數控加工（gōng）中心是怎樣進行刀（dāo）具補償的？

加工中心用來加工形狀複雜（zá）、工序多、精度要（yào）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（shèn）至（zhì）更多。由於每把刀（dāo）具的直徑大小和長度都是不同的，在對被加工零（líng）件確定工件（jiàn）坐標係零點後，有必要引入刀具補償功能，以（yǐ）保證在（zài）加工（gōng）過程中（zhōng）各把（bǎ）刀（dāo）下降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（cháng）可分為刀具長度補償和刀具半徑補（bǔ）償。長度補償是指主軸軸向的補償,也就是銑刀軸向的補償，而對於（yú）銑刀徑向的補償,也就是每把銑刀直徑大小（xiǎo）不一樣,在直徑（jìng）方向的（de）補償叫半徑補償。

一、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（háng）時將刀具當做（zuò）一個點做軌跡運動。比如用刀具R3銑（xǐ）邊長100的正方形凸台時，程序（xù）按邊長100的正方形尺寸輸入，而（ér）刀具軸心的軌跡是邊長106的正方形，則工件上銑（xǐ）削的是符合圖紙尺寸的100的正方形。假如不用刀具半徑補償功能，則加工（gōng）時刀具軸心（xīn）的軌跡是邊長100的正方形，則工件上銑削出的是邊長為94的正方（fāng）形凸台，不符（fú）合圖紙尺寸的要求（qiú）。

2. 指令格式

G17/G18/G19  G00/G01  G41/G42  IP_D_

G41：刀具半徑左補（bǔ）償（cháng）

G42：刀具半徑右補償

半徑補償僅能在規定的坐標平（píng）麵內進行，使用平麵（miàn）選擇指令G17、G18或G19可分別選擇XY、ZX或YZ平麵為補償平麵（miàn）。半（bàn）徑補（bǔ）償必須規定補償號，由補償號D存入刀具半徑值，則在執行上（shàng）述指令時，刀具可自動左偏（piān）(G41)或右偏(G42)一個刀具半徑補償值。由於刀補的（de）建（jiàn）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（chéng）序結束前應取消補（bǔ）償。

3. 刀（dāo）具半徑（jìng）補償的應（yīng）用

刀具半徑補償有B功能和C功能（néng）兩種補償形式。由於（yú）B功能刀具半徑補（bǔ）償隻根據本段程序進行刀補（bǔ）計算，不能解決程序段之（zhī）間的過（guò）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（chù）理兩（liǎng）程（chéng）序段刀具中心軌跡（jì）的轉接，可完全按照（zhào）工件（jiàn）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。

刀具半徑補償的方向怎（zěn）麽樣判斷呢？判斷的方法：“順著（zhe）刀具（jù）運行的方向”上看去（qù）刀具在工件的左（zuǒ）麵為左補（bǔ）償，刀具在工（gōng）件（jiàn）的右麵（miàn）為右補償。補償可以為“負”，當刀具半（bàn）徑補償取負值時，G41和G42的功能互換。

刀（dāo）具的半徑（jìng）值預先存入存儲器（qì）Dxx中（zhōng），xx為存儲器號，當一個程序需用到（dào）幾把刀時，建議刀具（jù）號Txx和存儲器Dxx相對應（yīng），即T1號刀具半徑補償值相應地使用D01號存儲器，這（zhè）樣（yàng）加工時不容易（yì）搞錯。執（zhí）行刀（dāo）具半徑補償後，數控係（xì）統自動計算，並使（shǐ）刀具按照計（jì）算結果自（zì）動補償。在加工（gōng）的過程中，如果零件輪廓尺寸與圖紙尺寸有差別，就可以（yǐ）通過修正存儲器Dxx中的半徑補償值，再重（chóng）新運行程序（xù）以達（dá）到要求。取消刀具半徑補償用G40，也可用（yòng）D00取消刀具半（bàn）徑補償。

使用中需注意：建立、取消（xiāo）刀補時，G41、G42、G40指令必須與G00或（huò）G01指令（lìng）共段，即使用G41、G42、G40指令（lìng）的程序段中必須同（tóng）時使用（yòng）G00或G01指令，而不得同時使用G02或G03，並且建立、取消刀補時所（suǒ）運行的直線段（duàn）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（zuò）用（yòng）；而在補償方式中，寫入2個（gè）或（huò）更多刀具不移動的程序段（輔助功能，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（de）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φ50mm，此時機床已經設定工件（jiàn）零點，而編（biān）程時一般都是讓刀具快（kuài）速下降到Z3.的高度開始切（qiē）削,若（ruò）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（zhuàng）刀。當換上鏜刀時，如（rú）果沒（méi）有設定刀具長度補償而程（chéng）序中同樣設定快速下降到Z3.這時（shí）當鏜刀比鑽頭短時，就會（huì）出現鏜孔鏜不通的現象，而當鏜刀（dāo）比鑽頭長時就會出現撞刀。

不設（shè）定刀具長度補償而（ér）在程序中通過修改Z地址值來保證加工（gōng）零點的正（zhèng）確將會很（hěn）容易出（chū）錯，因為程序（xù）長了各段地址代碼（mǎ）值不統一是（shì）很難檢查出錯誤的，而（ér）且在加工的（de）過程中若刀（dāo）具磨損了（le）需要修改程序，若一個零件（jiàn）加工過程中同一把刀要加工幾個不同的麵，那當這把刀磨損之（zhī）後則要修改所有與（yǔ）這把刀相關的程序（xù）。而在編製程序中用上了刀具（jù）長度補償指令之後，當刀具磨損後，隻需在相（xiàng）應的刀具長度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（jù）長度補償G43、G44、G49

