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（qiú）較高的（de）零件，因而加工一個零件需用幾把（bǎ）或十幾把刀具甚至更多。由於（yú）每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（líng）點後，有必要引入刀具補償功（gōng）能，以保證在加工過程中各把刀下降到正確的高度和以正確的刀具路徑進行切削加工。

刀具補償可分為刀具長度（dù）補償和刀具半徑補償。長度補償是指（zhǐ）主軸軸向的補（bǔ）償,也（yě）就是銑刀軸向的補償，而對於銑刀徑向的（de）補償,也就是每把銑刀直徑大小不一樣,在直徑方向的補償叫半徑補（bǔ）償。

一、刀具半徑補償

1. 刀具半徑補償意（yì）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，程序按邊長100的正方形尺寸輸入，而（ér）刀具軸心的（de）軌（guǐ）跡是邊（biān）長（zhǎng）106的正方形，則工件上銑削的是符合圖紙（zhǐ）尺寸的100的正方形。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（chū）的是邊長為（wéi）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（cháng）僅能在規（guī）定的（de）坐標平麵內進（jìn）行，使用平麵選（xuǎn）擇（zé）指令G17、G18或G19可分別選擇XY、ZX或YZ平麵（miàn）為補償（cháng）平麵。半徑補償必須規定補（bǔ）償號，由補償號D存（cún）入刀具半徑值，則在執行上述指令時（shí），刀具可自動左偏(G41)或右（yòu）偏(G42)一個刀具半（bàn）徑補償值。由於刀補的建立必須在包含運動的程序段中完成，因此以上格（gé）式中，也寫入（rù）了G00(或G01)。在程序結束前應（yīng）取消補償。

3. 刀具半徑補償的應（yīng）用

刀具半徑補償有B功能和C功能兩種補償形式（shì）。由於B功能刀具半（bàn）徑補償隻根據本段程序進行刀（dāo）補計算，不能解決程序段之間的過（guò）渡（dù）問題，要求將工件輪廓（kuò）處理成圓角過渡，因此工件尖角處工藝性（xìng）不好；C功能刀具半徑補（bǔ）償能自（zì）動處理兩程序段刀具中心軌跡的轉接，可完全（quán）按照工件輪廓來編程，因此現代CNC數控機床幾乎都采用C功能刀具半徑補償（cháng）。

刀具半徑補償的方向怎麽樣判斷呢？判斷的方法：“順著刀具運行的方向”上看去刀具在（zài）工件（jiàn）的左麵為（wéi）左補償，刀（dāo）具在工件的右（yòu）麵為右補償。補償（cháng）可以為“負”，當刀具半徑補（bǔ）償取（qǔ）負（fù）值時，G41和（hé）G42的功能互換（huàn）。

刀具的半徑（jìng）值預先存入存儲器Dxx中（zhōng），xx為存儲器（qì）號，當一個程序需用到幾把刀時，建議刀具（jù）號Txx和存儲器Dxx相對應，即T1號（hào）刀具半徑補（bǔ）償值相應地使用（yòng）D01號存儲器（qì），這樣加工時不容易搞錯。執行刀具半徑補償後，數控係統自動（dòng）計算，並使（shǐ）刀具按照（zhào）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（yǒu）差別，就可以通過修正（zhèng）存儲器Dxx中的半徑補償值，再重（chóng）新運行程序以達到要求。取消刀具半徑補償用G40，也可用D00取消刀具半徑補償。

使（shǐ）用中需注意：建立、取消（xiāo）刀補時，G41、G42、G40指令（lìng）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（lìng），而不得同時使用G02或G03，並且建立（lì）、取消刀補時所運行的直線段的（de）長度（dù）要大於所要補償的刀具半徑值（zhí），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（děng）），刀具將（jiāng）產生過切或欠削。

二、刀具長度補償

1. 刀具長度補償的（de）意義

例如，要（yào）鏜一個φ40mm的（de）孔，確定要用（yòng）到兩把刀,先用鑽頭鑽到φ38，再用鏜刀鏜到φ50mm，此時機床已經設定工件（jiàn）零點，而編程時一（yī）般都（dōu）是讓刀具（jù）快速下降到Z3.的高度開始切削,若是以鑽頭對刀確定（dìng）工件座標係的Z原點（diǎn），則（zé）鑽頭鑽削時不會（huì）撞刀。當換上（shàng）鏜刀時，如（rú）果沒有設定刀具長度（dù）補償而程序中同（tóng）樣設定快速下降到Z3.這時當（dāng）鏜刀比鑽頭短時，就會出現鏜孔鏜（táng）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（dù）補償而在程序中（zhōng）通過修改Z地址值來保證加工（gōng）零點的正確（què）將會很容易出錯，因為程序長了各段地址代碼值不統一是很難檢查出錯誤的，而且（qiě）在加工的過程中若刀（dāo）具磨損了需要修改程序，若一個零件加工過程中同一把刀（dāo）要加工幾個不同的麵，那當（dāng）這把刀磨損之後則要（yào）修改所有與這把刀相（xiàng）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（dāng）刀具磨（mó）損後（hòu），隻需在相應的（de）刀（dāo）具長度（dù）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（zhī）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（shí）加在一個軸上（shàng），要對補償（cháng）軸進行切換，必須先取（qǔ）消對前麵軸的補償。

