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（fù）雜、工（gōng）序多、精度要求較（jiào）高的零件，因而加工一個零件需用幾把或十幾把刀具甚至更多。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（gōng）零件確定工件（jiàn）坐標係零點後（hòu），有必要引入刀具補（bǔ）償功能，以保證在加工過程中各把刀下降到正確的高度和以正（zhèng）確的刀具路徑進行切削加工。

刀具補償可分為刀具長度補償和刀具半徑補償。長度補償是指主軸軸向（xiàng）的補償,也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（zài）直徑方向的補償叫半（bàn）徑補償。

一、刀具半徑（jìng）補償

1. 刀具半徑補償意義（yì）

數控（kòng）加工（gōng）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（chéng）序按（àn）邊長100的正方形（xíng）尺寸輸入，而刀具軸（zhóu）心的（de）軌跡是邊長106的正方形，則工（gōng）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（gōng）能，則加工時刀（dāo）具軸心的軌（guǐ）跡是邊長100的正方形，則工件上銑削出的是邊長為94的正方形（xíng）凸台，不符合圖紙尺（chǐ）寸的要求。

2. 指令格式

G17/G18/G19  G00/G01  G41/G42  IP_D_

G41：刀具半徑（jìng）左（zuǒ）補償

G42：刀具半徑右補償

半徑補償（cháng）僅能在規定的坐標平麵內進行，使用平麵選擇指令G17、G18或G19可（kě）分別選擇XY、ZX或YZ平（píng）麵為補償平麵。半徑補償必須規定補償號，由補償號D存入刀（dāo）具半徑值（zhí），則在執行上述指令時，刀具可自動左偏(G41)或右偏(G42)一個刀具半徑（jìng）補償值。由於（yú）刀補的建立必須在（zài）包含運（yùn）動的程序段（duàn）中完（wán）成，因此以上格式中，也（yě）寫入了G00(或G01)。在程序結束前應取消補償。

3. 刀具（jù）半徑補償的應用

刀具半（bàn）徑補償有B功能和C功能兩種補償（cháng）形式。由於（yú）B功能刀具半徑補償隻根（gēn）據本段程（chéng）序進行刀補計算，不能（néng）解決程序段之間的過渡問題，要（yào）求將工件輪（lún）廓處理成圓角過渡，因此工件尖（jiān）角處工藝性不好；C功能（néng）刀具半徑補償能自（zì）動處理兩程（chéng）序段刀具中心軌（guǐ）跡的轉接，可完全按照工（gōng）件輪廓來編程，因此現代CNC數控機（jī）床幾（jǐ）乎（hū）都采用C功能刀具半徑（jìng）補償（cháng）。

刀具半徑補償的方（fāng）向（xiàng）怎麽（me）樣判斷呢？判斷的（de）方法：“順（shùn）著刀具運行的方（fāng）向”上看（kàn）去刀具（jù）在工件的左麵為左補償，刀具在（zài）工（gōng）件的右（yòu）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。

刀具的半徑值（zhí）預先存入存儲器Dxx中，xx為存儲器號，當一個程序需用到幾把刀時，建議刀具號Txx和存儲器Dxx相對應（yīng），即T1號刀（dāo）具半徑補償值相應地使（shǐ）用D01號（hào）存儲器，這樣加工時不容易搞錯。執行（háng）刀具半（bàn）徑補償後，數控係統（tǒng）自動計算，並使（shǐ）刀具按照計算結果自動補償。在加工的過程中，如果零件輪廓尺寸與圖紙尺寸有差別，就可以通過修正存儲器Dxx中（zhōng）的（de）半徑補償值，再重（chóng）新運行（háng）程序以達到要求。取消刀具半徑補償（cháng）用G40，也可用D00取消刀具半徑補（bǔ）償。

使用中需注意（yì）：建立、取消刀（dāo）補時，G41、G42、G40指令必須與（yǔ）G00或G01指令共段，即使用G41、G42、G40指令的程（chéng）序段中必須（xū）同時使用G00或G01指令，而不得同時使用G02或G03，並且建立、取消刀（dāo）補時所運行（háng）的直線段的長度要（yào）大於所要補償（cháng）的刀具半徑值，否則補償功能不起作用；而在補償方（fāng）式中，寫入2個或更多刀（dāo）具不移動的程序段（輔（fǔ）助（zhù）功能（néng），暫停等等），刀具將產生過切或欠削。

二、刀具長度補償

1. 刀具長度補償的意（yì）義

例如，要鏜一個φ40mm的孔，確定要（yào）用到兩把刀（dāo）,先用鑽頭鑽到φ38，再用鏜刀鏜到φ50mm，此（cǐ）時機床已經設（shè）定工件零點，而編程時一般都（dōu）是讓刀具快速（sù）下降到Z3.的高度開始切削,若是以（yǐ）鑽頭對刀（dāo）確定工件座標係的Z原點，則鑽頭鑽削時不會撞刀。當換上鏜刀時，如果沒有設（shè）定刀具長度補償而程（chéng）序中同樣設定快速下降到Z3.這時當（dāng）鏜刀比鑽頭（tóu）短時，就會出現鏜孔（kǒng）鏜不通的（de）現象，而當鏜刀比鑽頭長時就會出現撞刀。

