​數控（kòng）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、精度要求較（jiào）高的零件，因而加工一個零件需用幾把或十幾把（bǎ）刀具甚至更多。由於每把刀具的直徑大小和長（zhǎng）度都是不同的，在對被加工零（líng）件確定工件坐標係零點後，有必要引入刀具補償功能，以保（bǎo）證在加工過程中各把刀（dāo）下降到正確的高度和以正確的刀具路徑進行切（qiē）削加工。

刀（dāo）具補償可分為（wéi）刀具長度補（bǔ）償和刀（dāo）具半徑補償。長度補償（cháng）是指主軸軸向的補償,也就是銑（xǐ）刀軸向的補償，而對於（yú）銑刀徑（jìng）向的補償,也就是每把銑刀直徑（jìng）大小不一樣（yàng）,在直徑方向的補償叫半徑補償。

一、刀具半徑補償

1. 刀具（jù）半徑補償意義

數控加工中心在程序運（yùn）行時將刀具當做一個（gè）點（diǎn）做軌跡運動。比如用刀具R3銑邊長100的正（zhèng）方形（xíng）凸台時，程序按邊長100的（de）正方形尺寸輸入，而刀具軸心的軌跡（jì）是邊（biān）長106的正方形，則工件上銑削的是符（fú）合圖紙尺（chǐ）寸的100的正方形。假如（rú）不用刀具半（bàn）徑補（bǔ）償功能，則加工時刀具軸心的（de）軌跡（jì）是邊長100的正方形，則工件上銑削出的是（shì）邊（biān）長為94的正（zhèng）方形凸台，不符合圖紙尺寸的要求。

2. 指（zhǐ）令格式

G17/G18/G19  G00/G01  G41/G42  IP_D_

G41：刀具半徑左補償

G42：刀具半徑右補償（cháng）

半徑補償僅能在規定的坐標平麵（miàn）內（nèi）進行，使用平麵選擇指令G17、G18或G19可分別選擇XY、ZX或YZ平麵為補（bǔ）償平麵。半（bàn）徑（jìng）補償必須規定補償號，由補償號D存入刀具半徑值，則在執行上述（shù）指令時，刀具可自動左偏(G41)或右偏(G42)一個刀具（jù）半徑（jìng）補償值。由於刀補的建立必須在包（bāo）含運動的程序（xù）段中完成，因（yīn）此以上（shàng）格式中，也寫入（rù）了（le）G00(或（huò）G01)。在程序結束前（qián）應取消補償。

3. 刀（dāo）具半徑補償的（de）應用

刀具半徑補償有B功能和C功能兩種補償形式（shì）。由於B功能刀具半徑補償（cháng）隻根據本段程序進行刀補計算（suàn），不能（néng）解決程序段之間的過渡問題，要求將工件輪廓（kuò）處理成圓角過渡（dù），因此工件尖角處工藝性不好；C功能刀具半徑補償（cháng）能自動處理兩程序（xù）段刀具中心軌跡的轉接，可完全按照工（gōng）件輪廓來編（biān）程，因（yīn）此（cǐ）現（xiàn）代CNC數控機（jī）床幾乎都采用C功能刀具半（bàn）徑補償。

刀具半徑補償的方向怎麽樣判斷（duàn）呢？判斷的方法：“順著刀具運行的（de）方（fāng）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（bǔ）償。補（bǔ）償可以為“負”，當刀具半徑補償（cháng）取（qǔ）負值時，G41和G42的功能（néng）互換。

刀具的半徑值預先（xiān）存入存儲器Dxx中，xx為存儲器號，當一個程序需用到幾把（bǎ）刀時，建議刀具號Txx和存儲器（qì）Dxx相對應（yīng），即T1號刀具（jù）半徑（jìng）補償值相應地使用D01號存儲器，這樣（yàng）加工時不容易搞錯。執行刀具半（bàn）徑補償後，數控（kòng）係統自動計算，並使（shǐ）刀具按照計算結果自（zì）動補償。在加工的過程中，如果零件輪廓尺寸與圖紙（zhǐ）尺寸有差（chà）別，就可以通過修正存儲器Dxx中的半徑補償值，再重（chóng）新運行程序以達到要求。取消（xiāo）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：建立、取消刀補時，G41、G42、G40指令必須與G00或G01指令共段，即（jí）使用G41、G42、G40指令的程序段中必須同時（shí）使用G00或G01指令，而（ér）不得同時使用G02或G03，並（bìng）且建立、取消刀補時所運行的直線段的長度要大於所要（yào）補償的刀具半徑值，否則補償功（gōng）能不起作用；而在補償方式中，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（jiāng）產生過切或欠削。

