數控加工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（yī）個（gè）零件需用幾把或十（shí）幾把刀具甚至更多。由於每把刀（dāo）具的直（zhí）徑大小和長度都是不同的，在對被加（jiā）工零件確定工件坐標係零點後，有必要（yào）引入（rù）刀具補償功能（néng），以保證在加（jiā）工過程中各（gè）把刀下降到正確的高（gāo）度和以正確的刀具路徑進行切削（xuē）加工。

刀（dāo）具補償可分為刀具長度補（bǔ）償和刀具半（bàn）徑補償。長度補償是指主軸軸向（xiàng）的（de）補償,也就是銑刀軸向的補償，而對於銑（xǐ）刀徑向的補（bǔ）償,也就是每（měi）把銑刀直徑大小（xiǎo）不一（yī）樣,在直徑方向的補償叫半徑補償。

一、刀具半徑（jìng）補償

1. 刀具半徑補償（cháng）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（rú）用刀具R3銑邊長（zhǎng）100的正（zhèng）方形凸台時，程序按邊長100的正方形尺（chǐ）寸輸入，而刀具軸心的軌跡是邊長106的正方（fāng）形，則工件上銑削的是符合圖紙尺寸的100的正方形（xíng）。假如不用刀具（jù）半徑補償功能，則加工時刀具軸心的軌跡是邊（biān）長100的正（zhèng）方形，則工件上銑削出的是邊長為94的正方形（xíng）凸台，不符合圖紙尺寸的要求（qiú）。

2. 指（zhǐ）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（zuò）標平（píng）麵內進行，使用平麵選擇（zé）指令（lìng）G17、G18或G19可分別選擇XY、ZX或（huò）YZ平麵為補償平麵。半徑補償必須規定補償號，由補償號D存入刀具半（bàn）徑值，則在執行（háng）上述指令（lìng）時，刀具可自動左偏(G41)或右偏(G42)一個刀具半徑（jìng）補償值。由於刀補的建立必須在（zài）包（bāo）含運動的程序段中完（wán）成，因此以上格式中，也（yě）寫入了G00(或G01)。在程序結束前應取消補償。

3. 刀具半徑補償的應用

刀具半徑補償有B功能（néng）和C功能兩種補償形式。由於B功（gōng）能刀具半徑補（bǔ）償隻根據本段程序進行（háng）刀補計算，不能解（jiě）決程序段之間（jiān）的過渡問題，要求將工件輪廓處理（lǐ）成圓角過渡，因此工件尖角處工藝性不好；C功能刀具半徑補償能自動處理兩程序段刀具中心軌跡（jì）的轉接，可完全按照工件輪廓來編程（chéng），因此現代CNC數控機床幾乎都采用C功能刀具半徑補償。

刀具半徑補償的方向怎麽樣判斷呢？判（pàn）斷（duàn）的方法：“順（shùn）著（zhe）刀具運行（háng）的方向”上看去刀（dāo）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（dāng）刀（dāo）具半徑補（bǔ）償取負值時，G41和G42的功能互換。

刀具的半徑值預先存入存（cún）儲器Dxx中（zhōng），xx為（wéi）存儲器號，當（dāng）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（jí）T1號刀具半徑補償值相應地使用D01號（hào）存儲器，這樣加工時不容易搞錯（cuò）。執行刀具（jù）半徑補償後，數控係統自動計算，並使刀具按照計（jì）算結果自動補償。在加（jiā）工的過程中，如果零件輪廓（kuò）尺寸與圖紙尺寸有差別，就可以通過修正存儲器Dxx中的半徑補償值，再重新運行程（chéng）序以達到要求。取消刀具半徑補償用G40，也可（kě）用D00取消（xiāo）刀具半徑補（bǔ）償。

使用（yòng）中需注意（yì）：建立、取消刀補時，G41、G42、G40指令必須與G00或G01指（zhǐ）令共（gòng）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（dé）同時使用G02或G03，並且建立、取消刀補時所運行的直線段的長度要大於所要補償（cháng）的刀具半徑值，否則補償功能（néng）不起作用；而在補（bǔ）償方式中，寫（xiě）入2個（gè）或更多刀具不移動的程序段（duàn）（輔助功（gōng）能，暫停等等），刀具將產生過切或欠削。

二、刀具長度補償

1. 刀具長度補償的意（yì）義

例如，要鏜一個φ40mm的孔，確定要用到兩把刀,先用（yòng）鑽頭鑽到φ38，再用鏜刀鏜到φ50mm，此時機床已經設定工件零點，而編程時一般都（dōu）是（shì）讓刀具快速下降到Z3.的高度開始（shǐ）切削,若是以（yǐ）鑽頭對刀確定工件座（zuò）標係的Z原點，則鑽頭鑽（zuàn）削時不會撞刀。當換（huàn）上鏜刀時，如果沒有設定刀具長度補償而程序（xù）中同（tóng）樣設定快速下降到Z3.這時當鏜刀比鑽（zuàn）頭短時，就會出現鏜孔鏜不通（tōng）的現象，而當（dāng）鏜刀比鑽頭長時就（jiù）會出現撞刀。