不設定（dìng）刀具（jù）長（zhǎng）度補償（cháng）而在程序中（zhōng）通過修改Z地址值來（lái）保證加工零點的正確將會很容易出錯，因為（wéi）程序長了各段地址代碼值不統一（yī）是很難檢查出錯誤的，而且在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，那當這把刀磨損之後則要修改所有與這把刀相關的程序。而在編製程序中用上了刀具長度補償指令之（zhī）後，當刀具磨損（sǔn）後，隻需在相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（chéng）序，提高了工作效率，也保證了程序（xù）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，但同時規定長度補償隻能同時加（jiā）在一個軸上，要對補償（cháng）軸（zhóu）進行切換，必須先取消對（duì）前麵軸的補償。

（1）指（zhǐ）令格式：

G43α___H___；(α指X、Y、Z任意一（yī）軸)，刀具長度補償（cháng）“＋”。

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指令偏移的方（fāng）向，用（yòng）H指令偏置量（liàng）存儲器的偏置（zhì）號；G43指令叫正向補償，即當用G43對刀具長度補償值（zhí）指定一個正值時，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（shì）模態G代碼。它們一直（zhí）有效，直到指定同組的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軸補償為例，若指令 GOO G43 Z100.0  H01；並於（yú）H01中存入“-200.0”，則執行該指令時，將用Z坐標值（zhí）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（yào）先取消掉原（yuán）先的刀（dāo）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（chā）入取消指令（lìng）Ｇ49或（huò）H0.

3. CNC係統中刀具長度補償功能與其他指（zhǐ）令的關係

（1）刀具長度補償與（yǔ）半徑補償功能的關係

如果在（zài）零件的數控加工程序中，既有刀具長度補償又有刀（dāo）具半徑補償（cháng）(在控製器中補（bǔ）償)指（zhǐ）令（lìng）時（shí），必（bì）須把（bǎ）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（zhí）行刀具半徑補償（cháng）若（ruò）改（gǎi）為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

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

（2）刀具（jù）長度補償與其它指令的關係

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

b.G43,G44為（wéi）同組模態（tài）指令，它們（men）會自動（dòng）取消上次刀具（jù）長度補償而不需要用專門的G49指令，為了安全起見，在一把刀加工結束或程序段結束時，都應取消刀具長度補償；

c.刀具（jù）長度（dù）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

不同的設備係統，有不同的對刀方式，而不同的對刀方式，刀（dāo）具長度補償的含意是不一樣的。如某加工中（zhōng）心係統，配上自動測量儀，它（tā）的長度補償是補（bǔ）償刀具的真正（zhèng）長度，即（jí）主軸錐孔端麵中心至刀具刃口（kǒu）最底端的長（zhǎng）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（yī）Z軸向（xiàng）基準高度下降到（dào）工件座標（biāo）原點的距離，它補償的不是刀具的真正（zhèng）長度，而是（shì）刀（dāo）具下降的距離。不同的刀具有（yǒu）不同的長（zhǎng）度補償值；而機內手動對刀時同一把刀加工不同（tóng）工件編程原點的（de）零件時也有不同的長度補償值，這（zhè）些不同的補償值可以分別寄（jì）存在不同的長度補償號H裏麵, 以備（bèi）機床運行時程序隨時調用。

（1）機內手動對刀測量方式

讓Z軸回到機床參考點，這時機床座標係中X，Y，Z軸數值都為（wéi）零，選擇一個工件座標係（G54～G59任選一個都可），這時把Z值輸為（wéi）零，再把刀具裝入主軸依（yī）次確定每把刀具與工件在機床坐標係中（zhōng）的Zo平麵相接觸，即利（lì）用刀尖(或刀具前端)在Z方向上與工件（jiàn）坐標係原點的距離值作為長度補償值，即主（zhǔ）軸下降後此時機床坐標係的Z坐標值直接（jiē）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）機外刀具自動預調儀測量方式（shì）

是在刀具預調儀上測出的主軸端麵至刀尖的距離（lí），輸入CNC的刀具長度偏置寄存器中作為刀長（zhǎng）補償值，此時（shí）的刀長補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式

設標準刀具的長度補償值為零（líng），把在刀具預調儀上（shàng）測出的各刀具長度（dù）與標準刀具的長（zhǎng）度之差分別作為每把刀的刀具長度補償值.其中，比標準刀（dāo）具（jù）長的記（jì）為正值，比標（biāo）準刀具短（duǎn）的補償值記為（wéi）負值。

先通過機內對刀法測量出基準（zhǔn）刀在返回機床參考（kǎo）點時刀位點在Z軸方（fāng）向（xiàng）與工（gōng）件坐標係原點的距離，並輸入工件（jiàn）編程座標係中。

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刀具長度補償值麻煩且需要很多占機調（diào）試（shì）時間，因此效率低，但投資少. 當用同一把刀加工其它的（de）工件時就要重新設置刀具長度補償值。

用機外刀具預調儀或自（zì）動測長裝置測量不占用有效機（jī）時，把（bǎ）刀具調整工作事先在刀具預調儀上完成，而且（qiě）機床在加工運行時，還可在對刀儀上測量其它刀具的長度，不必因為在機床上對刀而占用機床運行時間，提高效率，充分發揮（huī）加工（gōng）中心的作用，但是需添置刀具預調儀設備，成本較高（gāo）。使用刀具長（zhǎng）度作為刀長補（bǔ）償，可以同一（yī）把刀具加工不同工件（jiàn）而不需修改刀（dāo）具長度補償值。