​數控加工（gōng）中心（xīn）是怎樣進行刀具補償（cháng）的？

加工中心（xīn）用來加工形狀複雜、工序多、精度要求較（jiào）高（gāo）的零件，因而加工一個零件需用幾（jǐ）把（bǎ）或十幾把刀具甚至更（gèng）多。由於每把刀具的直徑大小和長度都是不同的，在對被加（jiā）工零件確定工件坐標係零點後，有必要引入刀具補償功能，以保證在加工過程中各把刀下降（jiàng）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（dāo）具長度補償和（hé）刀（dāo）具半徑補償。長度補償是指主軸軸向的補償,也（yě）就是銑刀（dāo）軸向的補償，而對於銑刀徑向的（de）補償（cháng）,也就是每把銑刀直徑大小不一（yī）樣,在直徑方向的補償叫半徑補償（cháng）。

一、刀具半徑補（bǔ）償

1. 刀具半徑補償意義

數（shù）控加工中心在程序運行時將刀具當做一個點做軌跡（jì）運動（dòng）。比如用刀具R3銑邊長100的正方形凸台時，程序按邊長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（gōng）件上銑削的是符合（hé）圖紙尺寸的100的正方形。假如不用刀（dāo）具半徑（jìng）補償功能，則加工時刀具軸心的軌跡是邊長100的正方形，則工件（jiàn）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求（qiú）。

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（bǔ）償

半徑補償僅能（néng）在規定的坐標平麵（miàn）內進行，使用平麵選擇指令G17、G18或G19可分別選擇XY、ZX或YZ平麵為補償平麵。半徑補償必須規定補償號，由補償號D存（cún）入（rù）刀具（jù）半徑值，則在執（zhí）行上述（shù）指令（lìng）時，刀具可自動左偏(G41)或右偏(G42)一個刀具半徑補償值。由於刀補（bǔ）的建立必（bì）須在包含運動（dòng）的程序段中完成，因此以上格式中，也寫入了G00(或G01)。在程序結束前應取消補償。

3. 刀具半徑補償的應用

刀具半徑補償有B功能和C功能兩種補償形式。由於B功能刀具半徑補償（cháng）隻根（gēn）據本（běn）段程序進（jìn）行刀補計算，不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（yīn）此工件尖角處工藝（yì）性不好；C功能刀具半徑補償能自動處理兩程序段刀具中心軌跡的轉（zhuǎn）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（jìng）補償。

刀（dāo）具半徑補償的方向（xiàng）怎麽樣（yàng）判斷呢？判斷的方法：“順著刀具運行的方（fāng）向”上看去刀具在工件的左（zuǒ）麵為（wéi）左補償，刀具在工件的右麵為右補償。補償可（kě）以為“負”，當刀具半徑補償取負值時，G41和G42的功能互換（huàn）。

刀具（jù）的半徑值（zhí）預先存入存儲器Dxx中，xx為存儲器號，當一個（gè）程序需用到幾把刀時，建議刀具號Txx和存儲器Dxx相（xiàng）對應，即T1號刀具半徑（jìng）補償值相應地（dì）使用D01號存儲器，這（zhè）樣加工時不容易搞錯。執行刀具半徑（jìng）補（bǔ）償後，數控係統自（zì）動（dòng）計算，並使刀具按照計算結果自（zì）動補償（cháng）。在加工的過程（chéng）中，如果零件輪廓（kuò）尺寸與圖紙尺寸（cùn）有差別，就（jiù）可（kě）以通過修正存儲器Dxx中的半徑補償值，再重新運行程（chéng）序以達到要求。取消刀具半（bàn）徑補償用（yòng）G40，也可用D00取（qǔ）消刀具半徑補償。

使用中（zhōng）需注意：建立（lì）、取消刀（dāo）補時，G41、G42、G40指令（lìng）必須與G00或（huò）G01指令共段，即使用G41、G42、G40指令的程（chéng）序（xù）段中必須同時使用G00或（huò）G01指令，而（ér）不得（dé）同時使用G02或G03，並且建立、取消刀補時所運行的直線段（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用；而在補償方式中，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（jiāng）產生過切（qiē）或欠削。

二、刀具長度（dù）補償（cháng）

1. 刀（dāo）具長度補償的意義

例如，要鏜一個φ40mm的孔，確定要用到兩把刀,先用鑽（zuàn）頭鑽到φ38，再用鏜刀鏜到φ50mm，此時機床已經設定工件零（líng）點，而編程時一般都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（de）Z原點，則鑽頭（tóu）鑽削時不會撞刀。當換上鏜刀時，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（dào）Z3.這時當鏜刀比鑽頭短時，就會出現鏜孔鏜不通的現（xiàn）象，而當（dāng）鏜刀比鑽頭長時就會出（chū）現撞刀。

不設定刀具長度補償（cháng）而在程序（xù）中通過修（xiū）改Z地址值（zhí）來保證加工零（líng）點的正確將會（huì）很容易出錯，因為程序長了各段（duàn）地址代碼值不統一是很難檢查出（chū）錯（cuò）誤的，而且在加工的過程中若刀（dāo）具（jù）磨損了需要修改程序，若（ruò）一個零件加工（gōng）過程中同一把刀要加工幾個不同的麵，那當這把（bǎ）刀磨損之後則要（yào）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（dāng）刀具（jù）磨損後，隻需在（zài）相應（yīng）的刀具長度補償號中修改長度補償值就可以了，不（bú）需要（yào）再（zài）修改程序，提（tí）高（gāo）了工作效率，也保證了程序的安全運行。

