數控加工中心是怎樣進（jìn）行刀具補償的？

加工中心用來加工形狀複雜、工（gōng）序多、精（jīng）度要求較（jiào）高的零件，因（yīn）而加（jiā）工一個零件需用幾把或十幾把刀具甚至更多。由於（yú）每把刀具的直徑（jìng）大小和長度都是不同的（de），在對被加工零件確定工件坐標係零點後，有必（bì）要引（yǐn）入刀（dāo）具補償功能，以保證在（zài）加工過（guò）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。

刀具補償可分為刀具長度補償和刀具半徑補償。長度補（bǔ）償是指主軸軸向（xiàng）的（de）補償,也就是銑刀軸向的補償，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（bǔ）償叫半徑（jìng）補償。

一（yī）、刀具半（bàn）徑補（bǔ）償

1. 刀具半徑補（bǔ）償意義

數（shù）控加工中心在程序運行時將刀具當做一個點做軌跡運動（dòng）。比如用（yòng）刀具R3銑（xǐ）邊長100的正方（fāng）形凸台時，程序按（àn）邊長100的（de）正方形尺寸輸入，而刀具（jù）軸心的軌跡是邊長106的（de）正方形，則工件（jiàn）上銑削的是符合圖（tú）紙尺寸的100的正方形（xíng）。假如不用刀具半徑補償功能，則加工時刀具軸（zhóu）心（xīn）的軌跡是邊（biān）長100的（de）正方形，則工件上銑削出的是邊長為94的正方形凸（tū）台（tái），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（jù）半徑（jìng）左補償

G42：刀具半徑右補償

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

3. 刀具半（bàn）徑補償的應用

刀（dāo）具（jù）半徑補償有B功能和C功能兩種補（bǔ）償形式。由於B功能刀具半徑補償隻根據本段程序進行刀補計算，不（bú）能解決程序段之間的過渡問題，要求將工件輪廓處理成圓（yuán）角過渡，因此工（gōng）件尖角處工藝性不好；C功能刀具半徑補償能自動處理兩（liǎng）程序段刀具中（zhōng）心軌跡的轉接，可（kě）完全按照工件（jiàn）輪廓來編程（chéng），因此現代CNC數控機床幾乎都（dōu）采用C功能刀具半徑補償。

刀具半徑補償（cháng）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左麵為左補償，刀（dāo）具在工件的右麵為（wéi）右補償。補（bǔ）償可以為（wéi）“負”，當刀具半徑補償取負值時，G41和G42的功能（néng）互（hù）換。

刀（dāo）具的半徑值預先存入存（cún）儲器Dxx中，xx為存儲器號，當一個程序（xù）需用到幾把刀（dāo）時，建議刀具號（hào）Txx和（hé）存儲器Dxx相（xiàng）對應，即T1號（hào）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（róng）易搞錯。執行刀具半（bàn）徑（jìng）補償後，數控係統自動計算，並使刀具按照計算結（jié）果（guǒ）自動補償。在加工的過程中，如果（guǒ）零件（jiàn）輪廓尺（chǐ）寸與圖（tú）紙尺寸有（yǒu）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（qǔ）消刀具半徑（jìng）補償用G40，也可用D00取消刀具半徑補償（cháng）。

使用中需注意：建立（lì）、取消刀補時，G41、G42、G40指令必須與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（shí）使用（yòng）G00或G01指令，而不得同時使用G02或G03，並且建立、取消刀補時（shí）所運（yùn）行的直線段的長（zhǎng）度要大於所要補償的刀具半徑值，否則補償（cháng）功能不起作用；而在補償方式中，寫入2個或更多刀具不移動的程序（xù）段（輔（fǔ）助功能，暫停等等），刀（dāo）具將產生過切或欠削。

二、刀（dāo）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，此時機床已經設定工件零點，而編程（chéng）時一般都是讓刀具快速下降到Z3.的高（gāo）度開始切削,若是以鑽（zuàn）頭對刀確定（dìng）工件（jiàn）座標係的Z原點，則鑽頭鑽削時不（bú）會（huì）撞（zhuàng）刀。當換上鏜（táng）刀時，如果沒有（yǒu）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象，而當鏜（táng）刀比鑽頭長時（shí）就會出現撞刀。

不設定刀具長度補償而在程序（xù）中通（tōng）過修改Z地（dì）址值（zhí）來保（bǎo）證加工零點的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（yī）是很難檢查出（chū）錯誤的（de），而且在加工的過程中若刀具磨損了需要修（xiū）改程序（xù），若一個零件加工過程中同一把刀要加工幾個不（bú）同的麵，那當這把刀磨損之後則要修改所有與這把刀相（xiàng）關的程序。而在編製程序中用上了（le）刀具長度補償指令之後，當（dāng）刀具磨（mó）損後，隻（zhī）需在相應（yīng）的刀具長度補（bǔ）償號中修改長度補償（cháng）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（quán）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（xiān）取消對前麵（miàn）軸（zhóu）的補償。

