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（xíng）狀複雜、工序多（duō）、精度（dù）要求（qiú）較高的零件，因而加工一個零件需用幾（jǐ）把或十幾把刀具甚至更多。由於每把刀具的直徑大小和長度都是不同的，在（zài）對（duì）被加工（gōng）零件確（què）定工件坐標（biāo）係零點後，有必要（yào）引（yǐn）入刀具補償功（gōng）能，以保證在（zài）加工過程中各把刀下降到正確的高（gāo）度和以正確的刀具路徑（jìng）進行切削加工。

刀具補償可分為刀具長（zhǎng）度補償和刀具半徑補償。長度補償是指（zhǐ）主軸軸向（xiàng）的補償（cháng）,也就是銑刀軸向的補償，而對於銑刀徑（jìng）向的補償,也就（jiù）是每把銑刀直徑大小不一樣,在直徑方向的補償叫（jiào）半徑補償。

一（yī）、刀具半徑補償

1. 刀具半徑補償意義

數控加工（gōng）中心在程序運行時將刀具當做（zuò）一個點做（zuò）軌跡運動（dòng）。比如用刀具R3銑邊長100的正方形凸台時，程序按（àn）邊長（zhǎng）100的正方形尺寸輸入，而（ér）刀具軸心的軌跡是邊長106的正方形，則工件上銑削的是符合圖紙尺寸的100的正方形。假如不用（yòng）刀具半徑補償功能（néng），則加工時刀具軸心的軌跡是邊長100的（de）正方形，則（zé）工件上銑削出的是邊長為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：刀具半徑左補償

G42：刀（dāo）具半徑右補償

半徑（jìng）補（bǔ）償僅能在規定的坐標平麵內進行，使用平（píng）麵選擇指令G17、G18或G19可分別選擇XY、ZX或YZ平麵為補償平（píng）麵。半徑補償必須規定（dìng）補償號，由補償號D存入刀具半徑值（zhí），則在執行上述指令時，刀具可自動左偏(G41)或右偏(G42)一個刀具半徑補償值。由於刀（dāo）補的建立必須（xū）在包（bāo）含運動（dòng）的程序段中完成，因此以（yǐ）上格式中，也寫入了G00(或（huò）G01)。在程序結束前應取消補償。

3. 刀具半徑補（bǔ）償的（de）應用

刀具半徑（jìng）補償有B功能和C功能兩種補償形式。由於B功能刀（dāo）具半徑（jìng）補償隻（zhī）根據（jù）本段程序進（jìn）行刀補計算，不能解（jiě）決（jué）程（chéng）序段之（zhī）間的過渡問題，要（yào）求將工件輪廓處理成圓角過渡，因此工件尖角處工藝性（xìng）不好（hǎo）；C功能刀具半徑補償能自動處理兩程序段刀具中心（xīn）軌跡的（de）轉接，可（kě）完全按照（zhào）工件輪廓來編程，因此現代CNC數控機床幾乎都采用C功能刀具半徑補償。

刀具（jù）半徑（jìng）補償的方向怎麽樣判（pàn）斷（duàn）呢？判斷的（de）方法：“順著刀具運行的方向”上看去（qù）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（cháng）。補償可以為“負”，當刀具半徑補償取（qǔ）負值（zhí）時，G41和G42的功能互（hù）換。

刀具的半徑值預先存（cún）入存儲器Dxx中，xx為存儲器號（hào），當一個程序需用到幾把刀時，建議刀具號Txx和存儲器（qì）Dxx相對應，即T1號（hào）刀具半徑補償值相應地使用D01號存儲器（qì），這樣加工時（shí）不（bú）容易搞錯。執行刀具半徑補償（cháng）後，數控係統自動計算，並使刀具按照（zhào）計算結果自動補償。在加工的過程中，如（rú）果零件輪廓尺寸與圖紙尺寸有差別，就可以通過修正存儲器Dxx中的（de）半徑補（bǔ）償值，再重新運（yùn）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（jù）半徑補償。

使用中需注意：建立、取（qǔ）消刀補時，G41、G42、G40指令必須與G00或G01指令共段，即使用G41、G42、G40指令的程序段中必須同時使用（yòng）G00或G01指令，而（ér）不得同時使用G02或G03，並且建立（lì）、取消（xiāo）刀補時所運行的直（zhí）線段的長（zhǎng）度要大於所要補（bǔ）償的刀具半徑值，否則補償功能不（bú）起作用；而在補償方式（shì）中，寫入2個或更（gèng）多刀具不移動的程序段（輔助功能，暫（zàn）停等等），刀具將產生過（guò）切或欠削。

二、刀具長（zhǎng）度補償

1. 刀具長度補償的意義

例（lì）如，要（yào）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（shí）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（dù）開始切削,若（ruò）是以鑽（zuàn）頭對刀確定工件座標係的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設定快速（sù）下（xià）降到Z3.這時當鏜刀比鑽頭短時，就會出（chū）現鏜孔鏜不通的現象，而當鏜刀比鑽頭長時就會出現撞（zhuàng）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的正確將會很容（róng）易出錯，因為程序長了各段地址代碼值不統一是很（hěn）難檢查出錯誤的，而且在（zài）加工（gōng）的過（guò）程中若刀（dāo）具磨損了需要修改程序，若一個零件加（jiā）工過程中同一把（bǎ）刀要加工（gōng）幾個（gè）不同（tóng）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（zài）編製（zhì）程序中用（yòng）上了（le）刀具長度補償指令之後，當刀具磨損（sǔn）後，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，不需要再修（xiū）改程序，提（tí）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Z軸之外，其他軸也可以使用刀（dāo）具長度補償，但同時規定長度補償隻能同（tóng）時加在一個軸（zhóu）上，要對補償軸進行切換，必須先取消對前麵（miàn）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：取消刀具長度（dù）補（bǔ）償。

