數控加工中心是怎樣進行（háng）刀具補（bǔ）償（cháng）的？

加工中心用來加工形狀複雜、工序多、精度要求較高（gāo）的零件，因而加工一個零件（jiàn）需用幾把或十幾（jǐ）把刀具甚至更多。由於每把刀具的直徑（jìng）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（bǔ）償功能，以保證在加工過程中（zhōng）各把刀（dāo）下降到正確的高度和以正確的刀具路徑進行（háng）切削加工。

刀具補償可（kě）分為刀具長度補（bǔ）償和（hé）刀具半徑補償。長度補償是（shì）指主軸軸（zhóu）向的補償,也就是銑刀（dāo）軸向的補（bǔ）償，而（ér）對於銑刀徑向的補（bǔ）償,也就是每把銑（xǐ）刀直徑大小不一樣（yàng）,在直徑（jìng）方向的補償（cháng）叫半徑補（bǔ）償。

一、刀具半徑補償

1. 刀具半徑補償意義

數控加工（gōng）中心在程序運行時（shí）將（jiāng）刀具當（dāng）做一個點（diǎn）做軌跡運動。比（bǐ）如用刀具R3銑邊長100的正方形（xíng）凸台時，程序按（àn）邊（biān）長100的（de）正方形尺寸輸入，而刀具軸心的軌跡是（shì）邊長106的正方形，則工件（jiàn）上銑削的是符合圖紙尺寸的100的正方（fāng）形。假如（rú）不用刀（dāo）具半徑（jìng）補償功能，則加工時刀（dāo）具軸（zhóu）心的軌跡是邊長100的（de）正方形，則工（gōng）件上（shàng）銑削出的是邊長為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，使用（yòng）平麵選擇指令G17、G18或G19可分別選擇XY、ZX或YZ平麵（miàn）為補償平麵。半徑補償必須規定補償號，由補償號D存入刀具半徑值，則在執行上（shàng）述指令時，刀具可自動左偏(G41)或右偏(G42)一個（gè）刀（dāo）具半徑補償值。由（yóu）於刀（dāo）補的建立必須在包含（hán）運動的程序段中完成，因（yīn）此以上格式中，也寫入了G00(或G01)。在程序結束前應取消補（bǔ）償（cháng）。

3. 刀具半徑補償的應用

刀具半徑補償有B功能（néng）和C功（gōng）能兩種補償形式。由（yóu）於B功能刀具半徑補償隻根據本段程序進行刀（dāo）補計算，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）工件尖角處工藝（yì）性不好；C功能刀具半徑補償能自動處理兩程序段刀具（jù）中心軌跡的轉接，可完全按照工件（jiàn）輪廓來編程，因此（cǐ）現代CNC數（shù）控機床幾乎都采（cǎi）用C功能刀具半徑補（bǔ）償。

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”上看去刀具在工件的左（zuǒ）麵為左補償，刀具在工件的右麵為右補償。補償可以為“負”，當刀具半徑補償取負（fù）值時，G41和G42的功能互換。

刀具的（de）半徑值預（yù）先存入存儲器（qì）Dxx中，xx為存儲器（qì）號，當一個程序需用到幾把刀時，建議（yì）刀具號（hào）Txx和存儲器Dxx相對應，即（jí）T1號刀具半徑補償值相應地（dì）使用D01號存儲器（qì），這樣（yàng）加工時不容易搞錯。執行（háng）刀具半徑補償後，數控（kòng）係統自動計算，並使刀具按照計算結果自動補償。在加工的（de）過程中，如果零件輪廓（kuò）尺寸與圖紙（zhǐ）尺寸有差別，就可以通過修正（zhèng）存儲器Dxx中的半徑補償值，再重新運行程序以達到（dào）要求。取（qǔ）消刀具半徑補償用G40，也可用D00取消刀（dāo）具半徑補償。

使用中需注意：建立、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指令的程序段中必須同時使用G00或G01指令，而不得同時使用G02或G03，並且（qiě）建立（lì）、取（qǔ）消刀補時所運行的直線段的（de）長度要（yào）大於所（suǒ）要（yào）補償的刀具半徑值，否則補（bǔ）償功能不起作用（yòng）；而（ér）在補（bǔ）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（zàn）停等等），刀具將產生過切（qiē）或欠削。

二、刀具長度補償

1. 刀具長（zhǎng）度補償的意義

例如，要鏜一個φ40mm的孔，確（què）定要用到兩把刀,先用鑽頭鑽到φ38，再用鏜刀鏜到φ50mm，此時機床已經設定工件零點，而（ér）編程時一般都是讓刀（dāo）具快速下降到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，則鑽頭鑽削時不會撞刀。當換上鏜（táng）刀（dāo）時，如果沒有設定刀具長度補償而程序中同樣設定快速下降到Z3.這時（shí）當鏜刀比（bǐ）鑽頭短時，就（jiù）會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。

