數控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（duō）、精度要求較高的零件，因而加（jiā）工一個零件需用幾把（bǎ）或十幾（jǐ）把（bǎ）刀具甚至（zhì）更多。由於每把刀具的直徑大小和長度都是不同的，在對被加工零件確定工件坐標係零點後，有必（bì）要引入刀具補（bǔ）償功能，以保證在加工過程中各把刀下降到正確的高度和以正（zhèng）確的刀具路徑（jìng）進行切削加工。

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

一、刀（dāo）具半徑補償

1. 刀具半（bàn）徑補償意（yì）義

數控加工（gōng）中心在程序運行時（shí）將刀具當做一個點做軌跡運動。比如用刀具R3銑邊長100的正方形凸台時，程序按邊（biān）長（zhǎng）100的（de）正方形尺寸輸入，而刀具（jù）軸心的軌跡是邊長（zhǎng）106的正方形，則工件上銑削的是符合圖紙尺寸的100的正（zhèng）方形。假如不用刀具半（bàn）徑補償功能（néng），則加工時刀具軸心（xīn）的軌跡是（shì）邊長100的正方形，則工件（jiàn）上銑削出的是邊長為（wéi）94的正方形凸台，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（bàn）徑左補償

G42：刀（dāo）具半徑（jìng）右補償

半徑補償僅能在規定的坐標平（píng）麵內進（jìn）行，使（shǐ）用（yòng）平麵選擇指令G17、G18或G19可分別選擇（zé）XY、ZX或YZ平麵為補償（cháng）平麵。半徑（jìng）補償（cháng）必須規（guī）定補償號，由補償號D存入刀（dāo）具（jù）半徑（jìng）值，則在執行上述指令時，刀具（jù）可自（zì）動（dòng）左（zuǒ）偏(G41)或右偏(G42)一個刀具半（bàn）徑補償值。由於刀補的建立必須在包含運動的程序段中完成，因此以上格式（shì）中，也寫入了G00(或G01)。在程序結束前應取消補償。

3. 刀具半徑補償的（de）應用

刀具半徑補償有B功能和C功能兩種補償形式。由（yóu）於B功能刀具半徑補償隻（zhī）根據本段程序進行刀補計算，不能（néng）解決程（chéng）序段之（zhī）間的過渡（dù）問題，要求將（jiāng）工（gōng）件輪廓處（chù）理（lǐ）成圓角過渡，因此工件尖角處工藝性不好；C功能刀具半徑補償能自（zì）動處理兩程（chéng）序（xù）段（duàn）刀具中心軌跡的轉接，可完全按照工件輪廓來編程，因此現代CNC數控機床幾乎都采用C功能刀具半徑補償（cháng）。

刀具半徑補償的方向怎麽樣判斷呢？判（pàn）斷的方法：“順著刀具運行的方向”上看去刀具在工件的（de）左麵為左補償，刀具在工件（jiàn）的右麵為右補償。補償可以為（wéi）“負”，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（zhí）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Txx和存儲器Dxx相對應，即T1號刀具半徑（jìng）補償值相應地使（shǐ）用D01號存儲器，這樣加工時不容易搞錯。執（zhí）行刀具（jù）半徑補償後（hòu），數控係統自動計算，並使刀具按照計算結果自動補償。在加工的過程中，如（rú）果零件（jiàn）輪廓（kuò）尺寸與圖紙尺寸有差別，就可以通過修正存（cún）儲器Dxx中的半徑補償值，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（jù）半徑補償。

使用中（zhōng）需注意（yì）：建立、取消刀補時，G41、G42、G40指令（lìng）必（bì）須與G00或G01指令共段，即使用G41、G42、G40指令的程序段（duàn）中必（bì）須同時使用G00或G01指（zhǐ）令，而不得同時使用G02或G03，並且建立、取（qǔ）消刀補時所運行的直線段的長度要大於（yú）所要補償的刀具半徑值，否則補償功能不起作用；而在補償方式中，寫（xiě）入2個（gè）或更多刀（dāo）具不移動的程序段（輔（fǔ）助功能，暫停等等），刀具將產生過切或欠削。

