數控加工中心是（shì）怎樣進行刀具補償的？

加工中心用來加工形狀複雜（zá）、工序多、精度要求較高的零件，因而加工一個零件需用幾把或十幾把（bǎ）刀具甚至更多。由於每把刀具的（de）直徑大小和長度都（dōu）是不同的，在對被加工零件確定工（gōng）件坐標係零點（diǎn）後（hòu），有必要引入刀具補償功能，以保證在加工過程中（zhōng）各把（bǎ）刀下降到正確的（de）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（dù）補償和（hé）刀具（jù）半徑補償。長度補償是指主軸軸向的補償,也就是銑刀軸向的補償，而對於銑刀徑向的補償,也就是（shì）每把銑（xǐ）刀直徑大小不一樣,在（zài）直徑方向的補償叫半徑（jìng）補償。

一、刀具（jù）半徑補償

1. 刀具半徑補償意（yì）義

數控加工中心在程序（xù）運（yùn）行時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，程序按邊長100的正方形尺寸輸入，而刀具軸心的軌（guǐ）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的正方形。假如不用刀具半徑（jìng）補償（cháng）功能，則（zé）加工時刀具軸心的軌跡是邊長100的（de）正方形（xíng），則工（gōng）件上銑削出的是邊長為94的（de）正方形凸台，不（bú）符合圖紙尺（chǐ）寸的要求。

2. 指令格式

G17/G18/G19  G00/G01  G41/G42  IP_D_

G41：刀（dāo）具半徑左補（bǔ）償

G42：刀具半徑（jìng）右補償

半徑補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可分別選擇XY、ZX或YZ平麵為補償（cháng）平麵。半徑補償（cháng）必須規定（dìng）補償號，由補償號D存入刀具（jù）半徑值，則在執行上述指令時，刀具可自動左偏(G41)或（huò）右偏（piān）(G42)一個刀具半徑補償值。由於刀補的（de）建立必須在包含運動的程序段中（zhōng）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. 刀具半徑補償的應用

刀（dāo）具半（bàn）徑補償（cháng）有B功能和C功能兩種補償形式。由於B功能刀具（jù）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（lún）廓處理成圓角過渡（dù），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（zhuǎn）接，可完（wán）全按照工件輪廓來編程，因此現代CNC數控機床幾乎（hū）都采用C功能刀具半徑補償。

刀具半徑補償的方向怎麽樣判斷呢？判斷的方法（fǎ）：“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）具在工件的右麵為右補償。補償可以為“負（fù）”，當刀具半徑補償取（qǔ）負值時，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（wéi）存儲器號，當一個程序需用（yòng）到（dào）幾把刀時（shí），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地使（shǐ）用D01號存儲器，這樣加工（gōng）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（guǒ）自動補償（cháng）。在加工的過程（chéng）中，如果零件輪廓（kuò）尺寸與（yǔ）圖紙尺寸有差別，就可（kě）以通（tōng）過修正存儲器Dxx中的（de）半徑補（bǔ）償值，再（zài）重新（xīn）運行程序以達到要求（qiú）。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（zhōng）需注意：建立、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、取消刀補時所運行的直線段的長度要大（dà）於所要補（bǔ）償的刀具半徑值，否則補償功能不起作用；而在補（bǔ）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），刀具將產生過切或欠削。

二、刀具（jù）長度（dù）補償（cháng）

1. 刀具長度補償的意義

例如，要鏜一個φ40mm的孔，確定要用到兩把（bǎ）刀,先（xiān）用鑽頭鑽到φ38，再用鏜刀鏜到φ50mm，此時機床已經設定工件（jiàn）零點（diǎn），而編程時一般都是（shì）讓刀具快速下降到Z3.的高度開始切削,若是以鑽頭對刀確定工件座標（biāo）係的Z原點，則鑽（zuàn）頭鑽削時（shí）不會撞刀。當換上鏜（táng）刀時，如（rú）果沒有設定刀具（jù）長度補償而程序中同樣設定快速下降到Z3.這時（shí）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（tóu）長時就會出現撞刀。

不設定（dìng）刀具長度補償而在程（chéng）序（xù）中通（tōng）過修改Z地址值來保證加工零點的正確將會很容易出錯，因為程序長了（le）各段地址代碼值不統一（yī）是很難（nán）檢查出錯誤的，而且在加工的過程（chéng）中若刀具磨損了需要修改程序，若一個零件加（jiā）工過程中同一把刀要加工幾個不同的麵，那當這把刀磨損之後則要修改所有與這把刀相關的程序。而（ér）在（zài）編製程序中用上了刀（dāo）具長度補償指令之後，當刀具磨損後，隻需在相應的刀具長（zhǎng）度補償（cháng）號中（zhōng）修改長度補償值就可以了，不需要再修（xiū）改程（chéng）序，提高了工（gōng）作效率，也（yě）保證了程序的安全運行。

2. 刀具長度補（bǔ）償G43、G44、G49

係（xì）統規定除Z軸之外，其他（tā）軸也可以使用刀具長（zhǎng）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（cháng）軸進行切換，必須先取消對前麵軸的（de）補償。

