數控加工中心是怎樣進行刀具補償的？

加（jiā）工中心用（yòng）來加工形狀複雜、工序多、精度要求較高（gāo）的零件，因而加工一個零件需用幾（jǐ）把（bǎ）或十幾把刀具甚至更多。由（yóu）於每（měi）把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（dāo）具補償功能（néng），以保證在加工過程中（zhōng）各把刀下降到正（zhèng）確的高度和以正確（què）的刀具（jù）路徑進行切削加工。

刀具補償可分為（wéi）刀具長度補償和刀具半徑補償。長度補償（cháng）是指主軸軸向的補償,也就是（shì）銑刀軸向的補（bǔ）償，而對於（yú）銑刀徑向的補償,也（yě）就是每把銑刀直徑大小不一樣,在直徑方（fāng）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（yì）

數控加工中心（xīn）在程序運行時將（jiāng）刀具當做一（yī）個點做軌跡運動。比如（rú）用刀具R3銑（xǐ）邊長100的正方形凸台時，程序（xù）按（àn）邊長100的正方形尺寸輸入，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。假如（rú）不用刀具（jù）半徑補償功能，則加工時刀具軸心的軌跡（jì）是邊長100的正方形，則工件上銑削出的是邊長（zhǎng）為（wéi）94的正方形凸台，不（bú）符合圖紙尺寸的要求（qiú）。

2. 指令（lìng）格式

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（háng），使用平（píng）麵選擇指令G17、G18或G19可分別選擇（zé）XY、ZX或YZ平麵為補償平麵。半徑補償必須規定補償號（hào），由補償號D存入刀具半徑值，則在（zài）執行上述指令時（shí），刀具可自（zì）動左偏(G41)或（huò）右偏(G42)一個刀具半徑補償（cháng）值。由於刀補的（de）建立必須在包含運動的程序段中完成，因此以上格式中，也寫入了G00(或G01)。在程序結束前（qián）應取消補償。

3. 刀具半（bàn）徑補償的應用

刀具半徑補償（cháng）有B功能和C功能兩（liǎng）種補償形式。由於B功能刀具半（bàn）徑補償（cháng）隻根據本段程序進（jìn）行刀補（bǔ）計算，不能解決程序段之間的（de）過渡問題，要求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功能刀具半徑補償能（néng）自動處理兩程序段刀具中心軌跡的轉接，可完全按照工件輪廓來編程，因此現代CNC數控機（jī）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（yàng）判斷呢？判斷的（de）方法：“順著刀具運行的方向”上看去刀具（jù）在工（gōng）件的左麵為左補償，刀具在工件的右麵為（wéi）右補償。補（bǔ）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（qì）號，當一個程序需用到幾把刀時，建議刀具號（hào）Txx和（hé）存儲器Dxx相對應（yīng），即T1號刀（dāo）具半徑補償值（zhí）相應地使用D01號存儲（chǔ）器，這樣加工時不容易搞錯。執行刀具半徑（jìng）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。在加工的過（guò）程中，如果（guǒ）零件輪（lún）廓尺寸（cùn）與圖紙尺（chǐ）寸有差別，就可以通過修正存儲器（qì）Dxx中的半徑補償值，再重新運行程序以達到要求。取（qǔ）消刀具半徑補償用（yòng）G40，也可用D00取消（xiāo）刀具半徑補償。

使用中需注意：建立、取消刀補時，G41、G42、G40指令（lìng）必須與G00或G01指令共（gòng）段，即使用G41、G42、G40指令的程序段中必須（xū）同時使用（yòng）G00或G01指令，而（ér）不（bú）得同時（shí）使用G02或G03，並且建立（lì）、取消刀補時所運行的直（zhí）線段的長度（dù）要大於所要補償的刀具半（bàn）徑值，否則補償功能不起（qǐ）作用；而在補償（cháng）方式中，寫入2個或更多刀（dāo）具不（bú）移動的程序段（輔助功能，暫停等等），刀具將（jiāng）產（chǎn）生過切或欠削。

二（èr）、刀具長度補償

1. 刀（dāo）具長度補償的意義

例如（rú），要鏜一（yī）個φ40mm的孔，確定要用到兩（liǎng）把刀,先用鑽頭鑽到（dào）φ38，再用鏜刀鏜到φ50mm，此時機床已經設定工件零點，而編程時一般都是讓刀具快（kuài）速下降到Z3.的高度開始切削,若是以鑽頭對刀確定工件座標係的Z原點，則鑽（zuàn）頭鑽（zuàn）削時不（bú）會撞刀。當換上鏜刀（dāo）時，如果沒有設定刀具長度補償而程序中（zhōng）同（tóng）樣設定快速（sù）下（xià）降到Z3.這（zhè）時當鏜刀比鑽頭短時，就會出現鏜孔鏜不通的現象，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（xù）中通過修改Z地址值來保證加（jiā）工零點的正確將（jiāng）會很（hěn）容易出錯，因為程序長了各段地址代碼值不統一是很（hěn）難檢查出（chū）錯誤的，而且在（zài）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個不同的麵，那當這（zhè）把刀磨損之後則（zé）要修改所有與這把（bǎ）刀相關的程序。而在編（biān）製程序中用上了刀具長度補償指令之後，當刀（dāo）具磨損後，隻需在相（xiàng）應的刀具長度補償號中修改長（zhǎng）度補償值就可以了，不需（xū）要再修（xiū）改程序，提高了工作效率，也保證了程序（xù）的（de）安全運行。