（1）指令格式（shì）：

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

G44α___H___；刀具（jù）長度補償“－”。

G49或H00：取消刀具長度補償。

指令中用（yòng）G43、G44指令偏移的方向，用H指令偏（piān）置（zhì）量存儲器的偏（piān）置號（hào）；G43指令叫正向補（bǔ）償，即當用G43對刀具長度補（bǔ）償值指定一個正（zhèng）值時，刀具按照正向移動。G44指令叫負向補償，即當用G44對刀具長度補償值指定一個正值（zhí）時，刀具按照負向移動。G43和（hé）G44是模態G代碼（mǎ）。它們一直（zhí）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”，則執行該指令時，將用Z坐標值100.與（yǔ）H01中所存“-200.”進行“+”運算，即（jí）100.0+(-200.0)=-100，並將所求結果作為Z軸移動值。加工（gōng）程序每調用不同的刀（dāo）具（jù）的（de）時候，都要先取消掉原先的刀（dāo）具補償，再把（bǎ）新調用的刀具長度補償進去；而在程序結束前也要記得插（chā）入取消指令Ｇ49或（huò）H0.

3. CNC係統中刀具長度補償功能與其他指（zhǐ）令的關係

（1）刀具長度補償（cháng）與半徑補償功能的關係

如果在零件的數控加工程序中，既有刀具長度補償又有刀具半徑補償(在控製器中（zhōng）補償（cháng）)指（zhǐ）令時，必須把（bǎ）含有長度補（bǔ）償的程（chéng）序段寫在含有半徑補償的程序段前（qián）麵，否（fǒu）則半（bàn）徑補（bǔ）償無效

例（lì）如:在下麵的程序段中：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控（kòng）係統不執行刀具半（bàn）徑補償若改為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則數控係統既執行刀具半徑係統（tǒng）又執行刀具長度補償指令。

（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，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（dòng）取消（xiāo）上次（cì）刀具長度補償而不需要用專門的G49指令，為了安（ān）全起見，在一把刀加工結束或程序段結束時，都（dōu）應取消刀具長度補償（cháng）；

c.刀具長（zhǎng）度補償必（bì）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（bǔ）償值的確定（dìng）

不同的設備係統（tǒng），有不同的對刀方式，而不同的對（duì）刀方式，刀具長度補償的含意是不一樣的。如某加工中心係（xì）統，配上自動測量儀，它的長度補償是補（bǔ）償刀具的真正長度，即主軸錐孔端麵中心至刀具（jù）刃口最底端的長度；而某係統中機上手（shǒu）動對刀時長度補償是指補償刀具（jù）從某一Z軸向（xiàng）基準高度下降到工件座標原點的距離，它補償（cháng）的不是刀具的真正長度，而是刀具下降的距離。不同的刀具有不同的長度（dù）補償值；而機內手動對刀時同（tóng）一把（bǎ）刀加工（gōng）不同工件編（biān）程（chéng）原點的零件（jiàn）時也有不同的長度補償值（zhí），這（zhè）些不同（tóng）的補償值可以分別寄存在不同（tóng）的長度補償號H裏麵, 以備機（jī）床運行時程序隨時調用。

（1）機內手動對刀測量方式

讓（ràng）Z軸回到機床參（cān）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（dìng）每把刀具與工件在機（jī）床坐標係中的Zo平麵相（xiàng）接觸，即利（lì）用刀尖(或刀具前端)在Z方向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，注意數（shù）值的正負號不能漏。

（2）機外刀具自（zì）動預調儀測量方式

是（shì）在刀具預調儀上測出（chū）的主軸端麵至（zhì）刀尖的（de）距離（lí），輸入（rù）CNC的刀具長度偏置寄存器中作為刀長補（bǔ）償值，此時的刀長補償值是刀（dāo）具的真正長度（dù），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，把在刀具預調儀上測出的各刀具長度與標準刀具的長度之差分別（bié）作為每把刀的刀（dāo）具長（zhǎng）度補償（cháng）值.其中，比標準刀具長的記為（wéi）正值，比標準刀具短的補償值記為負值。

先通過機內（nèi）對刀（dāo）法測量出基準刀在返回機床參考（kǎo）點時刀位（wèi）點在Z軸方（fāng）向與（yǔ）工件坐標係原點的距離，並輸入工件編程座標（biāo）係中。

5. 刀具長度補償值測量方式的比較（jiào）

用機上手動測量方法測量刀具長度補（bǔ）償值麻煩且需要很（hěn）多占（zhàn）機調（diào）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（gōng）件時就要重新設置刀具長（zhǎng）度（dù）補償值。

用機外刀（dāo）具預調儀或自（zì）動測長裝（zhuāng）置測（cè）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，而且機床在加工運行（háng）時，還可在對（duì）刀儀上（shàng）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（yù）調（diào）儀設備（bèi），成本較高。使用刀具長度作為刀（dāo）長補償，可以同一把刀（dāo）具（jù）加工不同工件而不需修改（gǎi）刀具長度補償值。