一文搞懂數（shù）控車（chē）床（chuáng）加工刀具（jù）補償功能

一、數控車床用（yòng）刀具的交換功能

1. 刀具的交換

指令格式一（yī）：T0101；

該指令為FANUC係統轉刀指（zhǐ）令（lìng），前麵（miàn）的T01表示換1號刀，後麵的01表示使（shǐ）用1號刀具（jù）補（bǔ）償。刀具號（hào）與刀補號可以相同，也（yě）可以不同。

指令（lìng）格式（shì）二： T04D01；

該指令為SIEMENS係統轉刀指令，T04表示換4號刀，D01表（biǎo）示使用4號刀的1號刀沿作為刀（dāo）具補償存儲器。

2. 換刀點

所謂換刀點是指刀架自動轉位時的（de）位置。

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

二、刀（dāo）具補償（cháng）功能

1. 刀具補償功（gōng）能的定義

在數控編程過程中，為使（shǐ）編程工作更加方便，通常將（jiāng）數控刀具（jù）的刀尖假想（xiǎng）成一（yī）個點，該點稱為刀位點或刀尖點。

數控機床根據刀具（jù）實際尺寸，自動（dòng）改變機床坐標軸或刀具刀位點位（wèi）置，使實際加工（gōng）輪廓和編程軌跡完全一致的功能，稱為刀具補償（係統畫麵上為“刀具補正”）功能。

數控車床的刀具補償分為：

刀具（jù）偏（piān）移（也（yě）稱為刀（dāo）具長度補償）

刀尖圓弧半徑補（bǔ）償

2. 刀位點的概念

所謂刀位點是（shì）指編製（zhì）程序和加工時，用於表示刀具特征的點，也是對刀和加工（gōng）的基準點。  數控車刀的刀位點。尖形（xíng）車刀的刀位點通常是指刀具的刀尖；圓弧形車刀的刀位點是指圓弧刃的圓心；成（chéng）形刀具的刀（dāo）位（wèi）點也通常是指刀尖。

三、刀具偏移補（bǔ）償

1. 刀（dāo）具偏移的含義

刀具偏（piān）移是用來補償假定刀（dāo）具（jù）長度與基準刀具長度之長度差的功能。車床（chuáng）數控係統規定X軸與Z軸（zhóu）可同（tóng）時實現刀具偏移。

刀具幾何偏移：由於刀具的幾何形狀不同和刀具（jù）安裝位（wèi）置不同而產生的刀具（jù）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（jǐ）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[磨耗]即可進入相應的設置（zhì）畫麵。

圖中的代碼“T”指刀沿類型，不（bú）是指（zhǐ）刀（dāo）具號，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（zhěng）每（měi）把刀的刀位點，使其盡量重合於某一理想基準點，這一過（guò）程稱為對刀。

（2）對刀操作的過程

1）手動操作加工端麵，記錄下（xià）刀位點的Z向機械坐標值。

2）手（shǒu）動操作加工外圓，記錄下刀位點的X向機械（xiè）坐標值，停機測量工件直徑，計算（suàn）出主軸中心的機械坐標（biāo）值。

 3）將X、Z值（zhí）輸入相應（yīng）的刀（dāo）具幾何偏移存儲器中。

（3）利用刀（dāo）具幾何偏移進行對刀操作的實質

利（lì）用刀具幾何偏（piān）移進（jìn）行對刀的實質就是利用刀具幾何偏移使工件坐標係原點與機床原點重合。

3. 刀具偏移的應用

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

例：加工（gōng）外圓（yuán）表麵時，如果外圓直徑比要求的尺寸大（dà）了0.2mm，此時隻（zhī）需將刀具（jù）偏（piān）移存儲器中（zhōng）的X值減小0.2，並用原刀具及原程序重新加工該零（líng）件，即（jí）可修整該加工誤差。同樣，如出現Z方向的誤差，則其修整辦法相同。

四、刀尖圓弧（hú）半徑補償（G40、G41、G42）

1. 刀尖圓弧半徑補償的定義

在實際加工中，由於刀具產生磨損及精加工的需要（yào），常將車刀（dāo）的刀尖修磨成半徑較小的（de）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（yǔn）許刀具刀尖圓（yuán）弧的圓（yuán）心運動軌（guǐ）跡與被加工工件輪廓重合，而應（yīng）與工件輪廓偏移一個半徑值，這種偏移稱為刀尖圓弧半徑補償。圓弧形車刀的刀刃半徑偏移也與其相同。

2. 假想（xiǎng）刀（dāo）尖與（yǔ）刀尖圓弧半徑

在理想狀態下，我們（men）總是將尖形車刀的刀（dāo）位點（diǎn）假想成一個（gè）點，該點即為假想刀尖（圖中的A點）。

在對刀時也是以假想刀尖進行對刀。但實際加工中的車刀，由於工藝或其他要求，刀尖往往不是一個理（lǐ）想（xiǎng）的點，而是一段（duàn）圓弧（如圖中的BC圓弧）。

所謂刀尖圓弧半徑是指車（chē）刀刀（dāo）尖圓弧所構成的（de）假想圓半（bàn）徑（圖中的r）。實踐中，所（suǒ）有車刀均（jun1）有大小不等或近似的刀尖圓弧，假想刀尖（jiān）在實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（gōng）誤差分析

（1）加工台階（jiē）麵或端麵時，對加工表麵的尺寸和形狀（zhuàng）影響不（bú）大，但在端（duān）麵的中心位置和台階的清角位置會產生殘留（liú）誤差

（2）加工圓錐麵時，對圓（yuán）錐的錐度（dù）不會產生影響，但對錐麵的大小端尺寸會（huì）產生較大的影響，通常情況下，會使外（wài）錐麵的尺寸變大，而使內錐麵的尺（chǐ）寸變小。

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

加工外凸圓弧時，會使加工後的圓弧半徑變小

其值=理論輪廓半徑R–刀尖圓弧半徑r，。

加工（gōng）內（nèi）凹圓弧時，會使加工後（hòu）的圓弧半（bàn）徑（jìng）變大

其值=理論（lùn）輪廓半徑R+刀尖圓弧半（bàn）徑r，。

4. 進行刀具半徑補償（cháng）時（shí）應（yīng）注意的（de）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移動指令模式下（xià）才有效。

（2）G41／G42不帶參數，其補償號(代表所用刀具對應的刀尖半徑補償值)由T指令（lìng）指定（dìng）。該刀尖圓弧半徑補償號與刀具偏置（zhì）補償號對應。

（3）采用切線切入方式或法線切入方式建立或取消刀補。對於不便（biàn）於沿工件輪廓線方向切（qiē）向或法向切入切出時，可根據情況增加一（yī）個過（guò）渡圓弧的輔助程序段。

（4）為了防止在刀具半（bàn）徑補償建立與取消過程中刀具產生過切現象，在建立與取消補（bǔ）償時，程序段的起始（shǐ）位置與終點位置最好與補償（cháng）方向在同一側。

 （5）在（zài）刀具補償模式下，一般（bān）不允許存在連續兩段以上的補償平麵內非移動指令，否則刀（dāo）具也會出現過切等危險動作。補償平麵非移動指令通常指僅有G、M、S、F、T指令的程序（xù）段（如G90、M05）及程序暫停程序段（G04 X10.0）。

 （6）在選擇刀尖圓弧偏置方向和（hé）刀（dāo）沿位置時，要特別注（zhù）意前置刀架和後置（zhì）刀架的區別。