​數控加工中心是怎（zěn）樣進行刀具補償的？

加（jiā）工中心用來加工形狀複雜、工序多、精度（dù）要求較高的零件，因而加工（gōng）一（yī）個零件需用幾把或十幾把刀具甚至（zhì）更多。由於每把（bǎ）刀（dāo）具的直徑大小和長度都是不（bú）同的，在對被加工零件確定工件坐標係零點（diǎn）後，有必要引入刀具補償功能，以保證在加（jiā）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補償（cháng）和刀（dāo）具半徑補償。長度補償是指（zhǐ）主軸軸向的補償,也就是（shì）銑刀軸向的補償，而對於（yú）銑刀徑向的補償（cháng）,也就是每（měi）把銑刀直徑大小不一樣,在直徑方向的補償叫半徑補償。

一、刀具半徑補償

1. 刀具半徑補償意義（yì）

數控加工中心在程序運行時將刀具當（dāng）做一個點做軌跡運（yùn）動（dòng）。比如用刀具R3銑邊長100的正方形凸台時（shí），程序按邊（biān）長100的正方形尺寸輸入，而刀具（jù）軸心的軌跡是邊長106的正方形，則工件上銑削的（de）是符合（hé）圖紙尺寸的100的（de）正方形。假如不用（yòng）刀具半徑補償功能（néng），則加工時刀（dāo）具軸（zhóu）心的軌跡是邊長100的（de）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（tú）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（jù）半徑（jìng）右補償

半徑補償僅能在規定的坐標（biāo）平麵內（nèi）進行，使用平麵選擇指令G17、G18或（huò）G19可分別選擇XY、ZX或YZ平麵為補償平麵。半（bàn）徑補償必須規定補償號，由補償（cháng）號（hào）D存入刀具半徑值，則在執行上述指令時（shí），刀具可（kě）自動左偏(G41)或右偏(G42)一個刀具半徑補償值。由於刀補的建立必須在包含運動的程序段中完成（chéng），因此以上格式中，也寫入了G00(或（huò）G01)。在程（chéng）序結束前（qián）應取消補償。

3. 刀具半徑補償的應用

刀具半（bàn）徑補償有（yǒu）B功能和（hé）C功能兩種補（bǔ）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（jì）算，不（bú）能解決程序段之間的過渡問題，要求將工件輪廓處理成圓角過渡，因此工件尖角處（chù）工藝性不好；C功能刀具半徑補償能（néng）自動處理（lǐ）兩程序段刀具中（zhōng）心軌跡的轉接，可完全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（bǔ）償。

刀具半徑補償的方向（xiàng）怎麽樣判斷呢？判斷的方法：“順著刀具運（yùn）行的方向”上看去刀具在工件的左麵為左補償，刀具在工（gōng）件的（de）右麵為（wéi）右補償。補償（cháng）可以為“負”，當刀具半徑（jìng）補償取負值時，G41和G42的功能互換。

刀具的半（bàn）徑值預先存入存儲器Dxx中，xx為存儲器號，當一（yī）個程序需用到幾把刀時，建議刀具號Txx和存儲器Dxx相對應，即T1號刀具半徑補償（cháng）值相應地使用D01號（hào）存儲（chǔ）器，這樣加工時不（bú）容易搞錯。執行刀具半徑補償後，數控係統自動計算，並使刀具按（àn）照計算（suàn）結果自動補償。在（zài）加工的過程中，如果（guǒ）零件輪廓尺寸與（yǔ）圖紙尺寸有差別，就（jiù）可以通過修正存儲器（qì）Dxx中的半徑補償值，再重新運行程序以達到要求。取消刀具半徑補（bǔ）償用G40，也可用D00取消刀具半（bàn）徑（jìng）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，並且建立、取消刀（dāo）補時所運行的直線段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用；而在補償方式中，寫（xiě）入2個或更多刀具不移動的程序段（輔助功能，暫停等等（děng）），刀具將產生（shēng）過切（qiē）或欠削（xuē）。

二、刀具長度補（bǔ）償

1. 刀具長度（dù）補償的意義

例如，要鏜一個φ40mm的孔，確定要用到兩（liǎng）把刀,先（xiān）用鑽頭鑽到φ38，再用鏜刀鏜到φ50mm，此時機床已（yǐ）經設定工件零點，而編程時一般都（dōu）是讓刀具快速下降到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（huì）撞刀。當換上鏜刀（dāo）時，如果沒有設定（dìng）刀具長（zhǎng）度（dù）補償而程序中同樣設定快速（sù）下降到Z3.這時當鏜刀比鑽頭短時，就會出現鏜（táng）孔鏜不通的現象，而當鏜（táng）刀（dāo）比鑽頭長時就會出現撞刀。

不設定（dìng）刀具長度補償而在程序中通過修改Z地址（zhǐ）值來保證加工零（líng）點（diǎn）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是很難檢查出錯誤的（de），而（ér）且在加工的過程中若刀具磨損了需要修改程序，若（ruò）一個（gè）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（yǒu）與這（zhè）把刀相關的（de）程序。而在編製程序（xù）中用上了刀具長度（dù）補償指令之後，當刀具（jù）磨損後，隻需（xū）在相應的刀具（jù）長度補償號中修改長度補償值就可以了，不需（xū）要再修改（gǎi）程序，提（tí）高了（le）工作效率，也保證了程序的安全運行。

