數控（kòng）加工中心是怎樣進行刀具補（bǔ）償的？

加工中（zhōng）心用來加工形狀複雜（zá）、工序（xù）多、精度要求較高（gāo）的零件，因而（ér）加工一個零件需用幾（jǐ）把或十幾把刀具甚至更多。由於每（měi）把刀具的直徑大小和長度都（dōu）是不同的，在對被（bèi）加工零件確定工件坐標係零點後，有必要引入刀具補償功（gōng）能（néng），以保證在加工過程中（zhōng）各把刀下降到正確的高度（dù）和（hé）以正確的刀具路徑進行切削加工（gōng）。

刀具補償可分為刀具長度補償和刀具半徑補償。長度（dù）補償是（shì）指主軸軸向（xiàng）的補（bǔ）償,也就是銑刀軸向的補（bǔ）償，而對於銑刀徑向的補償,也就是每把銑刀直徑大小不一樣,在直徑方（fāng）向的補（bǔ）償叫半徑補償。

一、刀具半徑補償

1. 刀具半徑補償意（yì）義

數控（kòng）加工中（zhōng）心在程序運行時將刀具（jù）當做一個點做軌跡運動。比如用刀具R3銑邊長100的正方形（xíng）凸台時，程序按邊長100的正方形尺寸輸入，而刀具軸心（xīn）的軌跡是邊長106的正方形，則工件上銑削的是符合圖紙尺寸的100的正方形。假如不用刀具半徑補償功能，則加工時刀具軸心的軌跡是邊長100的正方形，則工件上銑削出（chū）的是（shì）邊長為94的（de）正方形凸台，不符合（hé）圖紙尺寸的要求。

2. 指令格（gé）式

G17/G18/G19  G00/G01  G41/G42  IP_D_

G41：刀具半徑左補償（cháng）

G42：刀（dāo）具半徑右補償

半徑補償僅能在規（guī）定的坐標平麵內進行，使用（yòng）平麵選（xuǎn）擇（zé）指令G17、G18或（huò）G19可分別選擇XY、ZX或（huò）YZ平麵為補償（cháng）平麵。半徑補償必須規定補償號，由（yóu）補償號D存入刀具（jù）半徑值，則在執行上（shàng）述指令時，刀具可自動左偏（piān）(G41)或右偏(G42)一個（gè）刀具半（bàn）徑補償（cháng）值。由於刀補的建立必須在包含（hán）運動的程序段（duàn）中（zhōng）完成，因此（cǐ）以上（shàng）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（bàn）徑補償的應用

刀具半徑補償有B功能（néng）和C功能兩種補償形（xíng）式。由於B功能刀具半（bàn）徑補償隻根據本段（duàn）程序（xù）進行刀補計算，不能解決程（chéng）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（jiàn）尖角處工藝性不好；C功能刀具（jù）半（bàn）徑補償能自動（dòng）處理兩程序（xù）段刀具中心軌跡的（de）轉接，可完全按照工件輪廓來編程，因此（cǐ）現代CNC數（shù）控機床幾乎（hū）都（dōu）采用C功能刀具半徑補償。

刀具半徑（jìng）補償的方（fāng）向怎麽樣判斷呢？判斷的方（fāng）法：“順著刀具運行的方向”上看（kàn）去刀（dāo）具在（zài）工（gōng）件的左麵為左補償，刀具（jù）在工件的右麵為右補償。補償可以為“負（fù）”，當刀具半徑補償取負值時，G41和G42的功能互換。

刀具的半徑值預先存入存儲器Dxx中，xx為存儲器號，當一個程序需用到幾把刀時，建議刀具號（hào）Txx和存儲（chǔ）器Dxx相對應，即T1號刀具半（bàn）徑補償值相應地使用D01號存儲器，這樣加工時不（bú）容易搞錯（cuò）。執行刀（dāo）具半徑補償後，數控係統自動計算，並使刀具按照計算結果自動補償（cháng）。在加工的過程中，如（rú）果零件輪廓尺寸與（yǔ）圖紙（zhǐ）尺寸有差別，就可以通過修正存儲器Dxx中（zhōng）的半徑補償值（zhí），再重新運行程序以達到要求。取消刀具半徑補償（cháng）用G40，也可用D00取消（xiāo）刀具半徑補償。

