數控加工中心是怎樣進行刀具補償的？

加工中心用來加工形狀複雜、工序多、精度要求較高的零件，因而加工（gōng）一個零件需用幾（jǐ）把（bǎ）或（huò）十幾把刀具甚至更多。由於每把刀具的直徑大（dà）小和長度都（dōu）是不同的（de），在對被加工零件確定工件坐標係（xì）零點後（hòu），有必要引入刀具（jù）補償功能，以保證（zhèng）在加工過程中各把（bǎ）刀下（xià）降到正確的高度和以正確的刀（dāo）具路徑進行切削加（jiā）工（gōng）。

刀具補償可分為刀具長度補償和刀（dāo）具半徑補（bǔ）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,也就是每（měi）把銑刀直徑大小不一樣（yàng）,在直徑方向（xiàng）的補償叫半徑補償。

一、刀具半徑補償

1. 刀具半徑補（bǔ）償意義

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（jù）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（xīn）的軌跡是邊長106的正（zhèng）方形，則工件上銑削的是符合圖紙尺寸的（de）100的正（zhèng）方形。假如不（bú）用刀具半徑補償功能，則加工（gōng）時刀具軸心的軌跡（jì）是邊長100的正方形，則工件上銑削出的是邊長（zhǎng）為94的正方形凸台，不符合圖（tú）紙尺寸的要求。

2. 指（zhǐ）令格式（shì）

G17/G18/G19  G00/G01  G41/G42  IP_D_

G41：刀具半（bàn）徑左補償

G42：刀具半徑右補償

半徑補償僅能在規定（dìng）的坐標平麵內進行，使用（yòng）平麵選擇指令G17、G18或G19可分別選擇XY、ZX或YZ平麵為補償平麵。半徑補償必須規定補償（cháng）號，由補償號D存入刀具半徑值，則在（zài）執行上述指令時，刀（dāo）具可自動左偏(G41)或右偏(G42)一個刀具半徑補償值。由於刀補的建立必須（xū）在包（bāo）含運動的程序段中完成，因此以上格式中（zhōng），也寫入（rù）了G00(或G01)。在程序結束前應（yīng）取消補償。

3. 刀具半徑（jìng）補償的應用

刀具半（bàn）徑補償有B功能和C功能兩種補償形式。由於（yú）B功能刀具半（bàn）徑補償隻（zhī）根據本段程序進行刀補計算，不能解（jiě）決程序段之間的過渡問題，要（yào）求將工件輪廓處理成圓角過渡，因此工件尖角處工藝性（xìng）不好；C功能刀（dāo）具半徑（jìng）補償能自（zì）動處理兩程序段刀具中（zhōng）心（xīn）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（jǐ）乎都采用C功能（néng）刀具半徑補償。

刀具半徑（jìng）補償的方向怎麽（me）樣判斷呢？判斷的方法：“順著刀具運行的方向（xiàng）”上看去（qù）刀具在工件的（de）左麵（miàn）為左補償（cháng），刀（dāo）具在工件的右麵為右補償。補償可以為“負”，當刀具半徑補償取負值時，G41和G42的功（gōng）能互換。

刀具的半徑值預先存入存儲器Dxx中，xx為存儲器號，當一個程序（xù）需用到（dào）幾把刀時，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用D01號（hào）存儲器，這樣加工時不容易搞錯。執行刀（dāo）具半徑補償後，數控係統自動（dòng）計算，並使刀具按照計算（suàn）結果自（zì）動補償。在加工的過程中，如（rú）果零件輪廓尺（chǐ）寸與圖紙尺寸有差別，就可以通（tōng）過修正存（cún）儲器Dxx中的半（bàn）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）消刀具半（bàn）徑（jìng）補償。

使用中需注意：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（yòng）G00或G01指令，而不得同時使（shǐ）用G02或G03，並且建立、取消刀（dāo）補時所運行（háng）的直線段的長度要大於所要補償的刀具半徑值，否則補（bǔ）償功能不起作用；而（ér）在補償方式中，寫入2個或更多刀具不（bú）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、刀具長度（dù）補償

1. 刀具長度補償（cháng）的意義

例如，要鏜一個（gè）φ40mm的孔，確定（dìng）要用到兩把刀,先用鑽頭（tóu）鑽到φ38，再用鏜刀鏜到φ50mm，此時機床已經設定工件零點，而編程時一般都是讓刀具快速下降到Z3.的高度開始切削,若是以鑽頭對刀確定工件座標係的Z原點，則（zé）鑽頭鑽削時不會撞刀。當換上鏜刀時，如果沒有設定刀具長（zhǎng）度補償而程序中同樣設定快速（sù）下降到Z3.這（zhè）時當鏜刀比（bǐ）鑽頭短時（shí），就會出現鏜孔鏜不通的現象，而（ér）當鏜（táng）刀比鑽頭長時就會（huì）出現撞刀。

不設定刀具長度補償（cháng）而在程（chéng）序中通過修（xiū）改Z地址（zhǐ）值來保證（zhèng）加工零（líng）點的正（zhèng）確將會很容易出錯，因為（wéi）程序長了各段地址代碼值不統一是很難檢查出錯誤（wù）的，而且在加工的過程中（zhōng）若刀具磨損了需要修改程序，若一個零件加工過程中同一把刀要（yào）加工幾個不同的麵（miàn），那（nà）當這把刀磨損之後則要修改所有（yǒu）與這把刀相關的程序。而在編（biān）製程序（xù）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（gǎi）長度補償值就可以了，不需要再修改程序，提高了工作效率，也保證了程序（xù）的安全運行。

