數控加工中心是怎樣進行刀具補償的？

加工中心用來加工形狀複雜、工序多、精度要（yào）求較高（gāo）的零件（jiàn），因而加工一個零件需用幾把（bǎ）或十幾把刀具甚至更多（duō）。由於每把刀（dāo）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（bì）要引入刀具補償功能，以保證在加工過程中各把刀下（xià）降到正確（què）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（jìng）補償。長度補償是指主軸軸向的補償,也就是（shì）銑刀軸向（xiàng）的補償，而對於銑（xǐ）刀徑向的補償,也就是（shì）每（měi）把銑刀（dāo）直徑大小不一樣,在直徑方向的補償叫半徑補償。

一、刀具半徑（jìng）補償

1. 刀具半徑補償意義（yì）

數控加工中心（xīn）在程序運行時將刀（dāo）具當做一個點做軌跡運動。比如用刀（dāo）具R3銑邊長100的正方形凸台時，程序按邊（biān）長100的正方形尺（chǐ）寸輸入，而刀具軸（zhóu）心的軌跡是邊長106的正方形，則工件上銑削的是符合圖紙尺寸的100的（de）正方形。假（jiǎ）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（xǐ）削出的是（shì）邊長為94的正方形凸台，不符合圖紙尺寸的要求。

2. 指令格式

G17/G18/G19  G00/G01  G41/G42  IP_D_

G41：刀具（jù）半（bàn）徑左補償

G42：刀（dāo）具半徑右補（bǔ）償

半徑補償僅（jǐn）能在規定的坐標平麵內進行，使用（yòng）平麵選擇（zé）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存入刀（dāo）具半徑值（zhí），則在（zài）執行上述（shù）指令時（shí），刀具可自動左偏(G41)或右偏(G42)一個刀具半徑補償值。由於刀補的建立必須（xū）在包含運動（dòng）的程序段中完成，因此（cǐ）以上格式中（zhōng），也寫（xiě）入了G00(或G01)。在程序結束前（qián）應取消補償（cháng）。

3. 刀具半徑補（bǔ）償的應用

刀具半徑補償有B功能和C功能兩種補償（cháng）形式。由於B功能刀具半徑補償隻根據本段程序進行刀補計算，不能解（jiě）決程（chéng）序段之間的過（guò）渡問題，要（yào）求將工件輪廓處理成圓（yuán）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（néng）自動處理兩（liǎng）程（chéng）序段刀具中心軌跡的轉接，可完全按照工件（jiàn）輪（lún）廓來編程，因此現代CNC數控機（jī）床幾乎都采用C功能刀具半徑補償。

刀具半徑補償的方向怎麽樣判斷呢？判（pàn）斷的方法：“順著刀具運行的方（fāng）向”上看去刀具在工件的左麵為左補償，刀具在工（gōng）件的右麵為右補償。補償可以為“負”，當刀具半徑（jìng）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（xū）用到幾把刀時，建議刀具號Txx和存儲器Dxx相對（duì）應，即T1號刀具半徑（jìng）補償值（zhí）相應地使（shǐ）用D01號存儲器，這樣加工（gōng）時不容易搞（gǎo）錯。執行刀具半徑補償後，數控係統自動（dòng）計算，並使刀具按照計算結果自動補償。在加工的（de）過程中，如果零（líng）件輪廓尺寸與（yǔ）圖紙尺寸有差別（bié），就可以通過修正存儲器Dxx中的半徑補償值（zhí），再重新運行程序以達到要求。取消刀具半徑補償用G40，也可用D00取消刀具半徑補償。

使用中需注意：建（jiàn）立、取消（xiāo）刀補時，G41、G42、G40指令必須與G00或G01指令共段（duàn），即（jí）使用G41、G42、G40指令的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、取消刀補時所運行的直（zhí）線段（duàn）的長度要大於所（suǒ）要補償的刀具半徑值，否則補償功能（néng）不起作用；而在補償方式中，寫入2個或（huò）更（gèng）多刀具不移動的程序段（輔助功能，暫停等等），刀（dāo）具將產生過切或欠削。

