數控加工中心是怎樣（yàng）進行刀具補償的？

加工中心（xīn）用來加工形狀複雜、工序多、精度要求較高的零件，因（yīn）而加工一個零（líng）件需用幾把或十幾把刀具甚至更多。由於每把刀具（jù）的（de）直徑大小和長度都是不同的，在（zài）對被加工零件確定工件（jiàn）坐標（biāo）係零點後，有必（bì）要引入刀具（jù）補償功能，以保證在加工過程中各把（bǎ）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（cháng）可分為刀具長度補償和刀具半徑補（bǔ）償。長度補償是指主軸軸向（xiàng）的補（bǔ）償,也就是銑刀（dāo）軸向的補償，而對於銑刀徑向的補償,也就是每把銑刀直徑大小（xiǎo）不一（yī）樣,在直徑（jìng）方向的補償叫半徑補（bǔ）償。

一、刀具半徑補償

1. 刀具半徑補償意義

數控加（jiā）工中（zhōng）心在（zài）程序運行時將刀（dāo）具當做一個點做軌跡運動。比如用刀具（jù）R3銑邊長100的正（zhèng）方形凸台時，程（chéng）序按邊長100的正方形尺寸輸入，而刀具軸（zhóu）心的軌跡是邊長106的正方（fāng）形，則工件上銑削的是符合圖紙尺寸的100的正方形。假如不（bú）用刀具半徑補償功能，則加工時刀具軸心（xīn）的軌跡是邊長100的正方（fāng）形，則工件上銑削出的是邊長為94的正方形凸台，不（bú）符合（hé）圖紙尺寸的要（yào）求。

2. 指令格（gé）式

G17/G18/G19  G00/G01  G41/G42  IP_D_

G41：刀具（jù）半徑（jìng）左補償（cháng）

G42：刀（dāo）具半徑右補償

半徑補償僅（jǐn）能（néng）在規定的坐標平麵內進行，使用平麵（miàn）選擇指令G17、G18或（huò）G19可分別選擇XY、ZX或YZ平（píng）麵（miàn）為補償平麵。半（bàn）徑補償必須規定補償號，由補償號D存入刀具半徑值，則在執行（háng）上述（shù）指令時，刀具可自動左偏（piān）(G41)或右偏(G42)一個刀具半徑補（bǔ）償值。由於刀補的建立必須在包含運（yùn）動的程序段中完成，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（jìng）補償的應用

刀具半（bàn）徑補償有B功能和C功能兩種補（bǔ）償形式。由於B功能刀具半（bàn）徑補償隻根據本（běn）段程序進行刀補計算，不能解決（jué）程序段之間（jiān）的過渡問題，要求將工件輪廓處理成圓角過渡，因此工件尖角處工藝性不（bú）好；C功能刀具半徑補償能自動（dòng）處理兩程序段（duàn）刀具（jù）中心軌跡的轉接，可完全按照工件輪廓來編程，因此現代CNC數控機（jī）床幾乎都采用C功能刀（dāo）具半徑補償。

刀具半徑補償的方向怎麽樣（yàng）判斷呢？判（pàn）斷（duàn）的方法：“順著刀具運行的方向”上看去刀具在工件的左麵為左補償，刀具在工件的右麵為右補償。補償可以為“負”，當刀具半徑補償取負值時，G41和G42的功能互換（huàn）。

刀具的半徑值預先存入存（cún）儲器Dxx中，xx為（wéi）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，即T1號刀具半徑補（bǔ）償值相應地使用D01號存（cún）儲器，這樣加工時不容易搞錯。執（zhí）行刀具半徑補償後，數（shù）控係統自動計算，並使刀具按照（zhào）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（zhèng）存儲器Dxx中的半徑補償值，再重新運行程（chéng）序以達到要求。取消刀具半徑補（bǔ）償用G40，也可用D00取（qǔ）消（xiāo）刀具半徑補償。

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（lìng）共（gòng）段，即使用G41、G42、G40指令的（de）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（xiāo）刀補時所運行的（de）直線段的長度要大於所要補（bǔ）償的（de）刀具半徑值，否則補償功能不起作用；而在（zài）補償方式（shì）中，寫入2個或更多刀具不移動的程序段（輔助功能，暫停等等），刀具將產生過切（qiē）或欠削。

二、刀具長度補償

1. 刀具長度補償的意義

例如，要鏜一個（gè）φ40mm的孔，確定（dìng）要用到兩把刀,先用鑽頭鑽到φ38，再用鏜刀鏜到φ50mm，此時機床已經設定工件零點，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（gōng）件座標係（xì）的Z原點，則（zé）鑽（zuàn）頭鑽削時不會撞刀。當換上鏜刀時，如果沒有設定刀具長度補償而程序中（zhōng）同樣設定快速下降到Z3.這時當鏜刀比鑽頭短（duǎn）時，就會出現鏜孔鏜（táng）不通的現象，而當鏜刀比鑽頭長時就會出現撞刀。

不設定刀具長度補償而在程序中通過修改Z地址值來保證加工零點（diǎn）的正確將會很容易（yì）出錯，因為程序長了各段地（dì）址代碼值不統一是很難（nán）檢（jiǎn）查出錯（cuò）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（líng）件加工過程中同一把刀要（yào）加工幾個不（bú）同的麵，那當這把刀磨損之（zhī）後則（zé）要修改（gǎi）所有與這把刀相關的（de）程序。而在（zài）編製程（chéng）序中（zhōng）用上了刀具長度補償指令之後，當刀具磨損後，隻需在相應的刀具長（zhǎng）度補償號中修改長度補償值就可以了，不需要再（zài）修改程序，提高了（le）工作效率，也保證了程序的安全運行。