2. 刀具長度補償（cháng）G43、G44、G49

係統規（guī）定除Z軸之外，其他軸（zhóu）也可以使用刀具長度補償，但同（tóng）時規定長度補償隻能同時加（jiā）在一個軸上，要對補償軸進行切換，必須先取消對前麵（miàn）軸的補償。

（1）指令格式：

G43α___H___；(α指X、Y、Z任意一軸)，刀具長度補償“＋”。

G44α___H___；刀具長度補償“－”。

G49或H00：取消刀具長度補償。

指（zhǐ）令中（zhōng）用G43、G44指令偏移的方向，用H指令（lìng）偏置量存儲器的（de）偏置號；G43指令叫正向補償，即當用G43對刀具（jù）長度補償值指定一個正值時，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（yī）個正值時，刀（dāo）具按照負向移（yí）動。G43和G44是模態G代碼。它們一直有效，直到（dào）指定同組的G代碼為（wéi）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（cháng）為例，若指令 GOO G43 Z100.0  H01；並於H01中存（cún）入“-200.0”，則執行該指令時，將用Z坐標（biāo）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（chéng）序每調用不同的刀具的時候，都（dōu）要先取消掉原先的刀具補償，再把新調用的刀具長度補（bǔ）償進去（qù）；而在程序結束前也要記得插入取消指令Ｇ49或H0.

3. CNC係（xì）統中刀具長（zhǎng）度補償功（gōng）能（néng）與其他指（zhǐ）令的關（guān）係

（1）刀具長度補償與半徑補償功能（néng）的關係

如（rú）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（hán）有長度補償的程序段寫在（zài）含（hán）有半徑補償的程序段前麵，否則半徑補償無效

例如（rú）:在下麵的程序段中（zhōng）：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數（shù）控係統（tǒng）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（bàn）徑（jìng）係統又執行刀具長度補償指令。

（2）刀具長度補償（cháng）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（zhí）線運動語句中使用時會產生報警；

b.G43,G44為同組模態指（zhǐ）令，它（tā）們會自動取消上次刀具長度補償而不需要用專門的G49指（zhǐ）令，為了（le）安全起見，在一把刀加（jiā）工結束或程序段結束時，都（dōu）應取消刀具長度補償；

c.刀具長度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（shè）備（bèi）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不一樣的。如某（mǒu）加工中心係統，配上自動（dòng）測量儀，它的長度補償是（shì）補償刀具的真正長度，即主軸錐孔端麵中心至（zhì）刀具刃（rèn）口最底端的長度；而某係統中機上手動（dòng）對刀時長度補償是指補（bǔ）償刀具（jù）從（cóng）某一Z軸向基準高度下降到工件座標原點的距離，它補償的不是（shì）刀具的真正長（zhǎng）度，而是刀具（jù）下降的距離。不同的刀具（jù）有不同的長度補償值；而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（bú）同的長度補償值，這些不同的補償（cháng）值可以分別寄存在不（bú）同（tóng）的長度補償號H裏（lǐ）麵, 以（yǐ）備機床運行時程序隨時調（diào）用（yòng）。

（1）機內（nèi）手動對刀測量方式（shì）

讓Z軸回（huí）到機床參考點，這時機床座標（biāo）係中X，Y，Z軸數值都為零，選擇一個工件座（zuò）標係（G54～G59任選一個都可），這時把Z值輸為零，再把刀具（jù）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(或刀具前端)在Z方向上與工件坐（zuò）標係原點的距離值作為長度補償值，即主（zhǔ）軸下降後此（cǐ）時（shí）機（jī）床坐標係的Z坐（zuò）標值（zhí）直接作為每把（bǎ）刀的刀具長度補償值，注意數值的正負號不能漏。

（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（de）距離，輸入CNC的刀具長度偏置寄存器中作為刀長補償值（zhí），此時的（de）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，把在刀具預調儀上測（cè）出的各刀具（jù）長度與標準刀具的長度之（zhī）差分別作為每把刀的刀具長度（dù）補償值.其中，比標準刀具長（zhǎng）的記為（wéi）正值，比標準刀具短的（de）補償值（zhí）記為負值。

先通過機內對刀法測量出基準刀在返回機床（chuáng）參考點時刀位點（diǎn）在Z軸方向與工件坐（zuò）標（biāo）係原點（diǎn）的距離，並輸入工件編程（chéng）座標係中。

5. 刀具長度補償值測量方式（shì）的比較

用機上（shàng）手動測量方法測量刀具長度補（bǔ）償值麻煩（fán）且需要很多占機調試（shì）時間（jiān），因此效率低，但投資少. 當用同一（yī）把刀加工其它的（de）工件時就要重新設置刀具長度補償值（zhí）。

用機外刀具預調儀或自動測長裝置測量不占（zhàn）用有效機時，把刀具調整工作事先在刀（dāo）具預調儀上完成，而且機（jī）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（yòng）機（jī）床運行（háng）時間，提高效率，充分發（fā）揮加工中心的作用，但是需添置刀具（jù）預調儀設備，成本（běn）較高。使用刀具長度作為刀長補償，可以同一把刀具加工不同工件而不需修改刀具（jù）長度（dù）補償值。