數控加工中（zhōng）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）個零件需用幾把或（huò）十幾把刀具甚至更多。由於每把刀具的（de）直徑大小（xiǎo）和長度都是不同的，在對被（bèi）加工零件確定工件（jiàn）坐標係零點（diǎn）後，有必要引入刀具補償功能，以保證在加工過程中各把刀下（xià）降到正確的高度和以（yǐ）正確的刀具路徑進行切削加工（gōng）。

刀具補償可分為刀具長度補償和刀（dāo）具半徑補償。長度補（bǔ）償是（shì）指主軸軸（zhóu）向的補償,也就是銑刀軸向的補償，而對於銑刀徑向的補償,也就是每把銑刀直徑大小不一（yī）樣,在直（zhí）徑方向的補償叫（jiào）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（xīn）在（zài）程序運行時將（jiāng）刀具當（dāng）做一個點做（zuò）軌跡運動。比如（rú）用刀具R3銑邊長100的正方形（xíng）凸台時，程序按邊（biān）長100的正方形尺寸輸入，而刀具軸心的軌跡是邊長106的正方形，則工件上銑削的是符（fú）合圖紙尺寸的100的正方形。假如不用刀具半徑補償功能，則加工時刀具軸心的軌跡是（shì）邊長100的正方形，則工件上銑削出的是邊長為94的正方形凸台，不符合圖紙尺寸的要（yào）求。

2. 指令格式

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（jìng）補償僅能在規定的坐標平麵（miàn）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（huò）YZ平麵為補償（cháng）平麵。半徑補償必須規定補償號，由（yóu）補償號D存（cún）入刀具（jù）半徑值，則在執行上述指令時，刀具可自動左偏(G41)或右偏（piān）(G42)一個刀具半徑補償值。由於刀補的建立（lì）必須在包含運動的程序段（duàn）中完成，因此以上格式中，也寫入了G00(或G01)。在程序結束前應取消（xiāo）補償。

3. 刀具半徑補償的應（yīng）用

刀具半徑補（bǔ）償有B功能和C功能兩種補償形式。由於B功能刀具半徑補償隻根據本段程序進行刀補計算（suàn），不能解決程序（xù）段之間的過渡問題，要求將工件輪廓處理成圓角過渡，因此（cǐ）工件尖（jiān）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的轉接，可完全按照工件（jiàn）輪廓來編程，因此現代CNC數控（kòng）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（yàng）判斷呢？判斷的方法：“順著刀具運行的方向”上看去刀具在工件的左麵（miàn）為左補償，刀（dāo）具在工件的右麵為右補償。補償可以為“負”，當刀具半（bàn）徑補償取負值時，G41和G42的（de）功（gōng）能互換。

刀具的（de）半徑值預先存入存儲器（qì）Dxx中，xx為存儲器號，當一個（gè）程序需用到幾（jǐ）把（bǎ）刀時，建議刀具號Txx和存儲器Dxx相對應，即T1號（hào）刀具半徑補償值相應地使用D01號存（cún）儲器，這樣加（jiā）工時不容（róng）易（yì）搞錯。執（zhí）行刀具半（bàn）徑補償後，數（shù）控係統自動計算，並使（shǐ）刀具按照計算結果（guǒ）自動補償。在加工的過程中，如果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Dxx中的半徑補償值，再（zài）重（chóng）新運行程序以達到要求。取消刀具半（bàn）徑補（bǔ）償用G40，也（yě）可用D00取消刀具半徑補償。

使用中需注意：建（jiàn）立、取消刀補時，G41、G42、G40指令必須與G00或G01指令共段，即使用G41、G42、G40指令的程序段中（zhōng）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（lì）、取消刀補時所運行的直線段的長（zhǎng）度要大於所（suǒ）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（duō）刀具不移動的程序段（輔助功能（néng），暫停等等），刀具將產生過（guò）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（yào）鏜一個φ40mm的（de）孔，確定要用到兩把刀,先用鑽頭鑽（zuàn）到φ38，再用鏜刀鏜到φ50mm，此時機床已經設定工件零點，而編程時一般都是讓刀具快速下降到Z3.的（de）高度開（kāi）始切削,若是以鑽頭對刀確定工件座標係的Z原點，則鑽頭鑽削（xuē）時不（bú）會撞刀。當（dāng）換上鏜刀時，如果沒有設定刀具長度補償而程（chéng）序（xù）中同樣設定快速下降到Z3.這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（zhǎng）時就會出現撞刀。

不設定刀具長度補（bǔ）償（cháng）而在程序中通（tōng）過修改Z地址（zhǐ）值來保證（zhèng）加工零點（diǎn）的正確將會很容易出錯，因為程（chéng）序長了各段地（dì）址代碼值不統一是很難檢查出錯誤的（de），而且在加工的過程中若刀具磨（mó）損了（le）需要修改程序，若一個零件加工過程中同一把刀要（yào）加（jiā）工幾個不同的（de）麵，那當這把刀磨損（sǔn）之後則要修改（gǎi）所有與這（zhè）把刀相關的程序。而在編製程序中用上了刀（dāo）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（gǎi）長度補償值（zhí）就可以了（le），不（bú）需要再修改程序，提高了工作效率，也保證（zhèng）了程序的安全運行。