二、刀具長度補償

1. 刀具長度補償的意義

例如，要鏜一個φ40mm的孔，確定要用（yòng）到兩把刀,先用鑽頭（tóu）鑽到φ38，再用鏜刀鏜到φ50mm，此時機（jī）床已經設定工件零（líng）點，而編程時（shí）一般都是讓刀具快速下降（jiàng）到（dào）Z3.的高度開始（shǐ）切削,若是以鑽頭對刀確定工件座標係的Z原點（diǎn），則鑽頭鑽削時不會撞刀。當換（huàn）上（shàng）鏜刀時，如果（guǒ）沒有設（shè）定刀具長度補償而程序中同樣設定快速下降到Z3.這時當鏜（táng）刀比鑽頭（tóu）短時，就會出現鏜孔鏜不通的現象，而當鏜刀（dāo）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（tōng）過修改（gǎi）Z地址（zhǐ）值來保證（zhèng）加工零（líng）點（diǎn）的正確將會很容易出錯，因為程序長了各段地（dì）址（zhǐ）代碼（mǎ）值不統一（yī）是很難檢查出錯誤的，而且在（zài）加工的過程中（zhōng）若刀具磨損了需要修改程序，若一（yī）個零件加（jiā）工過程中同一把刀要加工（gōng）幾個不同的麵，那當這把刀（dāo）磨損之後則要修（xiū）改所有（yǒu）與這把刀相關的程序（xù）。而在編製程序（xù）中（zhōng）用上了刀具長（zhǎng）度補償指令（lìng）之後，當刀具磨損（sǔn）後（hòu），隻需在相應的刀具長度補償號中修改長度（dù）補償值就可以了，不需要再修改程序，提高了工作效率，也保證了程序的安全運行。

2. 刀具長度補償G43、G44、G49

係（xì）統規定除（chú）Z軸之外，其他軸也可以使（shǐ）用刀具長度補償，但同時規定長度（dù）補（bǔ）償隻能同時加在一個軸上，要對補償軸進（jìn）行切換，必（bì）須先取消對前麵（miàn）軸的補償。

（1）指（zhǐ）令格式（shì）：

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H00：取消刀具長度補償。

指令（lìng）中用G43、G44指（zhǐ）令偏移的（de）方向，用H指令（lìng）偏置量存儲器的偏置號；G43指令叫正向（xiàng）補償，即當（dāng）用G43對刀具長度補償值指定一個正值時，刀具按照正向移動。G44指令叫負向補償，即當用G44對刀具長度補償（cháng）值指定一（yī）個正值時，刀具按照負向移動。G43和G44是模態G代碼。它們一直有效，直（zhí）到指定同組的G代碼為止。執行程序前，需在與地址（zhǐ）H所對應的偏置量存儲器中，存入（rù）相應的偏置值。以z軸補償為例，若（ruò）指令 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（jìn）行“+”運算，即100.0+(-200.0)=-100，並將所求結果作為Z軸移動值。加（jiā）工程序每調用不同的刀具的時候，都要先取（qǔ）消掉原先（xiān）的刀具補償，再把新調用的刀（dāo）具長度補償進去；而（ér）在（zài）程序結束前也（yě）要記得插入取消指令Ｇ49或H0.

