數控加工中心是怎（zěn）樣進行刀具補償的？

加工中心用（yòng）來加工形狀複（fù）雜、工（gōng）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（shí）幾把刀具甚（shèn）至更多（duō）。由於（yú）每把刀（dāo）具的（de）直徑大（dà）小和長度都是不同的，在對被加工零件確定工件坐標係零點後，有必要（yào）引入刀具補償功能，以保證在加工過程中各（gè）把刀下降到正（zhèng）確的高度和以正確的刀（dāo）具路徑進行（háng）切削加工（gōng）。

刀具補償可分為刀具長度（dù）補償和刀具半徑補償。長度（dù）補（bǔ）償是指主軸軸向的補償,也就是銑刀軸（zhóu）向的（de）補償（cháng），而對於銑（xǐ）刀徑向的補償,也就是每把銑（xǐ）刀直徑大小不一樣,在直徑方向的補償叫半徑補償。

一、刀具半徑補償

1. 刀具半徑補償意義

數控加工中心在程序運（yùn）行時將刀具當做一個點（diǎn）做軌（guǐ）跡運動。比如用刀具R3銑邊長100的（de）正方形凸台時，程序按邊長100的正方形尺寸（cùn）輸入，而（ér）刀具軸心的（de）軌跡是邊長106的正方形，則（zé）工件上銑削的是符合圖紙尺寸的（de）100的正方（fāng）形。假如不用刀具半徑補償功能，則加工時刀（dāo）具軸（zhóu）心的軌跡是邊長100的正方形（xíng），則工件上銑削出的（de）是邊長（zhǎng）為94的正方形凸台，不符合圖紙（zhǐ）尺寸的要求。

2. 指令格式

G17/G18/G19  G00/G01  G41/G42  IP_D_

G41：刀具（jù）半徑左補償

G42：刀具半徑右補償

半徑補償僅（jǐn）能在（zài）規（guī）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（huò）YZ平麵為（wéi）補償平麵（miàn）。半徑補償必須規定補償號，由（yóu）補償號D存入刀具（jù）半徑值，則在執行（háng）上述指令時，刀具（jù）可自動左偏（piān）(G41)或右偏(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）運動的程（chéng）序段中（zhōng）完成，因此以上格式中，也寫入（rù）了G00(或G01)。在程（chéng）序結束前（qián）應取消補償。

3. 刀具半徑補償的應用

刀（dāo）具半徑補償有（yǒu）B功能和C功能兩種補償形式。由於B功能刀具半徑補償隻根（gēn）據本段程（chéng）序進行刀補計（jì）算，不能解決程序段之間的過渡問題，要求將工件輪廓處理成圓角過（guò）渡（dù），因此工件尖角處工藝性（xìng）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接（jiē），可（kě）完全按照工件輪廓來編程，因此現代CNC數控機（jī）床（chuáng）幾乎都采用（yòng）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（fāng）法：“順著刀具運行的方向”上看去（qù）刀具在工件的左麵為（wéi）左補償，刀具在工件的右麵為右補（bǔ）償。補償可以為“負”，當刀具半徑補償取負值時，G41和G42的功能（néng）互換。

刀（dāo）具的半徑值預先存入存儲器Dxx中，xx為存（cún）儲器（qì）號，當一個程序需（xū）用到幾把刀時，建議刀具號Txx和存儲器Dxx相（xiàng）對應（yīng），即T1號刀具半徑補償值相（xiàng）應地使用D01號存儲（chǔ）器（qì），這（zhè）樣加工時（shí）不容易搞錯。執行刀具半徑補償後，數控係統自動計算，並使刀具（jù）按照計算結果（guǒ）自（zì）動補償。在加工的過程中（zhōng），如果零（líng）件（jiàn）輪廓尺寸與圖紙尺（chǐ）寸（cùn）有差別，就可以通（tōng）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（qiú）。取消刀具半徑補償用G40，也可（kě）用D00取消（xiāo）刀具半徑補償。

使用中需注意：建立、取消刀補時，G41、G42、G40指令必須與（yǔ）G00或G01指令共段，即（jí）使用G41、G42、G40指令的程序（xù）段中必須（xū）同時使用G00或G01指令，而不得（dé）同時使用G02或G03，並且建立、取消刀（dāo）補時所運行的直線段的長度要（yào）大於（yú）所要補償的刀具半徑值，否則補償功能不起作用（yòng）；而在補償（cháng）方式中，寫入2個或更多刀具不（bú）移（yí）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. 刀具長度補償的意義

例如，要（yào）鏜一個φ40mm的（de）孔，確定要用到兩把刀,先用鑽頭鑽到φ38，再用鏜刀（dāo）鏜到φ50mm，此時機床已經（jīng）設定工件零點，而編程時一般都是讓刀具快速下降到Z3.的高度開始切削（xuē）,若是以鑽頭對刀確定工件（jiàn）座標係的Z原點，則鑽（zuàn）頭鑽削時不會撞刀。當換上鏜刀時，如果沒有設（shè）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（chū）現鏜孔鏜不通的（de）現象，而當鏜（táng）刀比鑽頭長時就（jiù）會（huì）出現撞刀。

不設定刀具長度補償而（ér）在程序中通過修改Z地址（zhǐ）值來保證加（jiā）工零點的正確將會很（hěn）容易出錯，因為程序長了各段地址代碼值不統一是很難檢查出錯誤的，而且在加（jiā）工的過（guò）程中若刀具磨（mó）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（mó）損之後則要修改所有與這把刀相關的程序。而在編（biān）製程序中用上了刀具長度補償指令之後，當刀具磨損後，隻需在相應的刀具長度補償號中修改長度補償值就可以了，不需要（yào）再修改程序（xù），提高了工作效率，也保證了程序的（de）安全運行。

