​數控車床加工刀具補償功能

一、數控車（chē）床用刀具（jù）的交換功能

1. 刀具的（de）交換

指令（lìng）格式一：T0101；

該指令為FANUC係統轉刀指令，前（qián）麵的T01表示換1號刀，後麵的01表示使用1號刀具（jù）補償。刀具號與刀補號可以相同（tóng），也可以不同。

指令格式二： T04D01；

該指令為SIEMENS係統轉刀指令，T04表示換4號刀，D01表示使用4號刀的1號刀沿作（zuò）為刀具補（bǔ）償存儲器。

2. 換刀點

所謂換刀點是指刀架自（zì）動轉位時的位置。

大（dà）部分數控車床，其換（huàn）刀點的（de）位置是任意的，換刀（dāo）點應選在刀具交換過程中與工件或（huò）夾具不發生幹涉的位置。還有一些機床的換刀點位（wèi）置是一個固定點，通常情況下，這些點選（xuǎn）在靠近機（jī）床參考點的位置，或者取機（jī）床的第二參考點來作為換刀點。

二、刀具補（bǔ）償功能

1. 刀具補（bǔ）償功（gōng）能的定義（yì）

在數控編程過程中，為使編程工作更加方便，通常將數控刀（dāo）具的刀尖假（jiǎ）想成一個點，該點稱為刀位（wèi）點（diǎn）或刀（dāo）尖點。

數控機（jī）床根據刀具實際尺寸，自動（dòng）改變機床坐標軸（zhóu）或刀具刀位點位置，使實際加工輪廓和編程（chéng）軌跡完全一致的功能，稱為（wéi）刀具補償（係統畫麵上為“刀具補正”）功能。

數控車床（chuáng）的刀具補償（cháng）分為：

刀具偏（piān）移（也稱為刀具長（zhǎng）度補償）

刀尖圓弧半（bàn）徑（jìng）補償

2. 刀位點的概念

所謂刀位點是指編製程序和加工時，用於表示刀具（jù）特征的（de）點，也是對刀和加工的基準點。  數控車刀的刀位點。尖形車刀的刀位點通常是指刀具的刀尖（jiān）；圓弧形車（chē）刀的刀位點是指圓弧刃的圓心；成形刀具的刀位點也通（tōng）常是指刀尖。

三、刀（dāo）具偏移補償（cháng）

1. 刀（dāo）具偏移的含義

刀具偏移是用來補償（cháng）假定刀具長度與基準刀具（jù）長度（dù）之長度差的功能。車床數控係統規定X軸與Z軸（zhóu）可同時（shí）實現刀具偏移。

刀具幾何偏移（yí）：由於刀具的幾何形狀不同和（hé）刀具安裝位置不同而產生（shēng）的刀具偏移。

刀具磨損偏移：由刀具刀尖的磨損產生的刀具偏移。

FANUC係統的刀具幾何偏移參數設置，如要進行刀具磨損偏移設置則隻需按下軟鍵[磨（mó）耗]即可進入相應的設置（zhì）畫麵。

圖中（zhōng）的代碼“T”指刀沿類型，不是指（zhǐ）刀具號（hào），也不是指刀補號。

2. 利用刀具幾何偏移進行對刀操作

（1）對刀操作的定義（yì）

調（diào）整每把刀的刀位點，使（shǐ）其盡量重合於某一理想基（jī）準點（diǎn），這一過（guò）程稱（chēng）為對刀。

（2）對刀操作的過程

1）手動操作加工（gōng）端麵，記錄下刀位點的Z向機械坐標值（zhí）。

2）手動操（cāo）作（zuò）加工外圓，記錄下（xià）刀位點的X向機械坐標值，停機測量工件直徑（jìng），計算（suàn）出（chū）主軸中心的機械坐標值。

 3）將X、Z值輸入相應的（de）刀具（jù）幾何偏移存儲器中。

（3）利用刀具幾何偏移進行對刀操作的實質

利用刀具幾何偏（piān）移進行對刀的實質就是利用刀（dāo）具幾何偏移使工件坐標（biāo）係（xì）原（yuán）點與機床原點重合。

3. 刀具偏移的應用

利用刀具偏移功能，可以修整因對刀（dāo）不正確或刀具磨損（sǔn）等（děng）原因造成的工件加工誤差。

例：加工外圓表麵時，如果外圓直徑比要（yào）求的（de）尺寸大了0.2mm，此時隻需（xū）將刀具偏移存儲器中的X值減小0.2，並用原刀具及原程序重新加工該零件，即可修整該加工誤差。同樣，如出現Z方向的誤差（chà），則其修整辦法相同。

