​一文搞懂數控（kòng）車床加工（gōng）刀具補償功能（néng）

一、數控車床用刀具的交換功（gōng）能

1. 刀具的（de）交換

指令格式一：T0101；

該指令為FANUC係統轉刀指令，前（qián）麵的T01表示換1號刀，後麵的01表示使用1號刀具（jù）補償。刀具號與刀補號可以相同，也可以不同。

指令格式二： T04D01；

該指令為SIEMENS係統轉刀指令，T04表示換4號刀，D01表示使用4號刀的（de）1號刀沿作為刀具補償存儲器。

2. 換刀點（diǎn）

所謂換刀點是指刀架自動轉位時的位置。

大部分數控車床，其換刀點的位置是任意的，換刀點應選在刀具交換過（guò）程中與工件或夾具不發生幹涉的位置。還有一些機床的換刀點位置是一個（gè）固定點，通常情（qíng）況下，這些點選在靠近（jìn）機床參考點的位置，或者取機床的第二參考（kǎo）點來作為換刀點。

二、刀具補償功能

1. 刀具補償功（gōng）能的定義

在數控編程過程中，為使編程工作更加方便，通常將數控刀具的刀尖假想成一個點，該點稱為刀位點或（huò）刀尖點。

數控機床（chuáng）根據刀具實際尺寸，自動改變機床坐標軸或刀具刀位點位置，使（shǐ）實際加工輪廓和編程軌跡完全一（yī）致的（de）功能，稱為刀具補（bǔ）償（係統畫麵上為“刀具（jù）補正”）功能。

數控車床的刀具補償分為：

刀具偏移（也稱為刀具長度補償）

刀尖圓弧半徑（jìng）補償

2. 刀位點的概念（niàn）

所謂刀位點是指編製程序（xù）和加工時，用於（yú）表示刀具特征的點，也是對刀和加工的基準點（diǎn）。  數控車刀的刀（dāo）位點。尖形車刀的刀位點通常是指刀具的刀尖；圓弧形（xíng）車刀的刀位點是指圓弧刃的圓心；成形刀具的刀位點也通常是指刀尖。

三、刀具偏移補（bǔ）償

1. 刀具偏移的含義

刀具偏移是用來（lái）補償假定刀具長度與基準刀（dāo）具長度之長度差的功能。車床（chuáng）數控係統規定X軸（zhóu）與Z軸（zhóu）可同時實（shí）現刀具偏移。

刀具幾何偏移：由（yóu）於刀具的幾何形狀不同和刀具安裝位置不同而（ér）產生的刀具偏移。

刀具磨損偏移：由刀具刀尖的磨損產生的刀（dāo）具偏移。

FANUC係統的刀具幾何偏（piān）移參數設（shè）置，如要（yào）進行刀具磨損偏移設置則隻需按下軟鍵[磨耗（hào）]即可進入相應的（de）設置畫麵。

圖中的代碼“T”指刀（dāo）沿類型，不是指刀具號，也不是指刀（dāo）補號。

2. 利（lì）用刀具幾何偏移進行對刀操作

（1）對（duì）刀（dāo）操作的定（dìng）義

調整每把刀（dāo）的刀位點，使其盡量重合於某（mǒu）一理想基準點，這一（yī）過程稱為對刀。

（2）對刀（dāo）操作的過程

1）手動操作加工端麵，記錄下刀位（wèi）點的Z向機械坐（zuò）標值。

2）手動操作加工外圓，記錄下刀位點的X向機械坐標值，停（tíng）機測量工件直（zhí）徑，計（jì）算（suàn）出主軸中心的機械坐標值。

 3）將X、Z值輸入相（xiàng）應的刀具幾何偏移存儲（chǔ）器中。

（3）利用刀具幾何偏移進行對刀操作的實質

利用刀具幾何偏移進行對刀的實質就是利用刀具幾何偏移使工件坐標係原點與機床原點重合。

3. 刀具偏移的應用

利用刀具偏移功能，可以修整因對刀不正確或（huò）刀具磨損等（děng）原因造成的工件加工誤（wù）差。

例：加工外圓表麵時（shí），如果外圓（yuán）直徑比要求的尺寸大了0.2mm，此時隻需將刀具偏移存儲器中的X值減小0.2，並用原刀（dāo）具及原程序重新加工該零件，即可修整該（gāi）加工誤差。同樣，如（rú）出現Z方向的（de）誤差，則其（qí）修整（zhěng）辦法相同（tóng）。