（1）指令格式：

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

G44α___H___；刀具長度（dù）補償“－”。

G49或H00：取消刀具長度補償。

指令中用G43、G44指令偏（piān）移的方向，用（yòng）H指令偏（piān）置量存儲器（qì）的偏置號；G43指令叫正向補償，即當用（yòng）G43對刀具長度補償值（zhí）指定一（yī）個正值時（shí），刀具（jù）按照正向移（yí）動（dòng）。G44指令叫負向補償，即當用G44對刀具長度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代碼為止。執行程序前（qián），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（gāi）指令時，將用Z坐標值100.與H01中所存“-200.”進行“+”運算（suàn），即（jí）100.0+(-200.0)=-100，並將所求（qiú）結果作為Z軸移動值。加工程序每調用不同的（de）刀具的時候，都要先取消掉原（yuán）先的刀具補（bǔ）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（rù）取消指令Ｇ49或（huò）H0.

3. CNC係統中（zhōng）刀具長（zhǎng）度補償功能與（yǔ）其他指令的（de）關係

（1）刀具長度補償與半徑補（bǔ）償功能的關係

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

例如:在下麵的程序段中：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控係統不執行刀（dāo）具半徑補償若改為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則數控係（xì）統既執行刀具（jù）半徑係統又執（zhí）行刀具長度補償指令。

（2）刀（dāo）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，在非直線運（yùn）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（shàng）次刀具（jù）長度補償而不需要用專門的G49指令（lìng），為了安全起見（jiàn），在一把刀加工（gōng）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（de）插補運動(GOO,GO1,G81,G83等（děng）)才能有效。

4. 刀具長度補償值（zhí）的確定

不同的（de）設備係統，有不同（tóng）的對刀方式，而不同的對刀方式，刀具長度補償的含意是（shì）不一樣的。如某加工中心係統，配上（shàng）自動測（cè）量儀，它的長度補償是補償刀具的真正長度，即主軸錐（zhuī）孔端麵中心至刀具刃口最底（dǐ）端的長（zhǎng）度；而某係統中（zhōng）機上手動對刀時長度補償（cháng）是指補償刀具從某一Z軸向（xiàng）基準高（gāo）度下降到工件座（zuò）標原點的距離，它補償的不是刀具的真正長度，而是刀具下降的距離。不同的（de）刀具有不同的長（zhǎng）度補償值；而（ér）機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，這些不同的補償值可以分別寄（jì）存在不同的長（zhǎng）度補償號H裏麵, 以備機床運行時（shí）程序隨時調（diào）用。

（1）機內手動對刀測量方式

讓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（gōng）件座標（biāo）係（G54～G59任選一個都可），這時把Z值輸為零，再把刀具裝（zhuāng）入主軸依次確定每把刀具與工（gōng）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)在Z方向上與工件坐標係原點的距離值作為長度補償值，即主軸下降後此時機床坐標係的Z坐標值直接（jiē）作為每把（bǎ）刀的刀具長度補償值（zhí），注意數值（zhí）的正負號（hào）不能漏。

（2）機外刀具自動預調儀測量方式

是在刀具預調儀（yí）上測出的主軸端麵（miàn）至刀尖的距離，輸入CNC的刀具長度（dù）偏置寄存器中作為刀長補償值，此時的刀長補償值是（shì）刀具的真正長度，是（shì）正（zhèng）值。

（3） 自動測長裝置十機內對刀方式

設標準刀具的長度補償值為零，把在刀（dāo）具預（yù）調儀上（shàng）測出的各刀具長度與（yǔ）標準刀具的長度（dù）之差（chà）分別作為每把刀的刀（dāo）具長度（dù）補償（cháng）值.其（qí）中，比標準刀具長的記為正值，比標準刀具短的補償值（zhí）記為負值。

先通（tōng）過機內對刀法測量出基準（zhǔn）刀在（zài）返（fǎn）回機（jī）床（chuáng）參（cān）考點時刀位點在Z軸（zhóu）方向與工件坐標係原點的距離，並輸入工件編程座標係中（zhōng）。

5. 刀具長度補償值測量方式的比較

用機上手動測量方法測量（liàng）刀具長度補償值麻（má）煩且（qiě）需要很多占機調試（shì）時間，因此效率低，但投（tóu）資（zī）少（shǎo）. 當（dāng）用同一把刀加工其它的工（gōng）件時就要重新設置刀具（jù）長度補償（cháng）值。

用機外（wài）刀具預調儀或自動測長裝（zhuāng）置測量不占用有效機（jī）時，把刀具調整工作事先在刀具預（yù）調儀上完成，而（ér）且機床在加工運行時，還（hái）可在對刀（dāo）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行時間，提高效率，充（chōng）分發（fā）揮加工中心的作用（yòng），但（dàn）是需添置刀具預調（diào）儀設備，成（chéng）本較高。使用刀具長度作為刀長補償，可（kě）以同一把刀具加工不同工件而不需修改（gǎi）刀具長度補償值。