使用中需注意：建立、取消（xiāo）刀補時，G41、G42、G40指令必須與G00或G01指令共段，即使用（yòng）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（bìng）且建立、取（qǔ）消刀補時所運行的直（zhí）線段的長度要大於所要補償的刀具半徑值（zhí），否則補償功能不起作用；而在補償方式（shì）中，寫入2個或更多刀具不移動的程序段（輔（fǔ）助功（gōng）能，暫停（tíng）等等），刀具將產生過切（qiē）或（huò）欠削。

二、刀具長度補償

1. 刀具長度補償的意義

例（lì）如，要鏜一個φ40mm的孔，確定要用到兩把刀,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（xià）降到Z3.的高（gāo）度開始切（qiē）削,若（ruò）是以（yǐ）鑽頭對刀確定工件座標係的Z原點，則鑽頭鑽削時不（bú）會撞刀。當換上鏜刀時，如果沒有設定刀具長度補償（cháng）而程序中同樣設定快速下降到Z3.這時當鏜刀比鑽頭短時，就會出現鏜孔鏜不通的（de）現象，而當鏜刀比（bǐ）鑽頭長時就會出現撞刀。

不設定刀具長度補償而在程（chéng）序（xù）中通過修改Z地址值來（lái）保證加工零點的正確將（jiāng）會很容易出錯，因為（wéi）程序長了各段地址代碼值不統一（yī）是很難檢查（chá）出錯誤的，而且在加工的過程中若刀具磨損了需（xū）要修改程序，若（ruò）一個零件加工過程中同一把刀（dāo）要加工幾個不同的（de）麵，那當這把刀（dāo）磨損之後則要修改（gǎi）所有與這把刀相關的（de）程序。而（ér）在（zài）編製程序中用上了（le）刀具（jù）長度補償指令之後（hòu），當刀（dāo）具（jù）磨損後（hòu），隻需在相應的刀具長度補償號中修改長度補償值就可以了（le），不需要再修改程序，提高了工（gōng）作效率，也（yě）保證了程序的安全運行。

2. 刀具長度補償G43、G44、G49

係統（tǒng）規定除Z軸之外，其（qí）他軸也可以使用刀具長度補償，但（dàn）同時規定長度補償隻能同時加在一個軸（zhóu）上，要對（duì）補償軸（zhóu）進（jìn）行切換，必須先取消對前麵軸的補償。

（1）指令格式：

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

G44α___H___；刀具長度補償“－”。

G49或H00：取（qǔ）消刀具長度補償。

指令中用G43、G44指令偏（piān）移的方向，用H指令偏置量存（cún）儲器的（de）偏置號；G43指令叫正向補償，即當用G43對刀具長度補償值指定一個正值時，刀具按（àn）照正向移動（dòng）。G44指令叫負向補償，即當（dāng）用G44對刀具長（zhǎng）度補償（cháng）值指定一個正值時，刀具（jù）按照負向移動。G43和G44是模態G代碼。它（tā）們一直（zhí）有效，直到指定同（tóng）組的G代碼為止。執行程序前（qián），需（xū）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軸補償為例，若指令 GOO G43 Z100.0  H01；並於H01中（zhōng）存入（rù）“-200.0”，則執行該指令時，將用Z坐標值100.與H01中所存“-200.”進行“+”運算，即100.0+(-200.0)=-100，並將所求結果作為Z軸移（yí）動值。加工程序每調用（yòng）不（bú）同的刀（dāo）具的時候，都要先取（qǔ）消掉原（yuán）先的刀具（jù）補償，再把新調用的刀具長度補（bǔ）償進（jìn）去；而在程序結束前也要記（jì）得插入取消指令Ｇ49或H0.

