數控加工中心是怎樣進行刀具補償的？

加工中心用來加工形狀複（fù）雜、工序多、精度（dù）要求較（jiào）高的零件，因（yīn）而加工一個零件（jiàn）需用幾把或十幾把（bǎ）刀具甚（shèn）至更多。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（què）定工件坐標係零點後，有必要引入刀具補償功能，以保證（zhèng）在加工過程中各把刀下降到正確的高度和以正確的刀具路徑進行切削加工。

刀（dāo）具補償可分為刀具長度補償和刀具半徑補（bǔ）償。長（zhǎng）度補償是指主軸軸（zhóu）向（xiàng）的補償,也就是銑刀軸向的補償，而對於銑（xǐ）刀徑向的補償,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（cháng）。

一、刀具半徑補償

1. 刀具半徑補償意義

數控加工中心在（zài）程（chéng）序運行時將刀具當做一個點做軌跡運動。比如用刀（dāo）具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（de）正方形。假如不用刀具半徑補償功能，則加工時刀（dāo）具軸心的軌跡是邊長100的正方形，則（zé）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：刀具半徑右補償

半徑補償僅能在規定的坐標平麵（miàn）內進行，使用平麵選擇指（zhǐ）令G17、G18或G19可分別選擇（zé）XY、ZX或YZ平麵為補償平（píng）麵。半徑補償必須規定補償（cháng）號，由補償號（hào）D存入刀具（jù）半徑（jìng）值，則在執行上述指令時，刀具可自（zì）動左偏(G41)或右偏(G42)一個刀（dāo）具半徑補償值。由於刀補的建立必須（xū）在包含運動（dòng）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（shù）前應取消補償。

3. 刀具半徑補償的應用

刀具半徑補償有B功能和C功能兩種補償形（xíng）式。由於B功能刀具半（bàn）徑補償隻根據本段程序進行刀補計（jì）算，不能解（jiě）決程序（xù）段之間的過渡問題，要求將工件（jiàn）輪（lún）廓處理成圓角過（guò）渡，因此工件尖角處工（gōng）藝性不好；C功能刀具半徑（jìng）補償能自動（dòng）處理（lǐ）兩程序段刀具中心軌跡的轉接，可完全按（àn）照工件輪廓來編程，因此（cǐ）現代CNC數控機床幾乎都（dōu）采用C功（gōng）能刀（dāo）具半徑補償。

刀具半徑補（bǔ）償的方（fāng）向怎麽樣（yàng）判斷呢？判斷的方法：“順著刀具運行的方向”上看去刀具在工（gōng）件的左麵為左補償，刀具在工件的右麵為右（yòu）補償（cháng）。補（bǔ）償可以為（wéi）“負”，當刀具半徑補（bǔ）償取負（fù）值時，G41和G42的功能互換。

刀具的半徑值預先存入存儲器Dxx中，xx為存（cún）儲器號，當一個（gè）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號刀具半徑補償值相應（yīng）地（dì）使用D01號（hào）存儲器（qì），這樣加工時不容易搞錯。執行刀具半徑補償後，數控係統（tǒng）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，如果零件輪廓尺（chǐ）寸與（yǔ）圖紙尺寸有差別（bié），就可以通過修正存儲器Dxx中的半徑補償值，再重新運行程序（xù）以達到要（yào）求。取（qǔ）消刀具半（bàn）徑補償用G40，也可用（yòng）D00取消刀具半徑補償。

使用中需注意：建立、取消（xiāo）刀補時（shí），G41、G42、G40指令必（bì）須（xū）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時使用G00或G01指令，而不得同時使用G02或G03，並且建立、取消刀（dāo）補時所運行（háng）的直線段（duàn）的長度要大（dà）於所要補償的（de）刀具半徑（jìng）值，否則補償功能不（bú）起作用；而在補償方式中，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（dāo）具將產生過切或欠削。

二、刀具長度補償

1. 刀具長度（dù）補償的意義

例如，要鏜一個（gè）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，此時機床已經設（shè）定工件（jiàn）零點，而編（biān）程時（shí）一般都是讓刀具快（kuài）速下降到Z3.的高度（dù）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（shí）不會撞刀。當換上鏜刀時，如果（guǒ）沒有設定刀具長度補償而程序中同樣設定快速下（xià）降到Z3.這時（shí）當鏜刀比鑽頭短時，就（jiù）會出現鏜孔鏜不通的現象，而當鏜（táng）刀比鑽頭長（zhǎng）時就會出現撞刀。

不（bú）設定刀具長度補償而（ér）在程序中（zhōng）通過修改（gǎi）Z地址值來保證加工零點（diǎn）的正確將會很容易（yì）出錯，因為程序長了各段地址代碼值不統一是（shì）很難檢（jiǎn）查出錯誤的（de），而且在加工的過程中若刀具磨損了需要修改程序（xù），若一個零件加工過程中同一（yī）把刀要加工幾個不同的麵，那當這（zhè）把刀磨損之（zhī）後則要修改所（suǒ）有與這（zhè）把刀相關的（de）程序。而在編製（zhì）程序中用上了刀具長度補償指令之後（hòu），當刀具磨損後，隻需在相應的（de）刀（dāo）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（le）工（gōng）作效率，也保證了程序的安全運行。

2. 刀（dāo）具長度（dù）補償G43、G44、G49

係統規定除Z軸之外，其他軸也可以（yǐ）使用刀具（jù）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（zhóu）進行切（qiē）換，必須先取消對前麵軸的補償。

