數控加工中心是怎樣進行刀具補（bǔ）償的（de）？

加工中（zhōng）心用來加工形狀（zhuàng）複雜、工序（xù）多、精度（dù）要求較高的零件，因而加工一個零件（jiàn）需用幾把或十幾（jǐ）把刀具甚至更多。由於每（měi）把刀具的（de）直徑大小和長度都是（shì）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，以保證在加工過程中各把刀下（xià）降到正確的高度和以正確的刀具路徑進行切削加工。

刀（dāo）具補償可分（fèn）為刀具長度補（bǔ）償和刀具半徑（jìng）補償（cháng）。長度補償是指主軸軸向的（de）補償,也就是銑刀軸向的補償，而對於銑刀徑向的補（bǔ）償（cháng）,也就是每把銑刀直徑大小不一（yī）樣,在直徑方向的補償（cháng）叫半徑補償。

一、刀具半徑補償

1. 刀具半徑補償意義

數控加工中心在程序運行時將刀具當做一個點做軌跡運（yùn）動。比如用刀具R3銑邊長（zhǎng）100的正方（fāng）形凸台時，程序按邊長100的正方形尺寸輸入，而刀具軸心（xīn）的軌跡是邊（biān）長106的正方形，則工件上銑（xǐ）削的是符合圖（tú）紙尺（chǐ）寸的100的正方形。假如不用刀具半徑（jìng）補償功（gōng）能，則加工時刀具軸心的軌跡是邊長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（bǔ）償

G42：刀具半徑右補償

半徑補（bǔ）償僅能在規定的坐標平麵內進行，使用平麵選擇指令G17、G18或G19可（kě）分（fèn）別選擇XY、ZX或YZ平麵為補（bǔ）償平麵。半徑補償必須規定補（bǔ）償號，由補償號D存入（rù）刀具半徑值，則在執行上述指（zhǐ）令時，刀具可自動左（zuǒ）偏(G41)或右偏(G42)一個刀具（jù）半徑補償值（zhí）。由於刀補的建立必須在包含運動的程序段中完成，因此以上格式中，也寫入（rù）了G00(或G01)。在程序結束前（qián）應取消補償。

3. 刀具半徑補償的應用（yòng）

刀具半徑補（bǔ）償有B功能和C功能兩種補償形式。由於B功（gōng）能刀具半徑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，要求將工件輪廓（kuò）處理（lǐ）成圓角（jiǎo）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動處理兩程序段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（bǔ）償。

刀具半徑補（bǔ）償的方向怎麽樣（yàng）判斷呢？判斷的方法：“順著刀具運行的方向（xiàng）”上看去刀具在工件的（de）左麵為左補償，刀具在工件的右麵為右補償。補償可（kě）以為“負”，當刀具（jù）半徑補償取負值時，G41和G42的功（gōng）能互換。

刀具的半徑值預先存入存儲器Dxx中，xx為存儲器（qì）號，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（jí）T1號刀具半徑補償值（zhí）相應地使用D01號存儲器，這樣加工時不容易搞錯。執行刀具半徑補償後，數控（kòng）係統自動計算，並（bìng）使（shǐ）刀具（jù）按照計算結果自（zì）動補償。在加工的過程（chéng）中，如（rú）果零件輪廓尺寸（cùn）與圖紙尺寸有差別，就可以通（tōng）過修正存儲器Dxx中的半（bàn）徑補償值，再（zài）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（gòng）段，即使（shǐ）用（yòng）G41、G42、G40指令（lìng）的程序段中必須同時使用G00或G01指令，而不得同時使用（yòng）G02或G03，並且建立、取消刀補時所運行的（de）直線段的長度要大於所要補償的刀具半徑值（zhí），否（fǒu）則補償功能不起作用；而在補償方式中（zhōng），寫入2個或更多刀（dāo）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（zhǎng）度補償

1. 刀具長度補償的意義

例（lì）如，要鏜一個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（cǐ）時機床已經設定工件零點，而編程時一般（bān）都是讓刀（dāo）具快速下降到Z3.的高度開始切削,若是以鑽頭對刀（dāo）確（què）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（guǒ）沒有設定（dìng）刀具長度補償而程序中同樣（yàng）設定（dìng）快速下降到Z3.這時當鏜刀（dāo）比鑽頭短時，就會出現鏜孔鏜不通的現象，而當（dāng）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（zhōng）通過（guò）修改Z地址值來保證加工零點的（de）正確將會很容易出錯，因為程序長了各段地址代碼值不統一是很難檢查出錯誤的，而且在加工的過程中若（ruò）刀具（jù）磨損了需（xū）要修改程序，若一個零件加工過程中（zhōng）同一把刀要加工幾個（gè）不同的（de）麵，那當這把刀磨（mó）損（sǔn）之後則（zé）要修改所有與這（zhè）把刀相（xiàng）關的（de）程序。而在編製程序中用上了刀具長度補償指令之後，當刀具磨損後（hòu），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，不需要再修改程序，提高了工作效率，也保證（zhèng）了程序的安全運行。

2. 刀具長度補償G43、G44、G49

係統規（guī）定除Z軸之外，其他軸也（yě）可以使用刀具長度補（bǔ）償（cháng），但同時規定長度補（bǔ）償隻能同時加在一個軸上，要對補償軸進行切（qiē）換，必須先取（qǔ）消對（duì）前麵軸的補償。