2. 刀具長度補償G43、G44、G49

係統規（guī）定除Z軸之外，其（qí）他軸也可以使用刀（dāo）具長度補償，但同時規定長度補償隻能同時加在一個軸上，要對補償軸進行（háng）切換，必須先取消對前麵軸（zhóu）的（de）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（huò）H00：取消刀具長度（dù）補償。

指令中用G43、G44指令偏移的方向，用H指令偏（piān）置量（liàng）存儲器的偏置號；G43指令叫正向補償，即當用G43對刀具長度補（bǔ）償（cháng）值（zhí）指定一個正值時（shí），刀具按（àn）照正向移動。G44指令叫負向（xiàng）補償，即當用G44對刀具長（zhǎng）度補償值指定一個正值（zhí）時，刀具按照負向移動。G43和G44是模態G代碼。它們（men）一直有效，直到指定同組的G代（dài）碼為止（zhǐ）。執行（háng）程序前，需在與地址H所對應的偏置量存儲器中（zhōng），存入相應的偏（piān）置值。以z軸補償（cháng）為例，若指令（lìng） GOO G43 Z100.0  H01；並於H01中存入“-200.0”，則執行該指（zhǐ）令時，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。加工程序每調用不同的（de）刀具（jù）的時候（hòu），都要先取消掉原先的刀具補償，再把（bǎ）新調用的刀具長度補償進去；而在程序結束前（qián）也要記得插入取（qǔ）消指令Ｇ49或H0.

3. CNC係統中刀具長度補（bǔ）償功（gōng）能與其他（tā）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（jiàn）的數控加（jiā）工程序中（zhōng），既（jì）有刀具長（zhǎng）度補償又有刀具半徑補償(在控製器中補償)指令時，必須（xū）把含有長度補償的程序（xù）段寫在含有半（bàn）徑補（bǔ）償的程序段前麵，否則半（bàn）徑補償無效

例如:在下麵（miàn）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

則數控係統既執行刀具半徑係統又執行刀具長度補（bǔ）償（cháng）指令。

（2）刀（dāo）具長度（dù）補償與其它指令的關係

a.G43,G44指令隻能用於直線運動之中，在非直線運動語句中（zhōng）使用時會（huì）產生報（bào）警；

b.G43,G44為同組模態指令，它們會自（zì）動取消上（shàng）次刀具長度補償而不需要用專（zhuān）門的G49指令（lìng），為了安全（quán）起見，在一（yī）把刀加工結束或程序段結束時，都應取消刀具長度（dù）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（děng）)才能有效。

4. 刀具長度補償值的確定

不同的設備係（xì）統，有不同的對刀方式，而不同的對刀方（fāng）式，刀具長度補償（cháng）的含意是不一樣的。如某（mǒu）加工中心係統，配上自動測量儀（yí），它的長度補償是補償刀具的真正長度，即主軸錐（zhuī）孔端麵中心至（zhì）刀具（jù）刃口最底端的（de）長度；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Z軸向基準高度下降到工件座（zuò）標原點的距離，它補償的不是刀具的真正長度，而是刀具下降的距離。不同的刀具有不同的長度補償（cháng）值；而機內手動（dòng）對刀時同一（yī）把刀加工不同（tóng）工件編程原（yuán）點的零件時（shí）也有（yǒu）不同的長度補償值，這些不同的補償（cháng）值可以分別寄（jì）存在不同的長度補償號H裏麵, 以備機床運行時程（chéng）序隨時（shí）調用。

（1）機內手動對刀測（cè）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（zhóu）數值都為零，選擇一個工件座標係（G54～G59任選一個都（dōu）可），這時把Z值（zhí）輸為零（líng），再把刀具裝入主軸依次確定每把刀具與工件在機床坐標係中的（de）Zo平麵相接（jiē）觸，即利用刀尖(或刀具前端)在Z方（fāng）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（zuò）標值直接（jiē）作為每把刀的（de）刀具長度補償值，注意數值的（de）正負（fù）號不能漏。

（2）機外刀具自動（dòng）預調儀（yí）測量方式

是在刀具預（yù）調儀上測出的主軸端麵至（zhì）刀尖（jiān）的距離，輸入CNC的刀具長度偏置寄存（cún）器中作（zuò）為刀長補償值，此時（shí）的刀長補償值是刀具（jù）的真正長（zhǎng）度，是正值。

（3） 自（zì）動測長裝置十機內對刀（dāo）方式

設標準刀具的長度補償值為零，把在刀具預調儀上測出的各刀具長度（dù）與標準刀具的長度之差分（fèn）別作為每把刀的刀（dāo）具長度補償值.其中，比標準刀具（jù）長（zhǎng）的（de）記為正值，比標準刀具（jù）短的補償值記為負值。

先（xiān）通過機內對刀法測量出基準刀在返回（huí）機床參考點時刀位點在Z軸（zhóu）方（fāng）向與工件坐標係原點的（de）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（cè）量方法測（cè）量刀具長度補償值麻煩且需要很多占機調試時（shí）間，因此效率低，但投資少. 當用同一把刀加工其它的工件時就要重新設置刀具長度補償值。

用機外刀具預調儀（yí）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（zài）刀具（jù）預調儀上完成（chéng），而且機床在加工運行時，還可在（zài）對刀儀上（shàng）測量其它刀具的長度，不必因為在機（jī）床上對刀而占用機床（chuáng）運（yùn）行時（shí）間，提高（gāo）效（xiào）率，充分發揮加工中心的作用，但是需添置刀具預調儀設備，成（chéng）本較高。使用刀具長度作為刀長補償，可以同一把刀具加工不同工件而不需（xū）修改刀具長度（dù）補償值。