭鑽削時（shí）不會撞刀。當換上鏜（táng）刀時，如果沒有設定刀具長度補償（cháng）而程序（xù）中同樣設定快速下降到Z3.這（zhè）時當鏜刀（dāo）比鑽頭短時，就會出現（xiàn）鏜孔鏜不通（tōng）的現象，而當鏜刀比鑽頭長時就會出（chū）現撞刀。

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確將會很容易出錯，因（yīn）為程序長了各段地址代碼值不統一是很難檢查出錯（cuò）誤的，而且在加工的（de）過程中若刀具磨損了需要修改程序，若一個零件加工過（guò）程中同（tóng）一把刀要加工幾個不同的麵，那當這把刀磨損之後則要修改所有與這把刀相關的（de）程序。而（ér）在編製程（chéng）序中用上了刀具長度補償指令之後，當（dāng）刀具磨損後，隻需在相應的刀（dāo）具長（zhǎng）度補償號中修改長度補償值就可以了，不需要再修改程序（xù），提高了工作效率，也保（bǎo）證了程序的（de）安全運行。

2. 刀具（jù）長度（dù）補償G43、G44、G49

係統規定除Z軸之外，其他軸也可以使用刀具長度（dù）補償，但（dàn）同時規定長度補償（cháng）隻能同時加在一個軸上，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（rèn）意一軸)，刀具長度補償“＋”。

G44α___H___；刀具長度補償（cháng）“－”。

G49或H00：取消刀具長（zhǎng）度補償。

指令中用G43、G44指令偏移的方向，用H指令偏置量存儲器的偏置號（hào）；G43指令叫正（zhèng）向補償，即當用G43對刀（dāo）具長度補償值指定一個正值（zhí）時，刀具按（àn）照正向移動。G44指令叫負向補償，即當用（yòng）G44對刀具長度補償值指定一個正（zhèng）值時，刀具按照負向移動。G43和G44是模態G代碼（mǎ）。它們一直有效，直到指定同組的G代碼為止（zhǐ）。執（zhí）行程序前，需（xū）在與地址H所對應的偏置量存儲器中，存入相應的偏置值（zhí）。以z軸補償為例，若指令（lìng） GOO G43 Z100.0  H01；並於H01中存入“-200.0”，則執行該指令時，將用Z坐標值100.與H01中所存“-200.”進行“+”運算（suàn），即100.0+(-200.0)=-100，並將所求結（jié）果作為（wéi）Z軸移動值。加工程序每調用不同的刀具的（de）時候，都（dōu）要先取消掉（diào）原（yuán）先的刀具補償，再把新（xīn）調用的刀具長度補償進去（qù）；而在程序結束前也要記得插入取（qǔ）消指令（lìng）Ｇ49或（huò）H0.

3. CNC係統中刀具長度補償功能與其他指令的關（guān）係

（1）刀具長度補償（cháng）與半徑補償功能的關係

如果在零件的數控加（jiā）工程序中，既有刀具（jù）長度補償又有刀（dāo）具半徑（jìng）補償（cháng）(在控製器中補償)指令時，必須把含有長度（dù）補償（cháng）的程序段寫在含有半徑補償的程序段前麵，否則半徑補償無效

例如:在下麵的（de）程序段中：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控係統不執行刀具（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統又執（zhí）行（háng）刀具長度補償指令。

（2）刀具長度補償與其它（tā）指令的關係

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

b.G43,G44為同組模態指令，它們會自動取消上次刀具長度補償而不需要用專（zhuān）門的G49指令，為了安全起見，在一把刀加工結（jié）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）須伴隨獨立的插（chā）補運動（dòng）(GOO,GO1,G81,G83等)才能有效。

4. 刀（dāo）具長度補償值的確（què）定

不同的設備係統，有不同的對刀方式，而不同（tóng）的對刀方（fāng）式（shì），刀具長度補償的含意是不一樣的。如某加工中心係統（tǒng），配上自動測量儀，它的長度補償是補償刀（dāo）具的真（zhēn）正長度，即主軸錐（zhuī）孔端麵中心至（zhì）刀具刃口最底端的（de）長度；而某係統中（zhōng）機上手（shǒu）動對刀時長度補償（cháng）是（shì）指補償刀具從（cóng）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長度，而是刀（dāo）具下降的距離。不同的刀具有不同的長度補償值；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（jiàn）時也有（yǒu）不（bú）同的長度補償（cháng）值，這些不同的補償值可以分（fèn）別寄存在不同（tóng）的長度補償號H裏麵, 以備機床運行時程序隨時調用。

（1）機內手動對刀測量方式

讓Z軸（zhóu）回到機床參考點，這時機床座標係中X，Y，Z軸數值都為（wéi）零，選（xuǎn）擇一個工件座標係（G54～G59任選一（yī）個都可），這時把Z值輸為零，再把（bǎ）刀具裝入主軸（zhóu）依次確定（dìng）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（duān）)在Z方向上與工件（jiàn）坐標（biāo）係原點的距離值作為長度（dù）補償值（zhí），即主軸下降後（hòu）此時機床坐標係的Z坐標值直接（jiē）作為每把（bǎ）刀的刀具長度補（bǔ）償值，注意數值的正負號不能漏。

（2）機外刀具自動預調儀（yí）測量方式

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

（3） 自動測長裝（zhuāng）置（zhì）十機內對（duì）刀方式

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（zhǎng）度與標準刀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（jù）長的記為正值，比標準刀具短的補償值記為負值。

先通過機內（nèi）對刀法（fǎ）測（cè）量出（chū）基準刀在返回機床參考點時刀位點在Z軸方向（xiàng）與工件坐標係（xì）原點的距離，並輸（shū）入工件編程座標係中。

5. 刀（dāo）具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（xū）要（yào）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它的工件時就要重新（xīn）設置刀具長度補償值。

用機外（wài）刀具（jù）預調儀或（huò）自動測長裝（zhuāng）置（zhì）測量不占用有效機時，把（bǎ）刀（dāo）具調整工作事先（xiān）在刀（dāo）具預調儀上（shàng）完成，而（ér）且機床（chuáng）在加工運（yùn）行時，還（hái）可在對刀儀上測量其它刀具的長度，不必因為在機床上對刀而占用機床運（yùn）行時間，提高效率，充分發揮加工中心的（de）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（jiàn）而不需修改刀（dāo）具長度補償（cháng）值。