指令中（zhōng）用G43、G44指令偏移的方向，用H指令偏置量存儲器的偏置號；G43指令叫正向補（bǔ）償，即當用G43對（duì）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（jiào）負向補償，即當用G44對刀具長度補償值指定一個正（zhèng）值時，刀具（jù）按照負向移動。G43和G44是模態G代碼。它們一直有效，直到指定同組的G代碼為止。執行程（chéng）序前，需在與地址H所對應的偏置量存儲器中，存入（rù）相應的偏置值。以（yǐ）z軸補償（cháng）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（zhóu）移動值。加工程序每調（diào）用不同（tóng）的刀具的時候，都要先取消掉（diào）原先的刀具補償，再把（bǎ）新調用的刀具（jù）長（zhǎng）度補償（cháng）進去；而在程序結束前也要記得插入取（qǔ）消指令Ｇ49或H0.

3. CNC係統中刀具長度補償功能與其他（tā）指令的關係

（1）刀具長度補償與半徑補（bǔ）償功能的關係

如果在零件的數控加工程序中（zhōng），既有刀具長度補償（cháng）又有刀具半徑補（bǔ）償(在控製器中（zhōng）補償)指令（lìng）時，必須把含有長度補償的程序段寫在含有半（bàn）徑補償的程序段前麵，否則（zé）半徑補償無效

例如:在下麵的程序段中：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控係（xì）統（tǒng）不執行刀具半徑補償若改為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則（zé）數控係統既執（zhí）行刀具半徑係統又執行刀具（jù）長度補償指令。

（2）刀具長度補償與其它指令的關係

a.G43,G44指令（lìng）隻能用於直線運動之中，在非直線運動（dòng）語句中使用時會產生報警（jǐng）；

b.G43,G44為（wéi）同組模態指令，它們會自動取消上次（cì）刀具長度補償而不需要用專門的G49指令，為了安全起（qǐ）見，在一把刀加工結束或程序段結束時，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（dāo）具長度補償值的（de）確定

不同的設備係（xì）統，有不同的對刀方式，而不同的對刀方式，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（liàng）儀，它（tā）的長度補償（cháng）是補（bǔ）償刀具的（de）真正長度（dù），即主（zhǔ）軸錐孔端麵中心至刀具刃口最底端的長度；而某係統中機上手動對（duì）刀（dāo）時長（zhǎng）度補償是指補償刀具從某一（yī）Z軸向基準高（gāo）度下降到工件座標原點的距離，它補（bǔ）償的不是刀具的真正長度，而是刀具（jù）下降的（de）距離。不同的刀具有不同的（de）長度補償值；而機內手（shǒu）動對（duì）刀時同一把刀加工不同工件編程原點的零件時（shí）也有不同（tóng）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（hào）H裏麵, 以（yǐ）備機床運行時程序隨時調用。

（1）機內（nèi）手動對刀測量方式

讓（ràng）Z軸回到機床參（cān）考點，這時機（jī）床座標係中X，Y，Z軸數值都（dōu）為零，選（xuǎn）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次確定每把刀具與工件（jiàn）在機床坐標係中的Zo平麵相接（jiē）觸，即利用刀尖(或刀（dāo）具（jù）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（jiàng）後此時（shí）機床坐標係的Z坐標值直接作（zuò）為每把（bǎ）刀的刀（dāo）具長度補（bǔ）償值，注意數值的正負號不能漏。

（2）機（jī）外刀具自動預調儀測量（liàng）方式

是在刀具預調儀上測出的主軸端麵至刀尖的距離，輸入CNC的刀具（jù）長度偏置寄存器（qì）中作為刀長補償值，此時（shí）的刀（dāo）長補償（cháng）值是刀具的（de）真正（zhèng）長度，是正（zhèng）值。

（3） 自動測長裝置十機內對刀方（fāng）式

設標準刀具（jù）的長度補償值為零，把在刀具預調（diào）儀上測出的各刀具長度與標（biāo）準（zhǔn）刀具的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值，比標準（zhǔn）刀具短的補償值記為負值。

先通過機內對刀法測（cè）量出基準刀在返回機床（chuáng）參考點時刀位點在Z軸方向與工件坐標係（xì）原點的距離，並輸（shū）入工件編（biān）程座標係中。

5. 刀（dāo）具長度補償值測量方式的比較

用機上手動測量方法測量刀具長度補償值麻煩且需要很多占機調試時間，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（zhǎng）度（dù）補（bǔ）償值。

用機外刀具（jù）預調儀或自動測長裝置測量不占用有效機時，把刀具調（diào）整工作事先在刀具預（yù）調儀上完成，而且機床在（zài）加工運行時，還可在對刀儀上測量其它刀具的長度，不必（bì）因為在機床上對刀而占用機床運行時間，提高（gāo）效率（lǜ），充分發揮加（jiā）工中心的作用，但是需添置刀具預調儀設備，成本（běn）較高。使用刀（dāo）具長度作（zuò）為刀（dāo）長補償，可以同一把刀具加工（gōng）不（bú）同工件而不需修改（gǎi）刀具長度補償值。