數控加工中心是怎樣進行刀具（jù）補償的？

加工中心用來加工形狀複雜、工（gōng）序（xù）多、精度要求較高的（de）零件，因而加（jiā）工（gōng）一個零件需用幾把（bǎ）或十（shí）幾把刀具甚至更多。由於每把刀具的直徑大小和長（zhǎng）度都是（shì）不同的，在對被加工零件確定工件坐標係零點後，有必要引入刀具補償功（gōng）能（néng），以保證在加工過程中各把刀下降到正確的高度和（hé）以正確的刀具路（lù）徑進行切削加工（gōng）。

刀具補償可分為刀具（jù）長度補償和刀具半徑（jìng）補償。長度（dù）補償是指主軸軸向的補償,也就是銑刀軸向的（de）補償，而對於銑刀徑向的補償,也就是每把銑刀直徑大小不一樣,在直徑方向的補償叫半徑（jìng）補償。

一、刀具半徑補償

1. 刀具半徑補償（cháng）意義

數控加工中心在程（chéng）序運行時將刀具（jù）當做一（yī）個點（diǎn）做（zuò）軌跡運動。比如用刀具R3銑邊（biān）長100的正方（fāng）形凸台時，程序按邊長100的正方（fāng）形尺寸輸（shū）入，而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（chǐ）寸的100的正方形。假如不用刀具半徑補償功（gōng）能，則加工（gōng）時刀具軸心的軌跡（jì）是邊長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（bú）符合圖紙尺寸的要（yào）求。

2. 指令格（gé）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

半徑補償僅能在規定的坐標（biāo）平麵內進行，使用平麵選擇指令G17、G18或G19可分別選（xuǎn）擇XY、ZX或YZ平麵為補償平麵（miàn）。半徑補償（cháng）必須規定補償號，由補償號D存入刀具半徑值，則在執（zhí）行上述指令時，刀具（jù）可自動左偏（piān）(G41)或右偏(G42)一個刀具半徑補償值（zhí）。由於刀（dāo）補的建立必須在包含運動的程序段中完成，因此以上格式中，也寫入了G00(或G01)。在程序結束前應取消補償。

3. 刀具（jù）半徑補償的應用

刀具半徑補償（cháng）有B功能和C功（gōng）能兩種補償形（xíng）式。由於B功能刀具（jù）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題，要求將工件輪（lún）廓處（chù）理成（chéng）圓角過渡，因（yīn）此工件尖角處工（gōng）藝性不好；C功能刀具半徑補償能自動處理兩程（chéng）序段刀具中心軌跡的轉接，可完全按（àn）照（zhào）工件輪廓來編程，因此（cǐ）現（xiàn）代CNC數控機（jī）床幾（jǐ）乎都采用C功能刀具半徑補償。

刀具半徑補償的方（fāng）向怎麽樣判斷呢？判斷的方法：“順（shùn）著刀具（jù）運行的（de）方向”上看去刀具在工件（jiàn）的左麵為左補償，刀具在工件的（de）右麵為右補償。補償可以為“負”，當刀具（jù）半徑補償取負值時，G41和G42的功能互換。

刀具的（de）半徑值預先存（cún）入存儲器Dxx中，xx為存儲器號，當一個程序需用（yòng）到幾把刀時，建議刀具號Txx和（hé）存儲器Dxx相對應，即T1號刀具半徑補償值相應地使用D01號（hào）存儲器，這樣加工時不容易搞錯。執行刀具半徑（jìng）補償後，數控係統自動計算，並使刀具（jù）按照計算結果自動補償。在加工的過程中（zhōng），如果零（líng）件（jiàn）輪廓尺寸與圖紙尺寸有差別，就可以通過修正存儲器Dxx中的半徑補償值，再重新運行（háng）程序以達到要求。取消刀具半徑補償（cháng）用G40，也可（kě）用D00取（qǔ）消刀具半徑（jìng）補（bǔ）償。

使用中需注意：建立、取消刀補時，G41、G42、G40指令必（bì）須與G00或G01指令共段，即使用G41、G42、G40指令的程序段（duàn）中必須同時使用G00或（huò）G01指令，而不得同時使用G02或G03，並且建（jiàn）立、取消刀補時所運行（háng）的直線段的長（zhǎng）度（dù）要大於所要補償的刀具半徑（jìng）值，否則（zé）補償功能不起作用；而在補償方式（shì）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（jù）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（gè）φ40mm的孔，確（què）定要用到兩把刀,先用鑽頭鑽到φ38，再用鏜刀鏜（táng）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,若是以鑽頭對刀確定工件座標係的（de）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（tóng）樣設定快速下（xià）降（jiàng）到Z3.這時當鏜刀比鑽頭短時（shí），就會出現鏜（táng）孔鏜不通的現象，而（ér）當鏜刀比鑽頭長時就會出現撞刀。

不設定（dìng）刀具長度補償而在程序中通過（guò）修改Z地址值來保證加工零（líng）點的正確將會很容易出錯，因為程序長了各段（duàn）地址代碼值不統一（yī）是很難檢查出錯誤的，而且（qiě）在加工的過程中若刀具磨損了需要修改程序，若（ruò）一個零件加工過程中同一把刀要加工幾個不同的麵，那當（dāng）這把刀磨損之後則要修改所有與（yǔ）這（zhè）把刀相關的程序。而在編製程序中用上了刀具長度補償指令之後（hòu），當（dāng）刀具磨損後，隻需在相應的（de）刀具長度補償號中修改長（zhǎng）度補償值就可以了，不需（xū）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（dāo）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（cháng）隻能同時加在一個軸上，要對補償軸進行切換，必（bì）須先取消對（duì）前麵軸的補（bǔ）償。