二、刀具長度補償（cháng）

1. 刀具（jù）長度補償的意義

例如，要（yào）鏜一個φ40mm的孔，確定（dìng）要（yào）用到兩把刀（dāo）,先用鑽頭鑽到φ38，再用（yòng）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（kuài）速下降到Z3.的高度開始切削,若是以鑽頭對刀（dāo）確定工（gōng）件座標係的Z原點，則鑽頭鑽削時不會撞刀。當換上鏜刀（dāo）時，如果沒有設定刀具長度補償而程序中同樣（yàng）設定（dìng）快速下降（jiàng）到Z3.這時當鏜刀比鑽頭短時，就會出現（xiàn）鏜（táng）孔鏜不通的現象，而當鏜（táng）刀（dāo）比鑽頭長時（shí）就（jiù）會出（chū）現撞刀。

不設（shè）定刀具長度補償（cháng）而在程序中通過修改Z地址值來保證（zhèng）加（jiā）工零點的正確（què）將（jiāng）會很容易出錯，因（yīn）為程序長了各段地址代碼值（zhí）不統一是很難檢查出（chū）錯誤的（de），而且在（zài）加工的過程中若刀具磨損了需要修改程序，若一個零件加工過程中同一把刀（dāo）要加工幾個不（bú）同的麵，那當這（zhè）把刀磨損之後則要修改所有與這把刀相關的程序。而在編製程（chéng）序中用上了刀具長度補償指令之後，當刀具磨損（sǔn）後，隻需在（zài）相應的刀具長度補償號中修改長度補償值就可以了，不（bú）需要再修（xiū）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（dù）補償G43、G44、G49

係統規定除Z軸之外，其他軸也可以使用刀具長度補償，但同（tóng）時（shí）規定長度（dù）補償（cháng）隻能同時加在一個軸上，要對補（bǔ）償軸進行切換，必須先取消對（duì）前麵（miàn）軸的補償。

（1）指令格式：

G43α___H___；(α指X、Y、Z任意一軸)，刀具長（zhǎng）度補（bǔ）償“＋”。

G44α___H___；刀具長度補償“－”。

G49或H00：取消刀（dāo）具長度補償。

指令中用G43、G44指令（lìng）偏移的方向，用H指令偏置量存儲（chǔ）器的偏置號；G43指令叫正向補（bǔ）償，即當用G43對刀具長度補償值指定一個正值時，刀具按照正向移動（dòng）。G44指令（lìng）叫負向補償，即（jí）當用G44對刀具長度補償值指定一個正值時，刀（dāo）具按照負（fù）向（xiàng）移動。G43和G44是模態G代（dài）碼。它們一（yī）直有效，直到（dào）指（zhǐ）定同組的G代（dài）碼（mǎ）為止。執行程序前，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（yǐ）z軸補償為例，若指令 GOO G43 Z100.0  H01；並（bìng）於H01中存入“-200.0”，則執行該指令時，將用Z坐（zuò）標（biāo）值100.與H01中所存“-200.”進行（háng）“+”運算（suàn），即100.0+(-200.0)=-100，並將所求結果作為Z軸移動值。加工程序每調用不（bú）同的刀具的時候，都要先取消掉原先的刀具補償，再把新調用的刀具長（zhǎng）度補償進去；而在程序結束前也要記得插入取消指令Ｇ49或H0.

