數（shù）控加工中心是怎樣進行刀具補償的？

加（jiā）工中心（xīn）用來加工形狀複雜、工序多、精（jīng）度要求較高的零件，因而（ér）加工一個零件（jiàn）需用幾把或十幾把刀具甚至更多。由於（yú）每把刀具的直徑（jìng）大小和長度都是不同的，在對（duì）被加工零件確定（dìng）工件坐（zuò）標係零點（diǎn）後，有必要引入刀（dāo）具補償功能，以保（bǎo）證在加工（gōng）過程中各把刀下降到（dào）正確的高度和以正確的刀具路徑進行切削（xuē）加工。

刀具補（bǔ）償可分為刀具長度補償和刀（dāo）具半徑（jìng）補償。長度補償是指主軸軸向的補償,也就是銑刀（dāo）軸向的補償，而對於銑刀徑向的補償,也就是每把（bǎ）銑刀直徑大小不一樣,在（zài）直徑方向的補償叫半徑補償。

一、刀具半徑補償

1. 刀具半徑補償意（yì）義

數控加工中（zhōng）心在程序運行時將（jiāng）刀具（jù）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（tái）時，程序按邊長100的正方形尺寸輸入，而刀具（jù）軸（zhóu）心（xīn）的軌跡是（shì）邊長106的正方形，則工件上銑削的是符合圖（tú）紙（zhǐ）尺寸的100的正（zhèng）方形。假如不（bú）用刀具半徑補償（cháng）功能，則加工時刀具軸心的軌跡（jì）是邊長100的正方（fāng）形，則工件上銑削出的（de）是邊長為94的正方形凸台（tái），不符合圖紙尺寸（cùn）的要（yào）求（qiú）。

2. 指令格式（shì）

G17/G18/G19  G00/G01  G41/G42  IP_D_

G41：刀具半徑（jìng）左（zuǒ）補償

G42：刀具半徑右補償

半徑補償僅能（néng）在規定的坐標平麵內（nèi）進行，使用平麵選擇指（zhǐ）令G17、G18或G19可分（fèn）別選擇（zé）XY、ZX或YZ平麵為補償平麵。半徑補償必須規（guī）定（dìng）補償號，由補償號D存入刀具半徑值，則在執行上述指令（lìng）時，刀具可自動左偏(G41)或右偏(G42)一個刀具（jù）半徑補償值。由於刀補的建立必須在包含運（yùn）動的程（chéng）序段中完成，因此以上格式中（zhōng），也寫入了G00(或G01)。在程序結束前應取消補償。

3. 刀具半（bàn）徑（jìng）補償的應用

刀具半徑補償（cháng）有B功能和C功能兩種補償形式。由（yóu）於（yú）B功能刀具半徑補償隻根據本段程序進行刀補計算，不能解決程（chéng）序段之間的過渡問題，要求將工件輪廓處理成圓角過渡，因此工件尖角（jiǎo）處工藝性不好；C功能刀具半徑補償能自動處理兩程序段刀具中（zhōng）心軌跡的轉接，可完全按照（zhào）工件輪廓來編程，因此現代CNC數控機床幾乎都采（cǎi）用C功能刀具半徑（jìng）補償。

刀（dāo）具半徑補償的（de）方向怎麽樣判斷呢（ne）？判斷的方法：“順（shùn）著刀具運行的方向”上（shàng）看去刀具在工件的左麵為左補償，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（yī）個程（chéng）序（xù）需用到幾把刀時，建（jiàn）議刀具號Txx和存儲器Dxx相對應，即（jí）T1號刀具半徑補償值相應地使（shǐ）用D01號（hào）存儲器，這樣（yàng）加工時不容易搞錯。執行刀（dāo）具半徑補償後（hòu），數控（kòng）係統自動（dòng）計算，並使刀具按照計（jì）算結果自動補償。在加工的過程中，如果（guǒ）零件輪廓尺寸與圖紙尺寸有差別（bié），就可（kě）以通過修正存儲器（qì）Dxx中的半徑補償值，再重（chóng）新運行（háng）程序以達到要（yào）求（qiú）。取（qǔ）消刀具（jù）半徑補償用G40，也可用D00取消刀具半徑補償。

使用中需注意：建立、取（qǔ）消刀補（bǔ）時，G41、G42、G40指令必（bì）須（xū）與G00或G01指令共段，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，而不得同時使用G02或G03，並且建立、取（qǔ）消刀補時所運行的直線段的長度要大於所要補償的刀具半徑值，否則補償功能不起作用；而在補償方式中，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（jiāng）產生過切或欠削。

二、刀具長度補償（cháng）

1. 刀具長度補償的意義

例如，要鏜一個φ40mm的孔，確定要用到兩把刀,先用鑽頭鑽到φ38，再用鏜刀鏜（táng）到（dào）φ50mm，此時（shí）機床已經設定工件零點，而編程時一般都是讓（ràng）刀具快速下降到Z3.的高度（dù）開始切削,若是以鑽頭對刀確定（dìng）工件座標係的Z原點，則鑽頭鑽削時不會撞刀。當換上鏜刀時（shí），如果沒有設定刀具長度補償而程序中同樣設定快（kuài）速下降到Z3.這時當鏜刀比鑽頭短時，就（jiù）會出現鏜孔鏜不通的現象，而當鏜刀比鑽頭長時就會出現撞刀。

不設定刀具長度補（bǔ）償而在程序中通過（guò）修改Z地址值來保證加工零點（diǎn）的正確將會很（hěn）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錯誤的，而且在加工的過程中若刀具磨損了需（xū）要修改程序，若一個（gè）零件加（jiā）工過程中同一把刀（dāo）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與（yǔ）這把刀相關的程序。而在編製程序中用上了刀具長度補償指令之後，當刀具磨損後，隻需在相應的刀具長度補償號中修改長度（dù）補償值就可以了，不需要再修改程序，提高了工作效（xiào）率，也保證了程（chéng）序（xù）的安全運行。