（1）指令格式：

G43α___H___；(α指X、Y、Z任意一軸)，刀具長度補償“＋”。

G44α___H___；刀具長度（dù）補償“－”。

G49或H00：取消刀具（jù）長度補償。

指令中用G43、G44指令偏移的方向，用H指令偏置量存儲器的偏置（zhì）號；G43指令叫正向補償，即當用G43對刀具長度（dù）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（dāng）用G44對刀（dāo）具長度補償值指定一個正值時，刀具按照負向移動（dòng）。G43和G44是模態（tài）G代碼。它們一直有效（xiào），直到指定同（tóng）組的G代碼為止。執行（háng）程序前，需在與地址H所對應（yīng）的偏置量（liàng）存儲器（qì）中，存入相應的偏置值。以（yǐ）z軸補償為例，若（ruò）指（zhǐ）令 GOO G43 Z100.0  H01；並於H01中（zhōng）存入（rù）“-200.0”，則執行該指令時，將用Z坐標（biāo）值100.與H01中所存“-200.”進行“+”運算，即100.0+(-200.0)=-100，並將所求（qiú）結（jié）果作為Z軸移（yí）動值。加工程序每調用不同的刀具的時候，都（dōu）要先取（qǔ）消掉（diào）原先的刀具補償，再把新調用的刀具（jù）長度補償進去；而在程序結束前也要記得插入取（qǔ）消指令Ｇ49或（huò）H0.

3. CNC係統中刀具（jù）長度補償功能與其他指令的關係

（1）刀具長度補（bǔ）償與半徑（jìng）補償（cháng）功能的關係

如（rú）果在零件的（de）數控加工程序（xù）中，既有刀具長度補償又有刀具半徑補償(在（zài）控（kòng）製器中補償)指令時，必須把含有長度補償的程序段寫在含（hán）有半徑補償的程序（xù）段前麵，否則半徑補償（cháng）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

則數控係統既（jì）執行刀具半徑係統又執行刀具長（zhǎng）度補償指令。

（2）刀具長度（dù）補償與其它指令的（de）關係

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

b.G43,G44為（wéi）同組模（mó）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G49指令，為（wéi）了安全起見，在一把刀加工結束或程序（xù）段結束時，都應取消刀具長度補（bǔ）償；

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

4. 刀（dāo）具長度補償值的確定

不同的（de）設備係統，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（shì）不一（yī）樣的（de）。如某加工中心（xīn）係（xì）統，配上自動（dòng）測量儀，它的長度補償是補償刀具的（de）真正長度，即主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刀時長度補償是指補償刀具從某一Z軸向基準高度下（xià）降到工件座標原點的距離，它（tā）補償的不是刀具的真正長度，而是刀具下（xià）降的距離。不同的刀具有不同的長度（dù）補償值；而機內手動對刀時同一把刀加工不同（tóng）工件編程原點的（de）零件時（shí）也有不同（tóng）的（de）長度補償值，這些不同的補償值可以分別寄存（cún）在不同的長（zhǎng）度補償號H裏麵, 以備機床運行時程序隨時調用。

（1）機內手動（dòng）對刀測量方式

讓Z軸回到機床參考（kǎo）點，這時機（jī）床座標係中（zhōng）X，Y，Z軸（zhóu）數值都為零，選擇一個工件（jiàn）座標係（G54～G59任選一個都可），這時把Z值輸（shū）為零，再把刀具裝入主軸依次確定每把（bǎ）刀具與工件在機床（chuáng）坐標係中（zhōng）的Zo平麵相接觸，即利（lì）用刀（dāo）尖(或刀具前端)在Z方向上與工（gōng）件坐標係原點的距離值作為（wéi）長度補償值，即主軸下降（jiàng）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，注意數值的正負號（hào）不能漏。

（2）機外刀具自動預調儀（yí）測（cè）量方式

是在刀具預調儀上測出（chū）的主軸端麵至刀尖的距離，輸入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（zhèng）長度，是正（zhèng）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，把在刀具預調儀上測出的各刀具長度與標準刀具的長度之（zhī）差分（fèn）別作為每把刀的刀（dāo）具長度補（bǔ）償值.其中，比標準刀具長的記為正值，比標準刀具短的補償值記為負值。

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

5. 刀具（jù）長度補償（cháng）值（zhí）測量方式的比（bǐ）較

用機（jī）上手動測量方法測（cè）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（dī），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度補償值。

用機外刀具預調（diào）儀或自動測長裝置測量不占用有（yǒu）效機時，把刀具調（diào）整工作（zuò）事先在刀具預調（diào）儀上完成，而且機床在加工運行時，還（hái）可在對刀儀上測（cè）量其它刀具的長度，不必因為在（zài）機床上對刀而占用機床運行時間，提高效率，充分（fèn）發（fā）揮（huī）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（dāo）具長度作為刀長補償，可以同一把刀具加（jiā）工不同工件而不需修改刀具長度補償值。