2. 刀具長（zhǎng）度補償G43、G44、G49

係統（tǒng）規定除Z軸之外，其他軸也可（kě）以使用刀具長度（dù）補償，但同時規定長度補償（cháng）隻能同時加在一個軸上，要對補償軸進行切（qiē）換，必須（xū）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___；刀具長度補償“－”。

G49或H00：取消刀具長度補償（cháng）。

指令（lìng）中用G43、G44指令偏移的方向，用H指令偏置（zhì）量存儲器的偏置號；G43指令叫正向補（bǔ）償，即當用G43對刀具長度補償值指定一個正值（zhí）時，刀具（jù）按照正向移動。G44指令叫（jiào）負向補償，即當用G44對刀具長（zhǎng）度補償值指定一個正值（zhí）時，刀具按照負向移（yí）動。G43和G44是模態（tài）G代碼。它們一直有效（xiào），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（chǔ）器中，存入相應（yīng）的偏置（zhì）值。以z軸補償為例，若指令 GOO G43 Z100.0  H01；並於H01中存入“-200.0”，則執行該指令（lìng）時，將（jiāng）用Z坐標值100.與H01中所（suǒ）存“-200.”進行（háng）“+”運算，即（jí）100.0+(-200.0)=-100，並將所求（qiú）結果作為Z軸移動值。加工程序每調用不同的刀具的（de）時候，都要先取消掉原先的刀具補償（cháng），再把新調（diào）用的刀具長度（dù）補（bǔ）償進去；而在程序結束（shù）前（qián）也要記得（dé）插入取消指令Ｇ49或H0.

3. CNC係統中刀具（jù）長度補償功能與其他指（zhǐ）令（lìng）的關係

（1）刀具長度補償與半徑補償功能（néng）的關係

如果（guǒ）在零件的數控加工程（chéng）序中，既有刀具長度補償又有刀具半徑（jìng）補償(在（zài）控製器（qì）中補償)指令時，必須把含有長度補償的程序段寫在（zài）含有（yǒu）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（de）程序段中：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控係統（tǒng）不執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統又（yòu）執行（háng）刀具長度補償指令。

（2）刀具長度補償與其它指（zhǐ）令的關係

a.G43,G44指令隻能用於直線運（yùn）動之中，在非直線運動語句中使用時會產生（shēng）報警；

b.G43,G44為同組模態指令，它們會自動取消上次刀具（jù）長度補償（cháng）而不需要用專門（mén）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（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)才能有效。

4. 刀具長度補償值的（de）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（de）含意是不一樣的。如某加工中心係統（tǒng），配上自動測（cè）量儀，它的長度補償是補償刀具的真正長度，即主軸（zhóu）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對刀時長度補（bǔ）償是指補償刀具從某一Z軸向基準高度下降到工件座標原點的距離，它補（bǔ）償（cháng）的不是刀具的真正長度，而是刀具下降的距（jù）離（lí）。不同的刀具有不同的長度補償值；而機內（nèi）手動對刀時同一把刀加工不同工件（jiàn）編程原點的零件時也有不同的長度補（bǔ）償值，這（zhè）些不同的補償值可（kě）以（yǐ）分別（bié）寄存在不同的長度（dù）補償號H裏麵, 以備機床運行時程（chéng）序隨時調用。

（1）機內手動對刀（dāo）測量方式

讓Z軸回到機床參考（kǎo）點，這（zhè）時機床座標係中X，Y，Z軸數值都為零，選擇一個工（gōng）件（jiàn）座標係（G54～G59任選一個都可），這時把Z值輸為零，再把刀（dāo）具裝入（rù）主軸依次確定每把刀具與工件在機床坐標係中（zhōng）的Zo平麵相接觸，即利（lì）用刀尖(或刀（dāo）具前端)在Z方向上與工件坐標係原點的距離值作為長度補償值，即主軸下降後（hòu）此時機床坐標係的Z坐標值直接作為（wéi）每把刀的刀具（jù）長度補償值，注意數值的正負號不能漏。

（2）機外刀具自（zì）動預調儀測量方式（shì）

是（shì）在（zài）刀具預調儀上測出的（de）主軸端麵至（zhì）刀尖的距離，輸入CNC的刀具長度偏置寄存器（qì）中作為刀（dāo）長補償值，此時的刀長（zhǎng）補償值是刀具的（de）真正長度，是正值。

（3） 自動測長裝置十機（jī）內對刀方式

設標（biāo）準刀具的長度補償值為零，把（bǎ）在刀具預調儀上測出的（de）各刀具長度與標準刀具的長度之差（chà）分別作為每把刀的刀具長度補（bǔ）償值（zhí）.其中，比標準（zhǔn）刀具長的記為正值，比標準刀具（jù）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刀位點在Z軸方（fāng）向與工（gōng）件坐標（biāo）係原點的距離，並輸入工件編程座標係中。

5. 刀具長度補償值測量方式的比較

用機（jī）上手動測量方法測量刀（dāo）具長度補償值麻煩且（qiě）需要很多（duō）占機調試時間（jiān），因此效率低，但投資少. 當用同一把刀加工其它的工（gōng）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測量不占用（yòng）有效機時（shí），把刀具調整工作事先在刀具預調儀上（shàng）完（wán）成，而且機床在（zài）加工（gōng）運（yùn）行時，還可（kě）在對刀儀上（shàng）測量（liàng）其它刀具的長度，不必因為在機床上對（duì）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）調儀設備，成本較高。使用刀具長度作為（wéi）刀長補償，可以同一把刀具加工不同工件而不需修改刀具長度補償值。