四（sì）、刀尖圓弧半徑補償（G40、G41、G42）

1. 刀尖圓弧半徑補償的定義（yì）

在實（shí）際加工（gōng）中，由於刀具產生磨損及精加工的需要，常將車刀的刀尖修磨成半徑較小的圓弧，這時的刀位點為刀尖圓弧的圓心。

為確保工件輪廓形狀，加工時不允許刀具刀尖（jiān）圓弧的圓心運動軌跡與被加工工件輪廓重合，而應與工（gōng）件輪廓偏移（yí）一個半（bàn）徑值，這種偏（piān）移稱為刀尖圓（yuán）弧半徑補償。圓弧（hú）形車刀的刀刃半徑偏移也與其相同。

2. 假想刀尖與刀尖圓弧半徑

在理想狀態（tài）下，我們總（zǒng）是將尖（jiān）形車刀的刀（dāo）位點假（jiǎ）想成一個點，該點即（jí）為假想刀尖（圖中的A點）。

在對刀時也（yě）是以假想刀（dāo）尖進（jìn）行對刀。但實際加工中的車刀，由（yóu）於工藝或其他要求，刀尖往往不是一（yī）個理想的點，而是一（yī）段圓弧（hú）（如圖中的BC圓弧）。

所謂刀尖圓弧（hú）半（bàn）徑是指車刀刀尖圓弧所（suǒ）構成的假想（xiǎng）圓半徑（圖中（zhōng）的r）。實（shí）踐中，所有車刀均有大小不等或近似的刀尖圓弧，假想刀尖在實（shí）際加工中是不存在的。

3. 未使用刀尖圓弧半徑補償時的加工誤差分析

（1）加工台階麵或端麵時，對加工表（biǎo）麵的尺寸和形狀影響不大，但在端麵的中心位置（zhì）和台階的清角位置會產生（shēng）殘留誤差

（2）加工圓錐麵時，對圓錐的錐度不會產（chǎn）生影響，但對錐麵的大小端尺寸會產生較大的影響，通常情況下，會使外錐麵的尺寸變大，而使內錐麵的（de）尺寸變（biàn）小。

（3）加工圓弧時，會對圓（yuán）弧（hú）的圓度和圓弧（hú）半徑產生影響。

加工（gōng）外凸圓弧（hú）時，會使加工（gōng）後的圓弧半徑變小

其值=理論輪廓半徑R–刀尖圓弧半徑r，。

加工內凹（āo）圓（yuán）弧時，會使加（jiā）工後的圓弧半徑變大

其值=理論輪廓半徑（jìng）R+刀尖（jiān）圓弧半徑r，。

4. 進行刀具半徑補償時應注意的事項

（1）刀具圓弧半徑補償模式的建立與取消程序段隻能在G00或G01移動指令模式（shì）下才有效。

（2）G41／G42不帶參數，其補償號(代表所（suǒ）用刀具對應的刀尖半徑補償值)由T指令指（zhǐ）定。該刀尖圓弧半徑（jìng）補償號與刀具（jù）偏置補償號對應。

（3）采用切線切入方式或法線切入方（fāng）式建立或取消刀補。對於（yú）不便於沿工件輪廓線方（fāng）向切向或法向切入切出（chū）時，可根據情況增加一個過渡圓弧的輔助（zhù）程序段。

（4）為了防止在刀具半徑補（bǔ）償建立與取消過程中刀具產生過切現象，在建立與取消（xiāo）補償時，程序（xù）段的起始位置與終點位置最好與補償方向在同（tóng）一側。

 （5）在刀具補（bǔ）償模式下，一般不允許存在連續兩段以上的補償平麵內非移（yí）動指令，否則刀具也會出現過切等（děng）危（wēi）險動作。補償平麵非移動指令通常指僅有G、M、S、F、T指令的程序段（如（rú）G90、M05）及（jí）程序暫停程序段（duàn）（G04 X10.0）。

 （6）在選擇刀尖圓弧（hú）偏置方向和刀沿位置時，要特別注意前置刀架和後置刀架（jià）的區別。