2. 刀具長度（dù）補償G43、G44、G49

係統（tǒng）規定除Z軸之外，其他（tā）軸也可以使用刀具長度補償，但同時（shí）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（xū）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“－”。

G49或H00：取消（xiāo）刀具長度補償。

指令中用G43、G44指令偏移的（de）方向，用H指令（lìng）偏置量存（cún）儲器的（de）偏置號；G43指令叫正向補償（cháng），即當用G43對刀具長度補償值指定一（yī）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（duì）刀具長度補償值指定一個正值時（shí），刀具按（àn）照負向移動（dòng）。G43和G44是模態G代碼。它們一直有效，直到指定同（tóng）組（zǔ）的（de）G代碼為止。執行程序前，需在與地址H所對應的偏置量存儲器中，存入相應的偏置值。以z軸補償（cháng）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（jiāng）用Z坐標值100.與H01中所存“-200.”進行“+”運算，即100.0+(-200.0)=-100，並將所求結（jié）果作為Z軸移動值。加工程序每調用不同的（de）刀具的時候，都要（yào）先（xiān）取消掉原先的（de）刀具補償，再把新調用的刀具長度補償（cháng）進去；而在程序結束前也要記得插入取消指令Ｇ49或（huò）H0.

3. CNC係統中刀具長度補償功能與其他（tā）指令的關係

（1）刀具長度補償與半徑（jìng）補償功能的關係（xì）

如果在（zài）零件的數（shù）控加工程（chéng）序中，既有刀具長度（dù）補償又有刀具半徑補償(在控製器中（zhōng）補償)指令時，必須把含有（yǒu）長度補償的程序（xù）段寫在含有半徑（jìng）補（bǔ）償的程序段前麵，否則半徑補償（cháng）無效

例（lì）如（rú）:在下麵的程序段中：

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（zé）數（shù）控係統既執行刀（dāo）具半徑係統又執行刀具長度補償指令。

（2）刀具（jù）長度補償與其它指令的關係

a.G43,G44指令隻（zhī）能用於直線運（yùn）動之中，在非直線運動語句中（zhōng）使用時（shí）會產生報（bào）警；

b.G43,G44為同組模態指令（lìng），它們會自動取消上次刀具長度補（bǔ）償（cháng）而不需要用專（zhuān）門的G49指令，為了安全起見，在一（yī）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（dāo）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（shè）備係統，有不同（tóng）的對（duì）刀方（fāng）式，而不同的（de）對刀方式，刀具長度補償的含意（yì）是不一樣的。如某加工中（zhōng）心係統，配上自動測量儀，它的長（zhǎng）度補償是補償刀具（jù）的真正長度（dù），即主軸錐孔端麵中心至刀具刃（rèn）口最底端的（de）長度；而某係統中機上手動（dòng）對刀時長度（dù）補償是指補償（cháng）刀具從某一Z軸向基（jī）準高度下降到工件座標原點的距（jù）離，它補償的不是刀具的真（zhēn）正長（zhǎng）度，而是刀具下降的距離。不同的刀具有不同的（de）長度補償值；而機（jī）內手動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長度補償值（zhí），這些不同（tóng）的補（bǔ）償值可以分別寄存在不同的長度補償號H裏麵, 以備機床運行時（shí）程序隨時調用。

（1）機內手動（dòng）對刀測量方式（shì）

讓（ràng）Z軸回到機床參考點，這時機床座標係中X，Y，Z軸數值都為零，選擇一個工件座（zuò）標係（G54～G59任選一個都可），這時把Z值輸為零，再（zài）把刀具裝（zhuāng）入主軸依次確定每把刀具與工件在機床坐（zuò）標係中的Zo平麵相接觸，即利用刀尖(或刀具前端)在Z方向上與（yǔ）工件坐標係原點的距離值作為長度（dù）補償（cháng）值（zhí），即主軸下降（jiàng）後此時機床坐標係的Z坐標值（zhí）直接作為每把刀的刀具長度補償值，注意數值的正負號不（bú）能漏。

（2）機外刀具自動預（yù）調儀測量方式

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

（3） 自動（dòng）測長裝置十（shí）機內對刀方式

設標準刀（dāo）具的長度補償值為零，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，比標準刀具長的記為正值（zhí），比（bǐ）標（biāo）準刀具短的補償值記為（wéi）負值。

先通過機內對刀法（fǎ）測量（liàng）出基準刀在返回機床參考點時刀位點在Z軸方向與工件坐標係原點的距離（lí），並輸入工件（jiàn）編程座標（biāo）係中。

5. 刀具長度補償值測量方式的比（bǐ）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（shí）間，因此效率低，但投資少. 當用同一把刀（dāo）加工其它（tā）的工件時就要重新設置刀具長（zhǎng）度（dù）補償值。

用（yòng）機外刀具預調儀或自動測長裝置測量（liàng）不占用有效機時，把刀具調整工作事先在刀具預調儀上完成，而且機床在加工運行時，還可在對刀（dāo）儀上（shàng）測量其它刀具的長度（dù），不必因為在機床上（shàng）對刀（dāo）而占（zhàn）用（yòng）機床運行（háng）時間，提（tí）高效率，充分發揮加工（gōng）中心（xīn）的作用，但是需添（tiān）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（jù）長度補償值。