3. CNC係統中刀具長度補償（cháng）功能與其他指令的關係

（1）刀具長度補償與（yǔ）半徑補（bǔ）償功能的關（guān）係（xì）

如果在零件的數控加工（gōng）程序中（zhōng），既有刀具長度補償又有刀（dāo）具半徑補償(在控製器中補（bǔ）償)指令時，必須（xū）把含有長度補償的程序段寫在含有半徑補（bǔ）償（cháng）的程序段前麵，否則半徑補償無效

例如:在下麵的程序段中：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數（shù）控係統不執行刀具半（bàn）徑補償若改為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則數控（kòng）係統既執行刀具半徑係統又執行刀具長度補償（cháng）指令。

（2）刀（dāo）具長度補（bǔ）償與其它指令的關係

a.G43,G44指令隻能用於直（zhí）線運動之（zhī）中，在非直線運動語（yǔ）句中（zhōng）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補償而不需要用專門的（de）G49指令，為了安全起見，在一把刀加工結束或程（chéng）序段結束時，都應取消刀具（jù）長（zhǎng）度補償；

c.刀具長度補償必（bì）須伴隨獨（dú）立的插補運動(GOO,GO1,G81,G83等)才能有（yǒu）效。

4. 刀具（jù）長（zhǎng）度補（bǔ）償值的確定

不同的設備係統，有不同的對刀（dāo）方式（shì），而（ér）不同的對刀方式，刀具長度補償的含意是不一（yī）樣的。如某加工中心係統，配上自動測量儀，它的（de）長（zhǎng）度補償是補償刀（dāo）具的真正長度，即主軸（zhóu）錐孔端麵中心至刀具刃口最（zuì）底端的長度；而某係統中機上手動對刀時（shí）長度補償（cháng）是指（zhǐ）補償刀（dāo）具從某一Z軸向基（jī）準高度下降到工件座標原點的（de）距（jù）離，它補償的不是刀具（jù）的真正長度，而是刀具下降的距離。不同的刀（dāo）具有不同的長度補償值；而機內（nèi）手（shǒu）動對刀時同一把刀加工不同工件編程原點（diǎn）的零件時也有不同的長（zhǎng）度補償值（zhí），這些不同的補償（cháng）值可（kě）以分別寄存在不同的長度（dù）補償號（hào）H裏麵, 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（kǎo）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（gè）都可），這時把（bǎ）Z值輸為零，再把刀具裝入主軸依次確定每把刀具與工件（jiàn）在機床坐標係中的Zo平麵相（xiàng）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（de）Z坐（zuò）標值直（zhí）接作為每把刀的刀具長度（dù）補償值，注意數（shù）值的正負號不能漏。

（2）機外刀具自動預調儀測量方式

是在刀具預調（diào）儀上測出的主軸端麵至刀尖（jiān）的距離，輸入（rù）CNC的刀具長度偏（piān）置寄存器中作為刀（dāo）長補償值，此時的刀（dāo）長補償值是刀具的真正長度，是正值。

（3） 自（zì）動測長裝置十（shí）機內對刀方式

設標準刀具的長度補償（cháng）值為零（líng），把在刀具預調儀上測出的各刀具長度與標準刀具的長度之差分別作為每把刀的刀具長度補（bǔ）償值.其中，比標準刀具長的記為正值，比標準刀具短的（de）補償值記為負值。

先通過機內對刀法測（cè）量出基準刀（dāo）在返回機床參考點時刀位點（diǎn）在Z軸方向（xiàng）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（cháng）值測量方式的比較

用機（jī）上手動測量方法（fǎ）測量刀具長度補償（cháng）值麻煩且需要很多占機調試時間，因此（cǐ）效率低，但投資少. 當用同一把刀加工其它的工件時就要重（chóng）新（xīn）設置刀具長（zhǎng）度補償值。

用機外（wài）刀具預調（diào）儀或（huò）自動測長裝置測量不占用有效機時，把（bǎ）刀（dāo）具調整工作事先在刀具預調儀上完成，而且機床（chuáng）在加工運行時（shí），還（hái）可在對刀（dāo）儀上測量其（qí）它（tā）刀具的長度，不必因為在機床上（shàng）對刀而占用機床運行時間，提高效率，充分發揮加工中心的作用，但是需添置刀具預調儀設備，成本較高。使用刀具長度作為刀長（zhǎng）補償（cháng），可以同一把刀具加工（gōng）不同工件而不需修（xiū）改刀具長度補償值。