二、刀具長（zhǎng）度補償

1. 刀具長度補償的意義

例如（rú），要鏜一個φ40mm的孔，確定要用到兩把刀,先（xiān）用鑽頭鑽到φ38，再用（yòng）鏜刀鏜到φ50mm，此時（shí）機床已經設定工件零點，而編程時一（yī）般都是讓刀具快速下降到Z3.的（de）高度開始切削,若是以（yǐ）鑽頭對刀確定工件座標係的Z原點，則鑽頭鑽削時不會撞刀。當（dāng）換上鏜刀時（shí），如果沒有設定刀具長度補償而程序中同樣設定快速（sù）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象，而當鏜刀比鑽頭長時就會出現撞刀。

不設定刀（dāo）具長度補償而在程序中（zhōng）通過修改Z地址值來保證加工零點的正確將會（huì）很容易（yì）出錯，因為程（chéng）序長了各段地址代碼值不統一是很難檢（jiǎn）查出錯誤的，而且在加工的過程中若刀（dāo）具（jù）磨損了（le）需要修改（gǎi）程序，若一個零件加工過程中同一（yī）把刀要加工幾個不（bú）同（tóng）的麵，那當這把（bǎ）刀磨損（sǔn）之後（hòu）則要修改所有與這把刀相關的程序。而在編製程序中用上（shàng）了刀具長度補償指令之後，當（dāng）刀具磨損後，隻需在相應的刀（dāo）具長（zhǎng）度補償號中修改長度（dù）補償值就可以了，不需要（yào）再（zài）修改程序（xù），提高了工（gōng）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，其他軸也可以使用刀具長度補償，但同時規定長度補償隻能同時加在一個軸上，要對補償軸進行切換，必須先取消對前麵軸的（de）補（bǔ）償。

（1）指令格（gé）式：

G43α___H___；(α指X、Y、Z任意一軸)，刀具長度補償“＋”。

G44α___H___；刀具長（zhǎng）度補償“－”。

G49或H00：取消刀具長度補償。

指令中用G43、G44指令偏移（yí）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（cháng），即當用G43對刀具長度補償（cháng）值（zhí）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（dāng）用G44對刀具長度補償值（zhí）指定一個正值時（shí），刀（dāo）具按照（zhào）負向移動。G43和G44是模態（tài）G代碼。它們一直有效，直到指定同組的G代碼為止。執行程序前，需在與地址H所對應的偏置量存儲器中，存入相應的偏置值。以z軸（zhóu）補償為（wéi）例，若指令（lìng） GOO G43 Z100.0  H01；並於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軸移動值。加工程序每調用不同的刀具的時候，都要先取消掉（diào）原先的刀具（jù）補償，再把新調用的（de）刀具長度補償（cháng）進去；而在程序結束前也要記（jì）得（dé）插入取消指令Ｇ49或H0.

3. CNC係統中刀具長度補（bǔ）償功能與（yǔ）其他（tā）指令的關係

（1）刀具長度補償與半徑補償功能的關係

如果在零件的數控加工程序中，既（jì）有刀（dāo）具長度補償又有刀具半徑（jìng）補償(在控製器中補償)指令時，必須把含有長度補償的程（chéng）序段（duàn）寫在含有半徑補償的（de）程序段前麵，否則半（bàn）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（shù）控係（xì）統既執行刀具半徑係統又執行（háng）刀具長度補償指令。

