​數控（kòng）加工中心是怎樣進行刀具補償的？

加工中心用來（lái）加工形狀複雜、工序多、精度要求（qiú）較高的零件，因而加工一個零件需用幾把或十幾把刀（dāo）具（jù）甚（shèn）至更多。由（yóu）於每把（bǎ）刀具（jù）的直徑（jìng）大小和長（zhǎng）度都是不同的，在對被加工零件確定工件坐（zuò）標係零點後（hòu），有必要引入刀（dāo）具補償功能，以保證（zhèng）在加工過程中（zhōng）各把刀下降到正確的（de）高度和以正確的刀具路徑進行切削加（jiā）工。

刀具補償可分（fèn）為刀具長度補償和刀具半徑補償。長（zhǎng）度補償是指主軸軸向的補償,也就是銑刀軸向的補償，而對（duì）於銑刀（dāo）徑向的補償,也就是每把銑刀直徑大小不一樣,在直徑（jìng）方向的補償（cháng）叫半徑補償。

一、刀具半徑補償

1. 刀具半徑補償意義

數控加工中心（xīn）在程序運行（háng）時將刀具當做一（yī）個點做軌跡運動。比如用刀具（jù）R3銑邊長100的正方形凸台時，程序按邊長100的正方形尺寸輸入，而刀具軸心的軌（guǐ）跡是邊長（zhǎng）106的正方形，則（zé）工件上銑削（xuē）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（jiā）工時刀具軸心的軌跡是邊長（zhǎng）100的正方形，則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（bàn）徑（jìng）左補償（cháng）

G42：刀具半徑右補償

半徑補償（cháng）僅能在規定的坐標平麵內進行，使用平麵（miàn）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存入刀具半徑值，則在執（zhí）行上（shàng）述指令時，刀具可自（zì）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在包含運動的（de）程序段（duàn）中（zhōng）完成，因此以上格式（shì）中，也寫（xiě）入（rù）了G00(或G01)。在程序結束前應（yīng）取消補償。

3. 刀具半徑補償的應用

刀具半徑補償有（yǒu）B功能和C功能兩種補償形（xíng）式。由於B功能（néng）刀具半徑（jìng）補償隻根據本段程序進行刀補計算，不能解決程序段之間的過渡問（wèn）題，要求將工件輪（lún）廓處理成圓角過渡，因此工件尖角處工藝性不好；C功能（néng）刀具半徑補償能自動處理兩程序段刀具中心軌跡的（de）轉（zhuǎn）接，可完全按（àn）照工件輪廓（kuò）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）半徑補償的方向怎麽樣判（pàn）斷呢？判斷的方法：“順著刀具運行（háng）的方向”上看去刀具在工件的左麵為左補償，刀具在工（gōng）件的右麵（miàn）為右補償。補償（cháng）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（dāo）具的半徑值預先存入（rù）存儲器Dxx中，xx為存儲器號（hào），當一個程序需用（yòng）到幾把（bǎ）刀（dāo）時，建（jiàn）議刀具號Txx和存儲器Dxx相對應，即T1號刀具半徑補償值相應地使用D01號存儲器，這樣加工時不容易搞錯（cuò）。執行刀具（jù）半徑補（bǔ）償後，數控係統自動計算，並使刀具按照計算結果（guǒ）自（zì）動補（bǔ）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（jiù）可以通過修正存儲器Dxx中的半（bàn）徑補償值，再重（chóng）新運行程序以達到要求。取消刀具半徑補償用G40，也可（kě）用D00取消刀具（jù）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，即使用（yòng）G41、G42、G40指令的程序段中必須同（tóng）時使用（yòng）G00或G01指（zhǐ）令，而不得同時使用G02或G03，並且建立、取消刀補時所運行的（de）直線段的長度要（yào）大於所要補（bǔ）償的刀具半徑（jìng）值，否（fǒu）則補償功能（néng）不起作（zuò）用；而在補（bǔ）償（cháng）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，確定要用到兩把刀,先用鑽頭鑽（zuàn）到（dào）φ38，再用鏜（táng）刀鏜到φ50mm，此時機床已經（jīng）設定工件零（líng）點，而編程時一般都是（shì）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件座標係的Z原點，則鑽頭鑽削時不會撞刀。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現（xiàn）象，而當鏜刀比鑽頭長時就會出（chū）現撞刀。

不設定（dìng）刀具長度補償而在程序中通（tōng）過修改Z地址值來保（bǎo）證加工零點的正確將會很容（róng）易（yì）出錯，因為程序長了各段地（dì）址代碼值不統一是很難檢查出（chū）錯誤的，而且在加工（gōng）的過程中若刀具磨損了需要修（xiū）改程序，若一個（gè）零件加（jiā）工過（guò）程（chéng）中同一把刀要加工幾個（gè）不同的麵，那（nà）當這（zhè）把刀磨損之後（hòu）則要修改所有與這把刀相關的程序（xù）。而在編製程序中用上了刀具長度補償指令之後，當刀具（jù）磨損後，隻（zhī）需在相應的刀（dāo）具長度補償號中修改（gǎi）長度補償值就可以了，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

係統規定除Z軸之外，其（qí）他軸也可以使用刀具長度補償，但同時規定長度補償隻（zhī）能同時加在（zài）一個軸上，要對補償軸進行切換，必須（xū）先取消對前麵軸的補償（cháng）。