（1）指令格式：

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

G44α___H___；刀具長度補償（cháng）“－”。

G49或H00：取消刀具長度補償（cháng）。

指令中用G43、G44指令偏移的（de）方向，用H指令（lìng）偏置量存儲器的偏置號；G43指令叫正（zhèng）向補（bǔ）償，即當用G43對刀（dāo）具長度補償值指定一個（gè）正值時，刀（dāo）具按照正向移動。G44指令叫負向補償，即當用G44對刀具長度（dù）補償值（zhí）指定一個正值時，刀具按照負向移動。G43和G44是模態G代碼。它們（men）一直有效，直（zhí）到指定同組的G代碼為（wéi）止。執行程序前，需在（zài）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（cháng）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，將用Z坐標值100.與H01中所存“-200.”進行（háng）“+”運算，即100.0+(-200.0)=-100，並將（jiāng）所求結果（guǒ）作為Z軸移動值。加工程序（xù）每調用不同的刀具（jù）的時候，都要先取消掉原先的刀具補（bǔ）償，再把（bǎ）新調用的刀具長（zhǎng）度補償（cháng）進（jìn）去；而在程序結束前也要記（jì）得插入取消指（zhǐ）令Ｇ49或H0.

3. CNC係統（tǒng）中刀（dāo）具長度補償功能與其他指令的（de）關係

（1）刀具長度（dù）補（bǔ）償與半徑補償（cháng）功（gōng）能的關係

如果在（zài）零件（jiàn）的數控加工程序中，既有刀具長度補償又有刀具（jù）半徑補償（cháng）(在控製器中補償)指令（lìng）時，必須把含有長度（dù）補償的程序段寫在含有半徑補償的程序段前麵（miàn），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（bú）執（zhí）行刀具半徑補償若改為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則數控係統既執行刀具半徑係（xì）統又執行刀具長度補償指（zhǐ）令。

（2）刀具長度補償（cháng）與其它指令的關係

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

b.G43,G44為同組模（mó）態指令，它（tā）們會自動取（qǔ）消上次刀具長度補償而不需要用專（zhuān）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，都應取消刀具長度補償（cháng）；

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

4. 刀具長度（dù）補償值的確定

不同的設備係統，有不（bú）同的（de）對刀方式，而不同的對刀方式，刀具長度補償的含意是不一（yī）樣的。如某加工中心係統，配上自動測量儀，它的長度補償（cháng）是補償刀具的真正（zhèng）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（dòng）對刀時長度補償是指補償刀（dāo）具從某一Z軸向基準高度下降（jiàng）到工件座標原點的距離，它補償的不是刀具的真正長度，而是刀具下降的（de）距離（lí）。不同的（de）刀具有不同的（de）長度補償值；而機內手動對刀時同一把刀加工不同工件（jiàn）編程原點（diǎn）的零（líng）件時也有不同的長度（dù）補償值，這些不同的補償值可以分別寄存（cún）在（zài）不同的長度補償號H裏麵, 以備機床運行時程序隨時調用。

（1）機內手動對刀測量（liàng）方式

讓Z軸回到機（jī）床參考點，這時機床座標係中X，Y，Z軸數值都為（wéi）零，選擇一個工件座標（biāo）係（xì）（G54～G59任選一個都可），這時把Z值輸為零，再把刀具裝入主（zhǔ）軸依次確定每把刀具與工件（jiàn）在機床坐標係中（zhōng）的Zo平麵（miàn）相接觸，即利（lì）用（yòng）刀尖(或刀（dāo）具前端)在Z方向上與工件坐標（biāo）係（xì）原點的距離值作為長度補償值，即主軸下降後此時機（jī）床坐標係的（de）Z坐標值（zhí）直接作為（wéi）每把刀的刀具長度補（bǔ）償值，注意數值的正負號不能漏。

（2）機外刀具自動預調儀測量方式（shì）

是在刀具預調儀上測出的（de）主軸端麵至刀尖（jiān）的距離（lí），輸（shū）入CNC的刀具長度偏置寄存器中作為刀（dāo）長（zhǎng）補償值，此時的刀長補償值是刀具的真正長度，是正（zhèng）值。

（3） 自動測長裝置十機內（nèi）對刀方（fāng）式

設標準刀具的（de）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）別作為每把刀的刀具長度補償值.其中，比標準（zhǔn）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軸方向與工（gōng）件坐（zuò）標係原點的距離，並（bìng）輸入（rù）工件編程座標係（xì）中。

5. 刀具（jù）長度補償值測量方式的比較

用機上（shàng）手動測量方（fāng）法測量刀具長度補償值（zhí）麻煩且（qiě）需要很多占機（jī）調試時間，因此效（xiào）率低，但投資少. 當用（yòng）同一把刀加工其它的（de）工件（jiàn）時就要重新設置刀具（jù）長度補償值。

用（yòng）機外刀具預調儀或自動測長裝置測量不占用有效機時，把刀具調整（zhěng）工作事先（xiān）在刀具預調儀上完成，而且機床在加工運行時，還可（kě）在對刀儀上測量其它刀具的長度，不必（bì）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（gōng）中心的作用，但是需添置刀（dāo）具預調儀設備（bèi），成本較高。使用刀具長（zhǎng）度作為刀長補償，可以同（tóng）一把刀具加（jiā）工不同工件而不需修改刀具長度補償值。