（2）刀具長度補償與其它指令的關係

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

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（xū）要用專門的G49指令（lìng），為了安（ān）全起見，在一把（bǎ）刀加工結束或程序段結束（shù）時，都應取消刀具長（zhǎng）度補（bǔ）償；

c.刀（dāo）具長度補償必須伴隨（suí）獨立的插補運（yùn）動(GOO,GO1,G81,G83等)才能（néng）有效。

4. 刀具長度補償值的確定

不同的設備係統，有不（bú）同的對刀（dāo）方式，而不同的對刀（dāo）方式，刀具長（zhǎng）度補償的含意是不一樣的。如某（mǒu）加工（gōng）中心係統，配上自動（dòng）測量儀，它（tā）的長度補償是補償（cháng）刀具的真正長度，即主軸錐孔端麵中心至刀具刃口最底端的長（zhǎng）度；而某係統中（zhōng）機上（shàng）手動對刀時長度補償是（shì）指補償刀具（jù）從（cóng）某（mǒu）一Z軸向基準高度下降到工件座標原點的距（jù）離，它補償的不是（shì）刀具的真正（zhèng）長度（dù），而是刀具下降（jiàng）的距離。不同的刀具有不同的（de）長度補償值；而（ér）機內手動對（duì）刀時同一把（bǎ）刀加工不同工（gōng）件編程原點（diǎn）的（de）零件時也有不同的長度補償（cháng）值（zhí），這些不同的補償值可（kě）以分別寄存在不同的長度補償號H裏麵, 以備機床運行時程序隨時（shí）調用。

（1）機內手動對刀測量方式

讓Z軸回到機（jī）床參考點（diǎn），這時機床座標係中X，Y，Z軸數（shù）值都為零，選擇一個（gè）工件座標係（G54～G59任選一個都（dōu）可），這時（shí）把Z值輸為零，再（zài）把刀具（jù）裝入（rù）主軸依次確定每把刀（dāo）具與工件在機床坐標係中的Zo平麵（miàn）相接觸，即（jí）利用刀尖(或（huò）刀具前（qián）端)在Z方（fāng）向上與工（gōng）件坐標（biāo）係（xì）原點的距（jù）離值作為長度補償值，即主軸下（xià）降後此（cǐ）時機床坐標係的Z坐標值直（zhí）接作為每把刀的刀具長度補償值，注意數值（zhí）的正（zhèng）負號不能漏。

（2）機外刀具自動（dòng）預調儀測（cè）量方式

是在刀具預調儀上測出的主軸端麵至刀尖（jiān）的距離（lí），輸入CNC的刀具長度（dù）偏置寄存器中作為刀長補償值，此時的刀長補償值是刀具的真（zhēn）正長度，是正值。

（3） 自動測（cè）長（zhǎng）裝置十機（jī）內對刀方式

設標準刀具的長度補償值為零，把在刀具預調儀上測（cè）出的各刀具長（zhǎng）度與標準刀具的長度（dù）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，比標準刀具短的補償值（zhí）記為負值。

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（wèi）點在Z軸方向與工件坐標係原點的距離，並輸（shū）入工件編程座標係中（zhōng）。

5. 刀（dāo）具（jù）長（zhǎng）度補償值測量（liàng）方式的比較

用機上手動測量方法測（cè）量刀具（jù）長度補償（cháng）值（zhí）麻煩且需要很多占機調試（shì）時間，因（yīn）此效率低，但投（tóu）資少. 當用同一把刀加工其它的工件時就要重新設置（zhì）刀具長度補償值。

用機外刀具預調儀（yí）或（huò）自動測長（zhǎng）裝置測量不占用有效機時，把刀具調整工（gōng）作事先在刀具預調儀上完成，而（ér）且（qiě）機床（chuáng）在加工運行時，還可在對刀（dāo）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運（yùn）行時間，提高效率（lǜ），充分發揮（huī）加工中（zhōng）心的作用，但是需添置刀具預調儀設備，成本較高。使用刀（dāo）具（jù）長度作為刀長補償，可以同（tóng）一把刀具（jù）加（jiā）工不同工件而不需（xū）修（xiū）改刀具長度（dù）補償值（zhí）。