四、刀尖圓弧半徑（jìng）補償（G40、G41、G42）

1. 刀尖圓弧（hú）半徑補償的定義

在（zài）實（shí）際加工中，由於刀具產生磨損及精加工（gōng）的（de）需要，常將車刀的刀尖修磨成半（bàn）徑較小的圓弧，這（zhè）時的刀位點（diǎn）為刀尖圓弧（hú）的圓（yuán）心。

為確保工件輪廓形狀（zhuàng），加工時不（bú）允許刀具刀尖圓弧的圓心運動軌跡（jì）與被加工工件輪廓重合，而應與工件（jiàn）輪廓偏移一個半徑值，這種偏移稱為刀尖圓弧半徑補償。圓弧形車刀的刀刃（rèn）半徑偏移也與其相同。

2. 假想刀尖與刀尖圓弧半徑

在理（lǐ）想狀態下，我們總是（shì）將尖形車（chē）刀的刀位（wèi）點假想成一個點，該點即為假想刀尖（圖中的A點）。

在對（duì）刀時也是以假想刀（dāo）尖進行（háng）對刀。但實際加工中的車刀（dāo），由於工藝或其他要求，刀尖（jiān）往往不（bú）是一個理想的點，而是一段圓弧（如圖（tú）中的BC圓弧）。

所謂刀尖（jiān）圓弧（hú）半徑是指車刀刀（dāo）尖（jiān）圓弧所構成的假想圓半徑（圖中的r）。實踐中，所有車刀均有大小不等或近似的刀尖圓（yuán）弧，假想刀尖在實際加工中是不存在（zài）的。

3. 未使（shǐ）用刀尖圓弧半徑補償時的加工（gōng）誤差分析

（1）加工台階麵或端麵時（shí），對加工（gōng）表麵（miàn）的（de）尺寸和形狀影響不大，但在端麵的中心位置和台階的清角位（wèi）置會產生殘留誤差

（2）加（jiā）工圓錐麵時，對圓錐的錐度不會產生（shēng）影響（xiǎng），但對錐麵（miàn）的大小端尺寸會產生較大的（de）影響，通常情況下，會使外（wài）錐麵的尺寸變大，而（ér）使內錐麵的（de）尺寸變小。

（3）加工圓弧時（shí），會對（duì）圓弧的圓（yuán）度和圓弧半徑產生影響。

加工外（wài）凸圓弧時，會使加工後的圓（yuán）弧半徑變小

其值=理論輪廓半徑R–刀尖圓弧半徑r，。

加工內凹圓弧時，會（huì）使加工後的（de）圓弧半徑變大

其值=理論輪廓半徑R+刀尖圓弧（hú）半徑r，。

4. 進（jìn）行刀具半徑（jìng）補償時應注意的事項

（1）刀具圓弧半徑補償模（mó）式的建立與（yǔ）取消程序段隻能在G00或G01移動指令（lìng）模式下才有（yǒu）效。

（2）G41／G42不帶（dài）參數，其補償號(代表所用（yòng）刀具（jù）對應的刀尖半徑補償值)由T指令指定。該（gāi）刀尖圓弧（hú）半徑補償號與刀具（jù）偏置補償號對應。

（3）采用切線切入（rù）方（fāng）式或法線切入方式建立（lì）或取消刀補。對於（yú）不便於沿工件輪廓線方向切向或法向切入（rù）切出時，可根據情況增加一個過渡圓弧的輔助程序段（duàn）。

（4）為了防（fáng）止在刀具半徑補償建立與取消過程中（zhōng）刀具產生過切現象，在建立與取消補償時，程序段的起始位置與終點（diǎn）位置最好與補償方向在同（tóng）一側。

 （5）在刀具補償模式下，一般不允（yǔn）許存在（zài）連續兩段以上的（de）補償平麵內非移動指令，否則刀具（jù）也會出現過（guò）切等危險動（dòng）作。補償平麵非（fēi）移動指令通常指僅有G、M、S、F、T指令的（de）程（chéng）序段（如G90、M05）及程序暫停程序段（G04 X10.0）。

 （6）在選擇刀尖圓弧偏置方向和刀沿位置時，要特別注（zhù）意前置刀架和後（hòu）置刀架的區別。