2. 刀具長度補償G43、G44、G49

係統規定除Z軸之外，其他軸也可以使用刀具長度補償，但同時規定（dìng）長度補償隻能（néng）同時加在一個軸（zhóu）上（shàng），要對補償軸進行切換，必須先取消（xiāo）對前麵軸（zhóu）的補償（cháng）。

（1）指令格式：

G43α___H___；(α指X、Y、Z任意一軸)，刀具長度補償“＋”。

G44α___H___；刀具（jù）長度補償“－”。

G49或H00：取（qǔ）消（xiāo）刀具長度補償。

指令中（zhōng）用G43、G44指令偏移的方（fāng）向（xiàng），用H指令偏置量存儲器的偏置（zhì）號；G43指令叫正向補償，即當用G43對刀具長度（dù）補償值指定一個正值時，刀具按照正向移動。G44指（zhǐ）令叫負向補償，即當用G44對刀具長度補償值（zhí）指定一個正值時，刀具按照負向移動。G43和G44是模態G代（dài）碼。它們一直有效，直到指定同組（zǔ）的G代碼為止。執行程序（xù）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軸補償為例（lì），若（ruò）指令 GOO G43 Z100.0  H01；並於H01中（zhōng）存入“-200.0”，則（zé）執行該指令時，將用Z坐標值100.與H01中所存“-200.”進行“+”運（yùn）算，即100.0+(-200.0)=-100，並將所求結果作為（wéi）Z軸移動值。加工程序每調用不同的刀具的時候，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（néng）與其他（tā）指令的關（guān）係

（1）刀具長（zhǎng）度補償與半徑補償功能的關係

如果在零件的數控加工程序（xù）中，既有刀具長（zhǎng）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（zhǎng）度（dù）補償的程序段寫在含有半徑補償的程序段前麵，否則半徑補償無效

例如:在下麵的程（chéng）序段中：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控係（xì）統不執行刀具半徑補償若改為：

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（bǔ）償與其（qí）它指令的關係

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

b.G43,G44為同組模態指令，它們會自動取消上次刀具長度補償而不需要（yào）用專門的G49指令，為了安（ān）全起見，在一把刀（dāo）加工結束或程序段（duàn）結束時，都應取消刀具長度補（bǔ）償；

c.刀具長度補償必須伴（bàn）隨獨立的插（chā）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（de）對刀方式，而（ér）不同的對刀方式，刀具長度補償的（de）含意是不一樣的。如某加工中心係統，配上（shàng）自動測量儀，它的長度補償是補（bǔ）償刀具的真正長度，即主軸錐孔端麵中心至刀具刃口最（zuì）底端的長度；而某係（xì）統中機上手（shǒu）動對（duì）刀時長度補償是指補償刀具從某一Z軸向基準高度下降到工件座標原點的距離（lí），它補償的不是刀具的真正（zhèng）長（zhǎng）度，而是刀（dāo）具下降的距離。不同的（de）刀具有不同的長度補償值；而機內手動（dòng）對刀時同（tóng）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（kě）以分別寄存在不同的長度補償號H裏麵, 以備機床運（yùn）行時程序隨時調用。

（1）機內手（shǒu）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，選擇一個工件（jiàn）座標係（G54～G59任選一個都（dōu）可），這時把（bǎ）Z值（zhí）輸為（wéi）零，再把刀具裝入主（zhǔ）軸依次（cì）確定每把刀具（jù）與工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（duān）)在（zài）Z方向上與（yǔ）工（gōng）件坐標係原（yuán）點的距離值作為長度補償值（zhí），即主軸下降（jiàng）後此時（shí）機床坐標係的Z坐標值直接作為每把（bǎ）刀的（de）刀具長（zhǎng）度補償值，注意數值的正負號不能漏。

（2）機外刀具自動預調（diào）儀（yí）測量方式

是在刀（dāo）具預調儀上測出的主軸（zhóu）端麵至刀尖的距離，輸入CNC的刀具長度偏置寄存器中作為刀長補償值（zhí），此（cǐ）時的刀長補（bǔ）償值是刀具的真正長度（dù），是正（zhèng）值。

（3） 自動測長裝置十機內對刀方式

設標（biāo）準刀具的長度補償值為零，把在刀具預調儀（yí）上測出的（de）各刀（dāo）具長度與標準刀具的長度之（zhī）差分別作為每把（bǎ）刀的刀具長度補償值.其中，比（bǐ）標準刀具長的記為正值，比標準刀具短（duǎn）的補償值記為負值。

先（xiān）通過機內對刀法測（cè）量出基準刀在返回機床（chuáng）參考點時刀位點在Z軸方向與工件坐標係原點的（de）距離，並輸入工件編（biān）程座標係中。

5. 刀具（jù）長度補償值測量方式的比較

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（zhàn）機調試時間，因此效率低，但投資少. 當用同一把（bǎ）刀加工其它的工件時就要重新設置刀具長（zhǎng）度補償值。

用機外刀具預調儀或自動測長裝（zhuāng）置測量不占用有效（xiào）機時，把刀具調（diào）整工作事先在刀具預調儀（yí）上完成，而（ér）且機床（chuáng）在加工運行時，還可在對刀儀上測量其它刀具的長度，不必因為（wéi）在機床上（shàng）對刀而占用機床運行時間，提高效率，充分（fèn）發揮（huī）加工中心的作用，但是需添置刀具預調儀設備，成本較（jiào）高。使用刀具長度（dù）作為刀長補償，可以同（tóng）一把刀具加工（gōng）不同工件而不需修改刀具長度（dù）補償值。