3. CNC係統中（zhōng）刀具長度補償功能與其他指令的關係

（1）刀具長（zhǎng）度（dù）補償與半徑補償功能的關係

如果（guǒ）在零件（jiàn）的數（shù）控加工（gōng）程序中，既有刀具長度補償又有刀具半徑補償(在控製器中補償)指令時，必須把含有長度補償的程序段寫在含有半徑補償的（de）程序段前麵，否則半徑補償（cháng）無效

例如（rú）:在下麵的程序段（duàn）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（xì）統既（jì）執行刀具半徑係統又執行刀具長度補償指令。

（2）刀具長度補（bǔ）償與其它指令的（de）關係

a.G43,G44指令隻能用於直線運動之中，在非直線運動語（yǔ）句中使（shǐ）用（yòng）時會產生報警（jǐng）；

b.G43,G44為同組模態（tài）指（zhǐ）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（jiàn），在一把刀加工結束（shù）或程序段結束時（shí），都應取消刀具長度補償；

c.刀具長度補償必須伴隨獨立的插補（bǔ）運動(GOO,GO1,G81,G83等)才能有效。

4. 刀具長度補償值的確定

不同的設備係統，有不同（tóng）的對刀方式，而不同的對刀方式（shì），刀具長度補償的含意是不一樣的。如某加工中心係統，配上自動測（cè）量儀（yí），它的長度補償是補償（cháng）刀具的（de）真正長度，即主（zhǔ）軸錐孔端麵中心至刀具刃口最底端的長度；而（ér）某係統中機上手動對刀（dāo）時（shí）長度補償是指補償刀具從某一Z軸向基（jī）準高度下降（jiàng）到（dào）工件座標原點的距離，它補償的不是刀具的真正長度，而是刀具（jù）下降的距（jù）離（lí）。不同的刀具有不同的長度補償值；而機內手動對刀時（shí）同一把刀加工（gōng）不同工（gōng）件編程原點的零件時也有不同的長度（dù）補償值，這些不同的補償值可以分別寄存在不同的長度（dù）補償號H裏麵, 以備機床運行時程序隨時調用。

（1）機內手動對刀測（cè）量方式

讓（ràng）Z軸回到機床（chuáng）參考點，這時機床座標係（xì）中X，Y，Z軸數值都為零，選擇一個（gè）工件座標係（G54～G59任選一個都可），這時把（bǎ）Z值輸為零，再（zài）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Zo平（píng）麵相接觸，即利（lì）用刀尖(或刀具前端)在Z方向上與工件坐標（biāo）係原點的距離值作為長度補償（cháng）值，即主軸下降後此時機床坐標係的Z坐標值直接作為（wéi）每把（bǎ）刀的刀具（jù）長度補償值，注意數值的正負號不能漏。

（2）機外刀具（jù）自動預調儀測（cè）量方式

是在刀具預調儀上測出的主軸（zhóu）端麵（miàn）至刀尖的距離，輸（shū）入CNC的刀具（jù）長度偏（piān）置寄存器中作（zuò）為刀長（zhǎng）補償值，此時的刀長補償值是刀具的真正長度，是正值。

（3） 自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（wéi）零，把在刀具預調儀上測出的各（gè）刀具長度與標準刀具的（de）長度之差分別作為每把刀的刀具長度補償值.其中，比標準刀具長的記為正（zhèng）值，比標準刀具（jù）短的補償（cháng）值記為負值。

先通過機內對刀法測量出基準刀在（zài）返回機床參考點時刀位點在Z軸（zhóu）方向與工件坐標係原（yuán）點的距離，並輸入工件編程座標係中。

5. 刀（dāo）具（jù）長度補償值測量方式（shì）的比較

用機上手動測量方法測量刀具長度補（bǔ）償值麻煩且需要很多占（zhàn）機調（diào）試時間，因（yīn）此效率低，但投資少. 當用同一把刀加工其它的工（gōng）件時（shí）就要重（chóng）新設置（zhì）刀具長度補償值。

用機外刀具預調儀或（huò）自動測長裝（zhuāng）置測量不占用有效機（jī）時，把刀具調整工作事先在刀（dāo）具預調儀上完成，而且機床在加工運行時，還可在（zài）對刀儀上測量其它刀具的長度，不（bú）必因為在機床上對刀而占用機床運行（háng）時間，提高效（xiào）率，充（chōng）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補償，可以（yǐ）同一把刀具加工不同工件而不（bú）需修改刀具長度補償值。