2. 刀（dāo）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（cháng），但同時規定長度補償隻能同時加在一個軸（zhóu）上，要對補（bǔ）償軸（zhóu）進行切換（huàn），必（bì）須先（xiān）取消對前麵軸的補償。

（1）指令格式：

G43α___H___；(α指X、Y、Z任（rèn）意一軸)，刀具長度補償“＋”。

G44α___H___；刀具長（zhǎng）度補償“－”。

G49或H00：取消刀具長（zhǎng）度補償。

指令中用G43、G44指令偏移（yí）的（de）方向，用H指令偏置量（liàng）存（cún）儲器的（de）偏置號；G43指令叫正向補償，即當用（yòng）G43對刀（dāo）具長度補償值指定一個正（zhèng）值時，刀具按照正（zhèng）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）指定一個正值時，刀具按照負（fù）向移動。G43和G44是模態G代碼。它們一直有效（xiào），直到（dào）指定同組的G代碼為止。執行（háng）程序前，需在（zài）與地址H所對應的偏置量存儲器中，存入相應的偏置值。以z軸補償為例，若指（zhǐ）令 GOO G43 Z100.0  H01；並於H01中存入“-200.0”，則執行該指令（lìng）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（qiú）結果作為Z軸移動值。加工程序（xù）每調用（yòng）不（bú）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（zhì）器中補償)指令時，必須（xū）把含有長度補（bǔ）償的程序段寫在含有半（bàn）徑（jìng）補償的程序段前麵，否則半徑補償（cháng）無（wú）效

例如:在下麵的程序段中：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控係統不執行刀具半徑補償若改為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則（zé）數控係統既執行刀具半徑係統又執行刀具長度補償指令（lìng）。

（2）刀具長度補償與其它指（zhǐ）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長度（dù）補償而不需要（yào）用專門的G49指令，為了安全起見，在一把（bǎ）刀（dāo）加工結束或程（chéng）序段結束時，都應取消刀具長度補（bǔ）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（cháng）值的確定

不同的設備係（xì）統，有不同（tóng）的（de）對刀方式（shì），而不同的（de）對（duì）刀方式（shì），刀具長度補償的含意是不一樣的。如某加工中心係統，配上自動測量儀，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）刀具刃口最底端的長度；而某（mǒu）係統中（zhōng）機上（shàng）手動對刀（dāo）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（gōng）件座（zuò）標原點的距離，它補償的不是刀具的真（zhēn）正長度，而是刀具下降的距離。不同的刀具有不同的長度補償值；而機內手動對刀（dāo）時同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（bǔ）償值，這些不同的補償值可（kě）以分別寄存在不同的長度（dù）補償號H裏麵, 以備機床運行時程序隨時調用。

（1）機內手（shǒu）動對刀測量方式

讓Z軸回到機床參考點，這時（shí）機床座標係中X，Y，Z軸數值都為零（líng），選擇一個工件座標係（G54～G59任選一個（gè）都可），這時把Z值輸為零，再把刀具裝（zhuāng）入主軸依次確定每把刀具（jù）與工件在機床坐標係中（zhōng）的Zo平麵相接觸，即利用刀尖(或刀具前端)在Z方向上與工件坐標係原點的距離值作為長度補償值，即主軸下降後此時機床坐標係的Z坐標值直接作（zuò）為每把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（fāng）式

是在刀（dāo）具預調儀上測出的主軸端麵至刀尖的距離，輸入CNC的刀具長度偏置寄存器中作為刀長（zhǎng）補償值，此時（shí）的（de）刀長補償值是刀具的真正長度，是正（zhèng）值。

（3） 自動（dòng）測長裝置十機內對刀方（fāng）式

設標準刀具的長度補償值為零（líng），把在刀具預調儀上測出（chū）的各刀具（jù）長度與標準刀具的長度之差分別作為每（měi）把刀的刀具長度補償值.其中，比標準刀具長（zhǎng）的記為（wéi）正值，比標準刀（dāo）具短的補償值記為負值。

先通過機內對刀法測量出（chū）基準刀（dāo）在返回機（jī）床參考點時刀位點在Z軸方（fāng）向與工件（jiàn）坐標係原點的距離，並輸入工件編程座標係中。

5. 刀具長度補償值測量方式的（de）比較

用機上手動測量方（fāng）法測量刀具長（zhǎng）度補償值麻煩且需要很多占機調試時間（jiān），因此（cǐ）效率低，但投資少. 當（dāng）用同一（yī）把刀加（jiā）工（gōng）其它（tā）的工件（jiàn）時就要重新（xīn）設置刀（dāo）具長度補償值。

用機外刀具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（xiān）在刀具預調儀（yí）上完成，而且機床在加工運行時，還可在對刀儀上測（cè）量其它刀具的長（zhǎng）度，不必因為在機床上對刀而占（zhàn）用機床運行時間，提高效率（lǜ），充分發揮加工中心的（de）作用，但是需添置（zhì）刀具預調儀設備，成（chéng）本較高。使用刀具長度作為刀長補償，可以（yǐ）同一把刀（dāo）具加工（gōng）不同工件而不需修改刀具長度補償（cháng）值。