​數控加工中心是怎樣進行刀具補償的？

加（jiā）工中心用來加工形狀複雜、工序多（duō）、精度要求較高的零件，因而加（jiā）工一個零件需用幾把或十幾把刀具甚至更多。由（yóu）於每把刀具的（de）直徑大小和長度都是不同的，在對被加工零件確定工件（jiàn）坐標係（xì）零點後，有必（bì）要引入刀具補（bǔ）償功能，以保證（zhèng）在加工過程中各把（bǎ）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（jù）補償可分為（wéi）刀具長度補償和刀具半徑（jìng）補（bǔ）償。長度補償是（shì）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（xiàng）的補償,也就是每把（bǎ）銑（xǐ）刀直徑（jìng）大小不一樣,在直徑方向的補償叫半徑補償。

一、刀具半徑補償

1. 刀具半徑補償意（yì）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（rù），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（zhǐ）尺寸的100的正方（fāng）形。假如不（bú）用刀具半徑補償功能，則加工時（shí）刀具軸心的軌跡是邊長100的正方（fāng）形，則工件上銑削（xuē）出的是邊長為94的（de）正方形凸台，不符合圖紙尺寸的要求。

2. 指令（lìng）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（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可分別選擇XY、ZX或YZ平麵為補償平（píng）麵。半徑補償必須（xū）規定補償號，由補償號D存入刀具半徑值，則（zé）在執行上述指令（lìng）時，刀具可自動左偏(G41)或（huò）右偏(G42)一（yī）個刀具半徑補償值。由於刀補的建（jiàn）立必須在包含（hán）運動的（de）程序（xù）段中（zhōng）完成，因此（cǐ）以上（shàng）格式（shì）中，也寫入了G00(或G01)。在程（chéng）序結束前應取消補償。

3. 刀具半徑補償的應用（yòng）

刀具半徑補償（cháng）有B功能和C功能兩種補償形式。由於B功能刀具半（bàn）徑補償隻根據本段程序進行刀補計算，不能（néng）解決程序（xù）段之間的過渡問題，要求（qiú）將工件輪廓處理成圓角（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（lǐ）兩程序（xù）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功能刀具半徑補償（cháng）。

刀具半徑補償的方向怎麽樣（yàng）判斷（duàn）呢？判斷的方法：“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）具在工件的右麵為右補（bǔ）償。補償可以為“負”，當刀具半（bàn）徑補償取負值時，G41和G42的功能互換。

刀具的半徑值預先存入存（cún）儲器Dxx中，xx為（wéi）存儲器號，當一（yī）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T1號刀具半徑補償值相應地使用D01號存儲器，這樣（yàng）加工時不容（róng）易搞（gǎo）錯。執行刀具半徑（jìng）補償後，數控係統自動計算，並使刀（dāo）具按照計算結果自動補償。在加工的過程中，如（rú）果零件輪廓尺（chǐ）寸與圖紙尺寸（cùn）有差別，就可以通過修正存儲器Dxx中的半徑補償值，再重新運行程序以達到要求。取消刀具半徑補償用G40，也可用D00取（qǔ）消刀（dāo）具半徑補償（cháng）。

使用中需注意：建立、取消（xiāo）刀補時（shí），G41、G42、G40指令必須與G00或G01指（zhǐ）令共（gòng）段，即使用G41、G42、G40指令的程序段中必須同（tóng）時使用G00或G01指令，而不得同時使用G02或G03，並且建立（lì）、取消刀補時所運（yùn）行（háng）的（de）直線段的長度要大於所要（yào）補償的刀具半徑（jìng）值，否則補償功能（néng）不起（qǐ）作用；而在補償方式（shì）中，寫入2個或更多刀具不移動（dòng）的程序段（輔助功能，暫停等等），刀具將產生過切或欠削。

二、刀具長（zhǎng）度補償

1. 刀具長度補償的（de）意義

例如，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（táng）刀鏜到φ50mm，此時機床已經設定工件零點（diǎn），而編程時一（yī）般都是讓（ràng）刀具（jù）快速下降到Z3.的高度開始切削,若是（shì）以鑽頭對刀確定工件座標係的（de）Z原（yuán）點，則鑽頭鑽削時不會撞刀。當換上（shàng）鏜（táng）刀時，如果沒有設定刀具長度補償而程序中（zhōng）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（táng）孔鏜不通的現象，而當鏜（táng）刀比鑽（zuàn）頭長時就會出現撞刀。

不設定刀具長度補償而在程（chéng）序中通過（guò）修改（gǎi）Z地址值來保證加工零點的正確將（jiāng）會很容易出錯（cuò），因為程序長了各段地址代（dài）碼值不統一（yī）是很難檢查出錯誤的，而且（qiě）在加工的過（guò）程中若刀具磨損了需要修改程（chéng）序，若一個零件加工過程（chéng）中同一把刀要加工（gōng）幾個不同的（de）麵，那當（dāng）這把刀磨損之後則要修改所（suǒ）有與（yǔ）這把刀相關的程序。而在編製程序中用上了刀具長度補償指令之後，當刀具磨損（sǔn）後，隻需在相應的刀具長度（dù）補償號中修（xiū）改長度補償值就可以了，不需要再修改程序，提高了工（gōng）作效率，也保證了程序的安（ān）全（quán）運行。

2. 刀具長度補償G43、G44、G49

係統規定（dìng）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（tóng）時加在一個軸上，要對補償軸進行切換，必須先取消對前麵（miàn）軸的補（bǔ）償。