（1）指令（lìng）格式：

G43α___H___；(α指X、Y、Z任意一軸)，刀具長度（dù）補償“＋”。

G44α___H___；刀（dāo）具（jù）長度補償“－”。

G49或H00：取消刀具長度補償。

指令中用G43、G44指令偏移的方向，用H指令（lìng）偏置量存儲器的偏（piān）置號；G43指令叫正（zhèng）向補償，即當用G43對刀具長度（dù）補償值指定一個正值（zhí）時，刀具按（àn）照正向移動。G44指令叫負向補償，即當用G44對（duì）刀具長度補償值指定一個正（zhèng）值時，刀具按照負向移動。G43和G44是模（mó）態G代碼。它們一直有效，直到指（zhǐ）定同組的G代碼為止。執行程序前（qián），需在與地址H所對應的（de）偏置量存儲器中（zhōng），存入相應的偏置值。以z軸補償為例，若（ruò）指令 GOO G43 Z100.0  H01；並於H01中存入“-200.0”，則執行該（gāi）指令時，將（jiāng）用Z坐標值（zhí）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軸移動值。加工（gōng）程序每調用不同的刀具的時候，都要先取消掉原先的刀具補償，再把新調用的刀具（jù）長度補償進去（qù）；而在程序結束前也要記得插入取消指令Ｇ49或H0.

3. CNC係統中刀具長度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能的關係

如果在零件的數（shù）控加（jiā）工程序（xù）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（lìng）時，必須（xū）把含有長度補償的程序段寫在含有半徑補（bǔ）償的程序段前麵，否則半徑補償無效

例如:在下麵的程序段中：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控係統不執行刀（dāo）具半徑補償若改為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則數控係統既執行刀具（jù）半徑（jìng）係統又執行刀具長（zhǎng）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（zhī）能用於直線（xiàn）運動之中（zhōng），在非直（zhí）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（dòng）取消上次刀（dāo）具長度補償（cháng）而不需要用（yòng）專門的G49指令，為了安全起見，在一把刀加工結束或程序段結束時，都應取（qǔ）消刀具長度補償；

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

4. 刀具長度補償值（zhí）的確定

不同的設備係統，有不同的對（duì）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，配上自動測量儀，它的長度補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最底端的長度；而某係統（tǒng）中機上手動對刀時長度補償是指補償刀具從某一（yī）Z軸向基（jī）準高度下降到工件座標原點的距離，它補償（cháng）的（de）不是刀具的真正長度，而是刀具下降的距離（lí）。不同的刀具有不同的長度補（bǔ）償值；而機內手動對刀時同一把（bǎ）刀加工不同（tóng）工（gōng）件（jiàn）編程原點的零件時（shí）也有不同的長度補償值，這些（xiē）不同的補償值可以分別寄存在不同的長度補償號H裏麵, 以備機床運行時（shí）程序隨時調用（yòng）。

（1）機內手動對刀測量方式

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（zuò）標係（xì）（G54～G59任選一（yī）個都可），這時把Z值（zhí）輸為零，再把刀具裝（zhuāng）入主軸依次確（què）定（dìng）每把（bǎ）刀具與工件在機床坐標係中（zhōng）的Zo平麵（miàn）相接觸，即利用（yòng）刀尖(或刀具前端)在Z方（fāng）向上與工件坐標係原點的距離值作為長度補（bǔ）償值，即（jí）主軸（zhóu）下降後此時機床坐標（biāo）係的Z坐標值直接作為每把刀的刀具長度（dù）補償值，注意數值的正負號（hào）不能（néng）漏。

（2）機外刀具自動預調儀測量方式

是在刀具預（yù）調儀上（shàng）測出的主軸端麵至刀尖的距離，輸入（rù）CNC的刀具長度偏（piān）置寄存器中作為刀長補償值，此時的刀長補償（cháng）值是（shì）刀具的真正長度，是正值。

（3） 自動測長裝置十（shí）機內對刀方式（shì）

設標準刀具（jù）的長度補償值為零，把在刀具預調儀上（shàng）測出的各刀具長度與標準刀具（jù）的長度之差分別作為每把刀的刀具長度補償值.其（qí）中，比標準刀具長的記（jì）為（wéi）正值，比標準刀具短的補償值記為負值。

先通（tōng）過機內對刀法測量出基準刀在返回機床參考點時刀位點在Z軸方向與工件坐（zuò）標係（xì）原點的距離，並輸入工件編程（chéng）座標係中。

5. 刀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（má）煩且需要很（hěn）多占機調試時間，因此效率低，但投資少. 當用同一把刀（dāo）加工其它的工件時就要重新設置刀（dāo）具長度補償值。

用機外刀具預調儀或自動測長裝置測量不占用有效機時，把刀（dāo）具調整工作事先在刀具預調儀上完成，而且機床（chuáng）在加工運行時，還可在對刀儀上測量其它刀具的長（zhǎng）度，不必因為在機（jī）床上對刀而占用機床運行時間，提高效率，充分發揮（huī）加工中心的（de）作用，但是需添（tiān）置（zhì）刀（dāo）具（jù）預調儀設備，成本較（jiào）高。使（shǐ）用刀具長（zhǎng）度作為刀長補償（cháng），可以同一把刀具加工不同工件而不需修改刀具長度補償值。