2. 刀具長度補償G43、G44、G49

係統規定除Z軸之外，其他軸也可以使用刀具長度補償，但同時規定長度補償隻能同時加在一個軸（zhóu）上，要對補償軸進行切換，必須先（xiān）取消對（duì）前麵軸的補償。

（1）指令格式：

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

G44α___H___；刀具長度補償“－”。

G49或（huò）H00：取消刀具長度補償。

指令中用G43、G44指令偏移的方向，用H指令偏置（zhì）量存儲器的偏置號（hào）；G43指令叫正向補償，即當用G43對刀具長度補償值指定一個正值時，刀具按照正向移動。G44指令叫負向補償，即當用（yòng）G44對刀（dāo）具長度補償值指定一個正值時，刀（dāo）具按照負向移動。G43和G44是模態G代碼。它們一直有效（xiào），直到指定同（tóng）組的G代碼為止。執行程序前，需在與地址H所對應（yīng）的偏置量存儲器中，存入相應的（de）偏置（zhì）值。以z軸補償為（wéi）例，若指令（lìng） GOO G43 Z100.0  H01；並於H01中（zhōng）存入“-200.0”，則（zé）執行（háng）該指（zhǐ）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（jiāng）所求結果作為（wéi）Z軸（zhóu）移（yí）動（dòng）值（zhí）。加工程（chéng）序每調用不同的刀（dāo）具（jù）的（de）時候，都要先（xiān）取消掉（diào）原先的刀具補償，再把新調用的刀具長（zhǎng）度（dù）補償進去；而在程序結束前也要記得插（chā）入取（qǔ）消指令Ｇ49或（huò）H0.

3. CNC係統中刀具長度補償功能與其他指令的關係

（1）刀具長度（dù）補償（cháng）與半徑補償功（gōng）能的（de）關係

如果在零件的數（shù）控加工程序中，既有刀具長度補償又有（yǒu）刀具半（bàn）徑補償(在控製器中補償)指令時，必須（xū）把含有長度補償的程序段寫在含有（yǒu）半徑補償的程序段前麵（miàn），否則半徑補償（cháng）無效（xiào）

例如:在下麵的（de）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（kòng）係統既執行刀（dāo）具半徑係統又執行刀具長度補償指令。

（2）刀具長度（dù）補償與其它指令的關係

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

b.G43,G44為同組（zǔ）模態指令，它們（men）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（wéi）了（le）安全起見，在一把（bǎ）刀（dāo）加工結（jié）束或程序（xù）段結束時，都應取消（xiāo）刀具長度補償；

c.刀具長度補償（cháng）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，有不（bú）同的（de）對刀（dāo）方式，而不同的對（duì）刀方（fāng）式，刀具長度補（bǔ）償的含意是不一樣的。如某加工中心係統，配上自（zì）動測量儀，它的長度補償是補（bǔ）償刀具的真正（zhèng）長度，即主軸錐孔端麵中（zhōng）心至刀具刃（rèn）口最底端的長度；而某係（xì）統中機上手（shǒu）動對刀時長度補償是指補償刀具（jù）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（shì）刀具的（de）真正長度，而是刀具下降的距（jù）離（lí）。不同的刀具有不同的長度補償值；而機內手動（dòng）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（de）長度補償值，這（zhè）些不同的補償（cháng）值可（kě）以分別寄存在不（bú）同的長度（dù）補償號H裏麵, 以備機床運行時程序隨時調用。

（1）機（jī）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（biāo）係中X，Y，Z軸數值都為零，選擇一個（gè）工件座標係（G54～G59任選一個都可），這時（shí）把Z值輸為零，再（zài）把刀具裝入（rù）主軸依次確定（dìng）每把刀具與工件在機床坐（zuò）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（yǔ）工件坐標係原點的（de）距離值作為長度補償值，即主軸下降後此時（shí）機床坐標（biāo）係的Z坐標值直（zhí）接作為每把刀的刀具（jù）長度補償值，注意數值的正負號（hào）不（bú）能漏。

（2）機外刀具自動預調儀測量方式

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

（3） 自動測長裝置十機內對刀方式

設標準刀具（jù）的長度補償值為零（líng），把在刀具預（yù）調儀上測出的各刀具長度（dù）與標（biāo）準（zhǔn）刀具的長度之差分別作為每把刀的刀（dāo）具長度補償值.其中，比（bǐ）標準刀具長（zhǎng）的記為正值，比標準刀具短的補償值記（jì）為負（fù）值。

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

5. 刀（dāo）具長度補償值測量（liàng）方式的比較

用機（jī）上手動測（cè）量方法測量刀（dāo）具長度（dù）補償值（zhí）麻煩且需（xū）要很多占機調試時間（jiān），因此效率（lǜ）低，但投資少. 當用同一把刀加工其它的（de）工件時就要重新設置刀（dāo）具長度補償值。

用機外刀具預調儀或自動（dòng）測長裝（zhuāng）置測量不（bú）占用（yòng）有效機時，把刀具（jù）調整工（gōng）作（zuò）事先在刀具預調儀上完成，而（ér）且機床在加工運行（háng）時，還可在對刀儀上（shàng）測量其它刀具的長度，不必因為在機床上對（duì）刀而占（zhàn）用機（jī）床運行時間，提高效率（lǜ），充分發揮加工中心的作用，但是需添（tiān）置刀（dāo）具預調儀設備，成（chéng）本較高。使用（yòng）刀具長度（dù）作為刀長補償，可以同一把刀具加工不（bú）同（tóng）工件而不需修改刀具長度補償值。