係統規定除Z軸之外，其他軸（zhóu）也可以使用刀具長度（dù）補償，但同時規定長度補償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（zhóu）的補償。

（1）指令格式：

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

G44α___H___；刀具長度補償（cháng）“－”。

G49或H00：取消刀具長度補償。

指令中用G43、G44指令偏移（yí）的方向，用（yòng）H指令偏置量存（cún）儲器的（de）偏置號；G43指令叫（jiào）正向補償，即（jí）當用G43對（duì）刀（dāo）具長度補（bǔ）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（bǔ）償，即當用G44對刀具長度補償值（zhí）指（zhǐ）定一個（gè）正值（zhí）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（dài）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（yǐ）z軸補償為例，若指令 GOO G43 Z100.0  H01；並於H01中（zhōng）存入“-200.0”，則執行該指令時，將用（yòng）Z坐標值100.與H01中所存“-200.”進行“+”運算，即100.0+(-200.0)=-100，並將所求結果作為（wéi）Z軸移（yí）動值。加工程序每調用（yòng）不（bú）同的刀（dāo）具的時候，都（dōu）要先取消掉原先的（de）刀（dāo）具（jù）補償，再把新（xīn）調用的刀具長度補償進去；而在程序結束前也要記得插入取消指令Ｇ49或H0.

3. CNC係統中刀具長度補償功能與其他指令的關係

（1）刀具長度補償與半徑補償（cháng）功（gōng）能（néng）的關係

如果（guǒ）在零件的數控加工程序（xù）中，既有刀具長度補償又（yòu）有刀具（jù）半徑補（bǔ）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（xiào）

例如:在下（xià）麵的程序段中：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控係統（tǒng）不執行刀具半徑補償若改為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則數控（kòng）係統既（jì）執（zhí）行刀具半徑係統又執行刀具（jù）長（zhǎng）度補（bǔ）償指令。

（2）刀具長度補償與其它指令的關係

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

b.G43,G44為同組模態指令，它們會自動取消上次刀具（jù）長度（dù）補償而不（bú）需要用專門的G49指令，為了安（ān）全起見，在一把刀加工結束或程序段結束時，都應（yīng）取消刀具長度補償；

c.刀具長度補償必（bì）須伴隨獨立的插補運（yùn）動(GOO,GO1,G81,G83等)才能（néng）有效。

4. 刀具長度（dù）補償值的確（què）定

不同的設備（bèi）係統，有不同的對（duì）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，配上自動測（cè）量儀，它的長度補償是補償（cháng）刀具的真正長度，即主軸錐孔端麵中心至刀（dāo）具刃口（kǒu）最底端的長度；而某係統中機上（shàng）手動對刀時長度補償是指補償刀具（jù）從某一Z軸（zhóu）向基準高度下降到工件座標（biāo）原點的距離，它補償的不是刀具的真正長度，而是刀具（jù）下（xià）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（shí）同一把刀（dāo）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，這些（xiē）不同的補償值（zhí）可以分別寄存在不同的（de）長度補（bǔ）償號H裏麵, 以備機床運行（háng）時程序隨時調用。

（1）機內手動對刀測量方（fāng）式

讓Z軸回到機（jī）床參考點，這時機床座標係中X，Y，Z軸數值都為零，選擇一（yī）個工件座標係（G54～G59任選一（yī）個都（dōu）可），這時把Z值輸為（wéi）零，再把刀具裝入主軸依次確定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（jiān）(或刀具前端)在Z方向上與工件坐（zuò）標係原（yuán）點的距離值作（zuò）為長度補償值，即主軸下降後此時機床坐（zuò）標（biāo）係的Z坐標值直接作為每（měi）把刀（dāo）的刀具（jù）長度補償（cháng）值，注意數值的正（zhèng）負號不（bú）能漏。

（2）機（jī）外（wài）刀具自動（dòng）預調儀測（cè）量方式

是在刀具預調儀上（shàng）測出的主軸端麵至刀尖的距（jù）離（lí），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（shì）刀具的（de）真正長度，是正值。

（3） 自動測長裝置十機內對刀方式

設標準刀具的長度補償值為零，把在（zài）刀具預調儀上測出的各刀（dāo）具長度與標準刀具的長度之差分別作為每（měi）把刀（dāo）的（de）刀具長度補償（cháng）值.其中，比標（biāo）準刀具（jù）長的記（jì）為（wéi）正值，比標準刀具短（duǎn）的補償值記為負值（zhí）。

先通過機內對刀法測（cè）量出基準刀在返回機（jī）床參考點時刀位點在Z軸方（fāng）向與工件坐標係（xì）原點的距離，並輸入（rù）工件編程（chéng）座標係中。

5. 刀具長度補償（cháng）值（zhí）測量（liàng）方式的（de）比（bǐ）較

用機（jī）上手動測量（liàng）方（fāng）法測量（liàng）刀具長度補償值麻煩且需要很多占機（jī）調試時（shí）間，因此效率低，但投資少. 當用同一把刀（dāo）加工其它的工件時（shí）就要重新設置刀具長度補償（cháng）值。

用機外刀具（jù）預調儀或自動測長裝置測量不占用有效機時，把刀具調整工作事先在刀具預調儀上完（wán）成，而且機床在加工運行時，還可在對刀儀上測（cè）量其它刀具（jù）的長度，不（bú）必因為在機床上對刀而占用機（jī）床（chuáng）運行時間，提高效率，充（chōng）分發揮（huī）加工中心的作用，但是需（xū）添置刀具預調儀設備，成本較（jiào）高。使用刀具長度作（zuò）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長度補償值。