（1）指令格式：

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

G44α___H___；刀具長度補償“－”。

G49或H00：取消刀具長度補償。

指令中（zhōng）用G43、G44指令偏（piān）移的方向，用H指令偏置量存（cún）儲器的偏置號；G43指令叫正向補償，即當用G43對刀具長（zhǎng）度補（bǔ）償值指定一個正值時（shí），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（bǔ）償值指定一（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，直到指定同組的G代碼為止（zhǐ）。執（zhí）行程序前，需在與地址H所對應的偏置（zhì）量存儲器中，存入相（xiàng）應的偏置（zhì）值。以z軸補償為例，若指令 GOO G43 Z100.0  H01；並於H01中存入“-200.0”，則執行該指令時（shí），將用（yòng）Z坐標值100.與H01中所（suǒ）存“-200.”進行“+”運算，即100.0+(-200.0)=-100，並將所求結（jié）果作（zuò）為（wéi）Z軸移動值。加工程序每調用不同的刀（dāo）具的時候（hòu），都要先（xiān）取消掉原先（xiān）的刀（dāo）具補償，再（zài）把新調用的刀具長度補償進（jìn）去；而在程序結束前也要記得插入取消指令Ｇ49或H0.

3. CNC係統中刀具（jù）長度（dù）補償功能與其他指令的關係

（1）刀具長度補償與半徑補償功（gōng）能的關（guān）係

如果在零件的數（shù）控（kòng）加工程序中，既有刀具（jù）長度補償又有刀具半（bàn）徑補償(在（zài）控製器中補償)指令時，必須把（bǎ）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，否則半徑補償無效

例如:在下麵的程（chéng）序段中：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控係統不執行刀（dāo）具（jù）半徑補償若改為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則數控係（xì）統既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）償與其它指令的關係（xì）

a.G43,G44指令隻能（néng）用於（yú）直線運動之中，在（zài）非直線（xiàn）運動語句中使用時會產生報警；

b.G43,G44為同組（zǔ）模態指令，它們會自動取消上次刀具長度補償而不（bú）需要用專（zhuān）門的G49指令（lìng），為了安全起見，在一把刀（dāo）加工（gōng）結束或程序段結束時（shí），都應取消刀（dāo）具長度補償；

c.刀具長度補償必（bì）須伴（bàn）隨獨立的（de）插補運動(GOO,GO1,G81,G83等)才能有效。

4. 刀具（jù）長度補（bǔ）償值的確定（dìng）

不同的設（shè）備係統，有不同的對刀方（fāng）式，而不同的對刀方式，刀具長（zhǎng）度補償的含意是不一樣的。如（rú）某加工中心係統，配上自動測量儀，它（tā）的長（zhǎng）度補（bǔ）償是補償刀具的真正長度，即主軸錐孔端麵中心至刀具刃口（kǒu）最底端的長（zhǎng）度；而（ér）某係統中機上手動（dòng）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（jiàng）到工件（jiàn）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）下降的距離。不同的刀具有不同的長度補償值；而機內手動對刀時同一把刀加工不同工件編程原點的零件時也有不同的長度補償值，這些不同的補償值可（kě）以分別（bié）寄存在不同的長度補償號H裏麵, 以備（bèi）機床運行（háng）時程序隨時調用。

（1）機內手動對刀測量（liàng）方式

讓Z軸回到機床參考點，這時機床座標係中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次確定每把刀具與工件在機床坐標係中的Zo平麵相接觸，即（jí）利用刀尖(或刀（dāo）具前端)在Z方向（xiàng）上與工件坐標係原點的（de）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坐標值直接作為每把刀的刀具長度補償值，注意（yì）數（shù）值的正負號不能漏。

（2）機外刀具自（zì）動預調儀（yí）測量方式

是在刀具預調儀上測出的主軸端麵（miàn）至刀尖的距（jù）離，輸（shū）入CNC的刀具長度偏置寄存器中作為刀長補償值（zhí），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方式

設標準刀具的長度補償值為零，把在（zài）刀具預調儀上測出的（de）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（dù）補償值.其中（zhōng），比標準刀具長的（de）記為正值，比標（biāo）準刀（dāo）具（jù）短的補償（cháng）值記為負值。

先通過機內對刀（dāo）法測量出基（jī）準（zhǔn）刀在返回（huí）機床參（cān）考點時刀位點在Z軸方向與工件坐標係原點的距離（lí），並輸入工件編程座標係中。

5. 刀具長度補償值測量（liàng）方式的比較（jiào）

用機上手動測量方法測（cè）量刀具（jù）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（dāng）用同一把刀加工其（qí）它的工件（jiàn）時就要重新設置刀具長度補償值（zhí）。

用機外刀具預調儀或自動測長裝（zhuāng）置測量不（bú）占用有效機（jī）時，把刀（dāo）具（jù）調整工（gōng）作事（shì）先在刀具預調儀（yí）上完成，而且機床在加工運行時，還（hái）可在對刀儀上測量其它刀具的長度，不必因為在機床（chuáng）上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（diào）儀設備，成本較高。使用刀具（jù）長度作為刀長補償，可以同一把刀具加工（gōng）不同工件而不需修改刀具長度補償（cháng）值。