（1）指令格式：

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

G44α___H___；刀具（jù）長度補償“－”。

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號；G43指（zhǐ）令叫（jiào）正向補償（cháng），即當用G43對刀具長度補償值指定一個正值時，刀具按照正向移動。G44指令叫負向補（bǔ）償，即當（dāng）用G44對刀具長度補償值指定一個正值時，刀具按照負（fù）向移動。G43和G44是模態G代碼。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（de）偏置量存儲器中，存入相應的偏置值（zhí）。以z軸補償（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（jiāng）用Z坐標值（zhí）100.與H01中所存（cún）“-200.”進行“+”運算，即100.0+(-200.0)=-100，並將所求結果作為Z軸移（yí）動值。加工程序每調（diào）用不同（tóng）的刀具的（de）時候，都要先取消掉原先的刀具補（bǔ）償，再把新調用（yòng）的刀具長度補償進去；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（zhōng）刀具長度補償功能（néng）與其他指令的（de）關（guān）係

（1）刀具長度補償與半徑補（bǔ）償（cháng）功能的關係

如果在（zài）零件（jiàn）的數（shù）控加工程序中，既有刀具長度補償（cháng）又有刀具半徑補（bǔ）償(在控製器中補償)指令時，必須把含有長度補償的程序段寫在含有（yǒu）半徑（jìng）補償的程序段前（qián）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（háng）刀具半徑補償若改為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則數控係統（tǒng）既（jì）執行刀具半徑係統又執行刀具長度補償指令。

（2）刀具長度補償與（yǔ）其（qí）它指（zhǐ）令的關（guān）係

a.G43,G44指（zhǐ）令（lìng）隻能用於直線運動之中，在非直線運動語句中使（shǐ）用時會產生報警；

b.G43,G44為同組模態指令，它們（men）會自動取消上次刀具長度補償而不需要用專門的G49指令，為了安全（quán）起見，在一把刀加工結束或程序段結束時（shí），都應取消刀具長度（dù）補償；

c.刀具長度補償必須伴隨獨立的插補運動(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，有不同的（de）對刀方式，而不同的對刀方式，刀具長度補償的含（hán）意是不一樣的。如某加工（gōng）中心係（xì）統，配上自動測量儀，它（tā）的長度補償是（shì）補償刀具的真正長度，即主軸錐孔端（duān）麵中心至刀具刃口最底端的長度；而某（mǒu）係統中（zhōng）機上手動對刀時長度補償是指補償（cháng）刀具從某一Z軸向基準高（gāo）度下降到工件（jiàn）座（zuò）標原點的距離（lí），它補償的不是刀具的真正長度，而是刀（dāo）具下降的距離。不同的刀具有不同的長（zhǎng）度（dù）補（bǔ）償值；而（ér）機內手動對刀時同一把刀加工不同工件編程原點（diǎn）的零件時也有（yǒu）不同的長度補償值，這些不（bú）同的補償值可以分別（bié）寄存在不（bú）同的長度補償號H裏麵（miàn）, 以備機床運（yùn）行時程序隨時調用（yòng）。

（1）機內手動對刀測量方式

讓Z軸回到機床參（cān）考點，這時機床座（zuò）標係中X，Y，Z軸數（shù）值都為零，選擇一個工件座標係（G54～G59任選一（yī）個都可），這（zhè）時把Z值（zhí）輸為零，再把（bǎ）刀具裝入主軸依次確定（dìng）每把刀具與工件在機床坐標係中的Zo平麵相接觸（chù），即利用刀（dāo）尖(或刀具前端)在Z方向上（shàng）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（měi）把刀的（de）刀（dāo）具長（zhǎng）度補（bǔ）償值，注意數值的（de）正負號不能漏。

（2）機外刀具自動預調儀測量（liàng）方式

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

（3） 自動測長（zhǎng）裝置十機內對刀方式

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（dāo）具長度（dù）與標準刀具（jù）的長度之差分別作為每把刀的（de）刀具（jù）長度補償值.其中，比標準刀具（jù）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（nèi）對刀法測量出基準刀在返回機床參（cān）考點時刀位點（diǎn）在Z軸方向與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（liàng）方式的比較

用機上（shàng）手動測量方法（fǎ）測量刀具長度補償值麻煩且需要（yào）很多占機調試時間，因此效率低，但投資少. 當用同一把刀加工其它的（de）工件時就要重新設置刀具長度補償值。

用機外刀具預調儀或自動測長裝置（zhì）測量不占用有效機時，把刀具調（diào）整工作事先在刀具預調儀上完成，而且機床在加工運行時，還可在（zài）對刀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行時（shí）間，提高效率，充分發揮（huī）加工（gōng）中心的作用，但是需添置刀具預調儀設備，成本較高。使用刀具（jù）長度作為刀長補償，可以同一（yī）把刀具加工不同工（gōng）件而不需修改（gǎi）刀具長度補（bǔ）償值（zhí）。