3. CNC係統中刀（dāo）具長度補償功能與其（qí）他指令的關係

（1）刀具長度補償與半（bàn）徑補償功能的關係

如果在零件的數控加工程序中（zhōng），既有刀具（jù）長度補償又有刀具半徑補償(在控製器中補償)指（zhǐ）令時，必須把含有長度補償的程序段寫在含有半徑補償的程序（xù）段（duàn）前麵，否則半徑補償無效

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

則數控係統既執行刀具半（bàn）徑係統又執行刀具長度補償指令。

（2）刀（dāo）具長度補償與其它指令的關係

a.G43,G44指令隻能（néng）用於直線運動（dòng）之中，在非直線運（yùn）動語句中使（shǐ）用時會（huì）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補償而（ér）不（bú）需要（yào）用專門的G49指令，為了安全起見，在一（yī）把刀加工結束或（huò）程序段結束時，都（dōu）應取消刀（dāo）具長度補償；

c.刀（dāo）具長度（dù）補償必（bì）須伴隨獨立的插補運動(GOO,GO1,G81,G83等)才能有效。

4. 刀具（jù）長度補償（cháng）值的確定

不同的設備係統，有不同的對刀方式，而不同（tóng）的對刀方式（shì），刀具長度補償的含意是不一樣的。如某加工中心係統，配（pèi）上（shàng）自動測量（liàng）儀，它的（de）長度補償是補償（cháng）刀具的真正長度，即主軸（zhóu）錐孔端麵中心至刀具刃（rèn）口最底端的長度；而某係統中（zhōng）機（jī）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（jiàn）座（zuò）標（biāo）原點的距離（lí），它補償的不是刀具的真正長（zhǎng）度，而是（shì）刀具下降的距離。不同的（de）刀（dāo）具有不同（tóng）的長度補償值；而（ér）機內手動對刀（dāo）時同一（yī）把刀加工不同工件編程原點（diǎn）的（de）零件時也有不同的長度補償值，這些不同的補償值可以分別寄存在不同的（de）長度補償號H裏（lǐ）麵, 以備機床運行時程序隨時調用。

（1）機內手動對刀測量方式

讓Z軸回到機床參考點，這時機床座標係中（zhōng）X，Y，Z軸數值都為零，選擇一個工件座標係（G54～G59任選一個都可），這時把Z值輸為零，再把刀具裝入主軸依（yī）次確定每把刀（dāo）具與工件在機（jī）床坐標係中的Zo平（píng）麵相接觸，即（jí）利用刀尖(或刀具前端（duān）)在Z方向上與工件坐標係原點的距離值作為長度補（bǔ）償值，即主軸下降後此（cǐ）時機床坐標係的Z坐標值直接作為每把刀（dāo）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

是在（zài）刀具預調（diào）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補償值，此時的刀長（zhǎng）補（bǔ）償值（zhí）是刀（dāo）具（jù）的真正長度，是正（zhèng）值。

（3） 自動測長裝置十機內對刀方式

設標準刀具的長度（dù）補償值（zhí）為零，把在刀（dāo）具預調儀上測出的各刀具長度與標準刀具的長度（dù）之差分別作為每（měi）把刀的刀具長度補償值.其中，比標準刀具長的記為正值，比標準刀具短的補償值（zhí）記為（wéi）負值（zhí）。

先通過機內對刀法測量出基準刀在返回機床參考點時刀位點在Z軸（zhóu）方向與工（gōng）件坐（zuò）標（biāo）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比較

用機上手動測量方（fāng）法測量刀具長度補償值麻煩且需要很多（duō）占機（jī）調試時間（jiān），因此效率低，但投資少. 當用同一把刀加工其它的工（gōng）件時就（jiù）要重新設置刀具長度補償值。

用機外刀具預調儀或（huò）自動測長裝置（zhì）測量不（bú）占用有效機（jī）時，把（bǎ）刀具調（diào）整工作事先在刀具預調儀上完成，而且機床（chuáng）在加工（gōng）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機床（chuáng）運行時間，提高效率，充分發揮加工中心的作用，但是（shì）需添（tiān）置刀具預調儀設備，成本（běn）較高。使用刀具長度作為刀長補（bǔ）償，可以同（tóng）一把刀具加工不同工件而不需（xū）修改刀具長度補償值。