不設定刀具長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（dì）址（zhǐ）代碼值不統一是很難檢（jiǎn）查出錯誤的，而且在（zài）加工的過程中若刀具磨損了需要修改程序（xù），若一個零件加（jiā）工過程（chéng）中同一（yī）把刀要加工幾個不同的麵，那當這把刀磨損之後則要修改所有與這把刀（dāo）相關的程（chéng）序。而（ér）在編製程序中用上了刀具長度補（bǔ）償指（zhǐ）令之後（hòu），當刀具磨損後，隻需在相應的（de）刀具長度補償號中修改長度補償值就可（kě）以了，不需要再修改程序，提高了工作效率（lǜ），也（yě）保證了程序的（de）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（tā）軸也可以使用刀具長度補償，但同時規定（dìng）長度補償（cháng）隻能同時加在一個軸上，要對補償軸進行切換，必須先取消（xiāo）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___；刀具長度補償“－”。

G49或（huò）H00：取消刀具長度補償。

指令中用G43、G44指令偏移的方向（xiàng），用H指令偏置量存儲器的偏（piān）置號；G43指令叫正向補償，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（jiào）負向補償，即當用G44對刀具（jù）長度補償值指（zhǐ）定一個（gè）正值時，刀具（jù）按照負向移動。G43和G44是模態G代碼。它們（men）一直有效，直到指定同組的G代碼為止。執行程序前，需在（zài）與地址H所對應的偏置量存儲器中，存入相應的偏置（zhì）值。以z軸補償為例，若指令（lìng） 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（yuán）先的刀具補（bǔ）償，再把新調用的（de）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（bǔ）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序段前麵，否則半（bàn）徑（jìng）補償無效

例如:在下麵的（de）程序（xù）段中：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控係統不（bú）執行（háng）刀（dāo）具半徑補償若改（gǎi）為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則（zé）數（shù）控係統既（jì）執行刀具半徑係統又執行刀具長（zhǎng）度補償指令。

（2）刀具長度補償與其它指令的（de）關係

a.G43,G44指令隻（zhī）能（néng）用於直線運動之中（zhōng），在（zài）非直線（xiàn）運動（dòng）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）長度補償而不需要用專門的G49指令，為了安（ān）全起見，在一把刀加工結束或程序段結（jié）束時，都應取消刀（dāo）具長（zhǎng）度補償（cháng）；

c.刀具（jù）長度補償必須伴隨（suí）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（bèi）係統，有不同的對刀方式，而不同的對刀方（fāng）式，刀具長度補償的含意是不一（yī）樣的。如某加工（gōng）中心係統，配上自動測（cè）量儀，它的長（zhǎng）度補償（cháng）是補償（cháng）刀具的真正長度，即主軸錐孔端麵中心至刀具刃（rèn）口最底端的長度；而某係統中機上手動對刀時長度補償是指補償刀具從某一Z軸向（xiàng）基準高度下降到工件座（zuò）標原點的距離（lí），它補償的不是刀具的真正長（zhǎng）度，而（ér）是刀具下降的距離。不同的刀具有不同的長度補償（cháng）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（yǒu）不同的長度補償值，這些不同的補償值可以分別寄存在不（bú）同的長（zhǎng）度補償號H裏麵, 以備機床運行時程（chéng）序隨時（shí）調用。

（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（chuáng）座標係（xì）中X，Y，Z軸數值都為零，選擇一個工件座標係（G54～G59任選一個都（dōu）可（kě）），這時把Z值輸為零，再把刀具（jù）裝入主軸依次確（què）定（dìng）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(或刀具前（qián）端)在Z方向（xiàng）上與（yǔ）工件坐標係原點的距離值（zhí）作為長度補償值，即主軸下降（jiàng）後（hòu）此時機床坐標係的Z坐標（biāo）值直接作為每把刀的刀具長度補償值，注意數值的正（zhèng）負號不能漏。

（2）機外（wài）刀具（jù）自動預調儀（yí）測量方式（shì）

是在刀具預調儀上測出的主軸端麵至刀尖的（de）距離，輸入CNC的刀具（jù）長度偏置寄存（cún）器中（zhōng）作為（wéi）刀長（zhǎng）補償值，此（cǐ）時的刀長補（bǔ）償值是刀具的真正長度，是正值。

（3） 自動測長裝置十機內對刀方（fāng）式

設（shè）標（biāo）準刀具的長度（dù）補償值（zhí）為（wéi）零，把在刀具預調儀上測出（chū）的各刀（dāo）具（jù）長（zhǎng）度與標準刀具（jù）的長度之差分別作為（wéi）每把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（guò）機內對刀法（fǎ）測（cè）量出基準刀在（zài）返（fǎn）回機床參考點（diǎn）時刀位（wèi）點在Z軸方向與工件（jiàn）坐標係原點的距離，並輸入工件編程座標係（xì）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（fāng）法測量刀具（jù）長（zhǎng）度補償值麻煩且需要（yào）很多占機調試時間，因此效率低，但投資少. 當用同一把刀加工其它的工件時（shí）就要重新設置刀具長度補償值。

用機外刀具（jù）預調儀或（huò）自動測（cè）長裝置測量不占用有（yǒu）效機時，把（bǎ）刀具調整工作事先在（zài）刀具預調（diào）儀上完成，而且機床在加工運行時，還可在對刀儀上測量其它刀具的長度，不必因（yīn）為在機床上對刀而占用機床運行（háng）時間，提高（gāo）效率，充分發揮加工中心的作用，但是需添置刀具預調儀設備，成本較高。使用刀具長度作為刀長（zhǎng）補償（cháng），可（kě）以同一把（bǎ）刀具（jù）加工（gōng）不同工件而不需修改（gǎi）刀具長度（dù）補償值。