不設定刀具長（zhǎng）度補償而在程序中通過修改（gǎi）Z地址值來保證加工零點的正確將會很容易出錯，因為程序長了各段地址代碼值不統（tǒng）一是很難檢查出錯誤的，而且在加工的過程（chéng）中（zhōng）若刀具磨損了需要修（xiū）改程序，若（ruò）一個零件加（jiā）工過程中（zhōng）同一把刀要加工幾個不同的麵，那當（dāng）這把刀磨損之後則要修改所有與這把刀相關的程序。而在編製程序中用上了刀具長度補償指令（lìng）之後（hòu），當刀具磨損（sǔn）後，隻需在相應的（de）刀具長度補償號中修（xiū）改長度補償值就可以了（le），不需要再修改程序（xù），提高（gāo）了工作效率，也保證了程序（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（dāo）具長度補償，但同時（shí）規定（dìng）長度（dù）補償隻能同時加在一個軸上，要對補償軸進（jìn）行切換，必須（xū）先取消對前麵軸的補償。

（1）指令格式（shì）：

G43α___H___；(α指X、Y、Z任意一軸)，刀具長度補償“＋”。

G44α___H___；刀具長度（dù）補償“－”。

G49或H00：取消刀（dāo）具長（zhǎng）度（dù）補償。

指令中用G43、G44指令偏移的方向，用H指（zhǐ）令偏置（zhì）量存（cún）儲（chǔ）器的偏置號；G43指令叫正向補（bǔ）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G44對刀具（jù）長度補償值指定一個正值時，刀具按照負向移動。G43和G44是（shì）模態G代碼。它（tā）們一直有效，直到指定同（tóng）組的G代碼為止。執行程序前，需在（zài）與地址H所（suǒ）對應的偏置量存儲器（qì）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中存入“-200.0”，則執行該指令時，將用Z坐標值（zhí）100.與H01中所存“-200.”進行“+”運算（suàn），即100.0+(-200.0)=-100，並將所求結果（guǒ）作（zuò）為Z軸移動值。加工程序每調用不同的刀（dāo）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（jù）長度補償進去；而在程序結束前也要記得插入取消指令Ｇ49或H0.

3. CNC係統中刀具長（zhǎng）度補償功（gōng）能與其他（tā）指令的關係（xì）

（1）刀具長度補償與半徑補償（cháng）功能的關係

如果在零（líng）件（jiàn）的數控加（jiā）工程序中，既有刀具長度補（bǔ）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（bǔ）償的程序段寫在含（hán）有半徑補償（cháng）的程（chéng）序段前麵，否則半徑補償無效

例如（rú）:在下麵的程序（xù）段中（zhōng）：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控係統不執行刀具半徑補償若改（gǎi）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）刀具長度補償與其它指（zhǐ）令的關係

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

b.G43,G44為同組（zǔ）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門的G49指令，為了安全起見，在一把刀加工結（jié）束或程序段（duàn）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，有不同的對刀（dāo）方式，而不同的對刀方式，刀具長度（dù）補償的含意是不一樣的。如某加工中心係統，配上自動測量儀，它的長度補償是補償刀具的真正長度，即（jí）主軸錐孔端麵中心至刀具（jù）刃口最底端的長度；而（ér）某係統中（zhōng）機上手（shǒu）動對刀時長度補償是指補償刀具從某一Z軸（zhóu）向基準高度下降到工件座標原（yuán）點的（de）距離，它補償（cháng）的（de）不是刀（dāo）具的（de）真正長度，而（ér）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（jiā）工不同（tóng）工件編程原點（diǎn）的零件時也有不同的長度補償值，這些不同的補償值可（kě）以（yǐ）分別寄存在不同的長度補償號H裏麵, 以備機床運行時程序隨時調用。

（1）機內手動對刀（dāo）測量方式

讓Z軸回到機床（chuáng）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（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（chuáng）坐標係中的Zo平麵相接觸，即（jí）利用刀尖(或刀具前端)在Z方向上與工件（jiàn）坐標（biāo）係（xì）原點的距離值作為長度補償值，即主（zhǔ）軸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（zhù）意數值的正負號不能漏。

（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（de）主軸端麵至刀尖（jiān）的距離，輸入CNC的刀具長度偏置寄存器中作為刀長補償值，此時的刀長補償值是刀（dāo）具的真正長度，是正值。

（3） 自動測（cè）長裝置十機內對（duì）刀方式

設標準刀具的長度補償值（zhí）為零，把在（zài）刀具預調（diào）儀上測出的各（gè）刀（dāo）具長度與標準刀具的長度之差分別作為每把（bǎ）刀的刀具長度補償值.其中，比標準刀具長的記為正值，比標準刀具短的補償值記為負值。

先通（tōng）過機內對（duì）刀法測量（liàng）出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（zuò）標係原點的距（jù）離，並輸入工件編程座標係中。

5. 刀具長度補償（cháng）值測量方式的比較

用機上手動測量方（fāng）法（fǎ）測量（liàng）刀具長度補償值麻煩且（qiě）需要很多占機調試時間，因此效率低，但投資少. 當用同（tóng）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（yòng）機外刀（dāo）具預調（diào）儀或（huò）自動測長裝置測量不占用有效機時，把刀具調整工作事先（xiān）在刀具預調（diào）儀（yí）上完成，而（ér）且機床在加工運行（háng）時，還可在（zài）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（yòng）機床（chuáng）運行時間，提高效率，充分發揮加工中心（xīn）的作用（yòng），但是需添置（zhì）刀（dāo）具預調儀設備，成（chéng）本較高（gāo）。使（shǐ）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（bú）需修改（gǎi）刀具長度補償值。