（1）指令格式：

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

G44α___H___；刀具長度補償“－”。

G49或H00：取消刀具長度（dù）補償（cháng）。

指令中用（yòng）G43、G44指令（lìng）偏移的方向，用H指令偏置量存儲器的偏置號；G43指令叫（jiào）正向補償，即當（dāng）用G43對刀具（jù）長度補（bǔ）償值指定一個正值時，刀具按照正向（xiàng）移動。G44指令叫負向補償，即當用（yòng）G44對刀具長度（dù）補償值指定一個正值時，刀（dāo）具按照（zhào）負向移動。G43和（hé）G44是模態G代碼。它們一直有效，直（zhí）到（dào）指定同組的（de）G代碼為止。執行程序前，需在與地址H所對應（yīng）的偏置（zhì）量存儲器中，存入相應的偏置值。以z軸補償為例，若指令（lìng） GOO G43 Z100.0  H01；並於H01中存入（rù）“-200.0”，則執行該指令時，將用Z坐標值100.與H01中所存（cún）“-200.”進行“+”運算，即100.0+(-200.0)=-100，並將所求（qiú）結果（guǒ）作為Z軸移動值。加工程序每調用不同的刀具的時候，都要先取消掉原先的（de）刀具補償，再把新調（diào）用的刀具長度補（bǔ）償進去；而在（zài）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（yǔ）其他指令（lìng）的關係

（1）刀具長（zhǎng）度補償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（bàn）徑補償（cháng）(在（zài）控（kòng）製器中補（bǔ）償)指令時，必須把含有長度補償的程（chéng）序段寫在含有半徑補償的程序段前麵，否則半徑補償無效

例如:在下麵的程序段中（zhōng）：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控係統不執行刀具半徑補（bǔ）償若改為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則數控係統既（jì）執行刀（dāo）具半徑係統又執行刀具長度補償指令（lìng）。

（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（zài）非直線運動語（yǔ）句中使用時會產生報警；

b.G43,G44為同組模態指令（lìng），它們會（huì）自動取消上次刀具長度補償而不需要用專門的G49指令，為了安全起（qǐ）見，在一（yī）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.刀具長度補（bǔ）償必須伴（bàn）隨獨立的插補運動(GOO,GO1,G81,G83等)才能有效。

4. 刀具（jù）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不一樣（yàng）的。如某加工中心係統，配上（shàng）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（kǒng）端麵中心至刀具刃口最底端的長度（dù）；而某（mǒu）係統中機上手動對刀時長度補償是指（zhǐ）補償刀具從（cóng）某一Z軸向基準高度下降到工件（jiàn）座標原點的距離，它補償（cháng）的不是（shì）刀具的真正長度，而是刀具（jù）下降的距離。不同的刀具有不同的長度補償值；而機內手動對刀時（shí）同（tóng）一把刀加工不同工件編程原點（diǎn）的零件時也有不同的長度補償值，這些不同的補償值可以分別寄（jì）存在不同的長度補（bǔ）償號H裏麵（miàn）, 以備機床運行（háng）時（shí）程序隨時調用。

（1）機內手（shǒu）動（dòng）對刀測（cè）量方式

讓Z軸（zhóu）回（huí）到機床參考點，這時（shí）機床（chuáng）座標係中X，Y，Z軸數（shù）值都為零，選擇一個工件座標係（G54～G59任選一個都可），這時把Z值輸為零，再把刀具裝入主軸依次確（què）定每把刀（dāo）具與工件在機床坐標係中的（de）Zo平麵相接觸，即利用刀尖(或刀具前端)在Z方向（xiàng）上與工件坐標係原（yuán）點的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（wéi）每把刀（dāo）的刀具（jù）長度補償值，注意數（shù）值的正負號不能漏。

（2）機外（wài）刀（dāo）具自動預調儀測量方式

是（shì）在刀（dāo）具預（yù）調儀上測出的（de）主軸端麵至刀尖的距離，輸入CNC的（de）刀具長度偏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，是正值。

（3） 自動（dòng）測（cè）長裝置十機（jī）內對刀（dāo）方式

設標準刀具的長度補償值為零，把在刀具預調儀上（shàng）測出的各刀具長度與標（biāo）準刀具的長（zhǎng）度之差分別（bié）作為每把刀（dāo）的刀具長（zhǎng）度補償值.其中，比標準刀具長的（de）記為正值，比標準刀具短的補償值記為負（fù）值。

先通過機內對刀法測量（liàng）出基準刀在返回機床參考點時刀位點在Z軸方（fāng）向與工件（jiàn）坐（zuò）標係原點的距離，並輸入（rù）工件編程座標係中。

5. 刀具長度補償值測（cè）量方式的比（bǐ）較

用機上手動測量方法測量刀具長度補償（cháng）值麻煩且需（xū）要很多占機調試時間，因此效率低，但投資（zī）少. 當用同一把刀加工其它的工件時就要重新設置（zhì）刀（dāo）具長度補償值。

用機外刀具預調儀或（huò）自動測長裝置測量不占用有效機時，把刀具調整工作事先在刀具預調儀上完成（chéng），而且機床在加工運行時，還可在對刀儀上測量（liàng）其它刀具的長（zhǎng）度，不必因為在機床上對刀而占用機床運行時間，提（tí）高效率，充分發揮加工中心的作用（yòng），但是需添（tiān）置刀具預調儀設備，成本較高。使（shǐ）用（yòng）刀具長度作為刀長（zhǎng）補償，可以同一把刀（dāo）具加工不同工件而不需修改刀具長度補償值。