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（jù）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（cháng）軸進行切換，必須先取消對前麵軸（zhóu）的補（bǔ）償。

（1）指令格式：

G43α___H___；(α指X、Y、Z任意一軸)，刀具長度補償“＋”。

G44α___H___；刀具長度（dù）補償“－”。

G49或H00：取消刀具長度（dù）補償。

指令中用G43、G44指令（lìng）偏移的方向，用H指令偏置量存（cún）儲器的偏置號；G43指令叫正向補償，即當用G43對刀具長度補償值指（zhǐ）定（dìng）一個正值時，刀（dāo）具（jù）按照正向（xiàng）移動。G44指令叫負向補償，即當用G44對刀具長度補償（cháng）值指定一個正（zhèng）值時，刀具按照負向移動。G43和G44是模（mó）態G代（dài）碼。它們一（yī）直有效，直到指定同組的G代（dài）碼為止。執行程序前，需在與地址H所對應（yīng）的偏置（zhì）量（liàng）存儲器中，存（cún）入相應的偏置值。以（yǐ）z軸補償為例（lì），若指令 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H01中所存（cún）“-200.”進行（háng）“+”運算，即100.0+(-200.0)=-100，並將所求結果作為Z軸移動值。加工程序每調用不（bú）同的刀具的時候，都要先取消掉原先的刀具補償，再把新調用的刀具長度補償進（jìn）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（tǒng）中刀具長度補償功能與（yǔ）其他指令的關係

（1）刀具長度（dù）補償與半徑補償（cháng）功（gōng）能的（de）關係

如果在零（líng）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）(在控製器中補償)指令時，必須把含（hán）有長度（dù）補（bǔ）償（cháng）的程序段寫在含有半徑補償（cháng）的程序段前麵，否則半徑補償無效

例如:在下麵的程序段中：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控係統不執行刀具半徑補償若改為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則數（shù）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（qí）它指令的關係

a.G43,G44指令隻能用於（yú）直線運動之中，在非直（zhí）線運動語句中（zhōng）使用時會產（chǎn）生報警；

b.G43,G44為同組模態指令，它們會自動取消上次刀具長度補償而不（bú）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，都應取消刀具（jù）長度（dù）補償；

c.刀具長度補償（cháng）必須（xū）伴隨獨立的插補運動(GOO,GO1,G81,G83等)才能有（yǒu）效。

4. 刀具長（zhǎng）度（dù）補償值的確定

不同（tóng）的設（shè）備係（xì）統，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（yàng）的（de）。如某加工中心係統，配（pèi）上自動測量儀，它的長度補償是補償刀具（jù）的真正長度，即主軸錐孔端麵中心至刀（dāo）具刃口最底端的長度；而某係統中機（jī）上手動（dòng）對刀時長度補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（yuán）點的距離，它補償的不是刀（dāo）具的真正長度，而是刀具下降的（de）距離。不同的刀具有（yǒu）不同的長度補償值；而機內手動對刀時同一把刀加工不同（tóng）工件編程原點的（de）零件時也有不同的長（zhǎng）度補償值，這些不同的補償值可以分別寄（jì）存在不同的（de）長度補償號H裏麵（miàn）, 以備機床運行時程序隨時調用。

（1）機內手（shǒu）動對刀測量方式

讓Z軸回到機床參（cān）考點，這（zhè）時機床座標係中（zhōng）X，Y，Z軸數值都為零（líng），選擇一個工件座標係（G54～G59任選一個都可（kě）），這時把Z值輸為零，再把刀具裝入（rù）主軸依次確定每把刀具與工件（jiàn）在機床坐標係中的Zo平麵相接觸，即利用刀尖(或（huò）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，即主軸下降後此時機床坐標（biāo）係的Z坐標值直接作（zuò）為每把刀的刀具長度補償值，注意數值的正負號不能漏（lòu）。

（2）機（jī）外刀具（jù）自動預調儀測量方式（shì）

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的刀具長度偏置寄存器（qì）中作為刀長補償值，此時的刀長補償值是刀（dāo）具的（de）真正長度，是正（zhèng）值。

（3） 自動測長裝置十機（jī）內對刀方（fāng）式

設標準刀具的長度補償值為零，把在刀具預調（diào）儀上測出的各刀具長（zhǎng）度與標準刀具的長度之（zhī）差分（fèn）別（bié）作為每把刀的刀具長度（dù）補償值（zhí）.其中，比標準（zhǔn）刀具長的記為正值，比標準刀具短的補償值記為負（fù）值。

先通過機內對刀（dāo）法測量出基準刀在返回機（jī）床參考點時刀位點在Z軸方向與工件坐標係原點的距離（lí），並輸入工（gōng）件編程座標係中（zhōng）。

5. 刀具長度補償值測量（liàng）方式的比較

用機上手動測（cè）量（liàng）方法測量刀具長度補償值麻煩（fán）且需（xū）要很（hěn）多占機調試時間，因（yīn）此效率低，但投資少. 當用同一把刀加工其它的工件時就要重新設置刀具長度補（bǔ）償值（zhí）。

用機外刀具（jù）預調儀或自動測長裝置測量不占用有效機（jī）時，把刀具調整工作事先在刀具預（yù）調儀上（shàng）完成，而且（qiě）機床在（zài）加工運行時（shí），還可在對刀儀上測量其它刀具的（de）長度，不必因為在機床上對刀而占用機床運行時間（jiān），提高效率，充分發揮加工中心（xīn）的作用，但是需添置刀具預調儀設（shè）備，成本較高（gāo）。使（shǐ）用刀具長（zhǎng）度作為（wéi）刀長補（bǔ）償，可以同一把刀具加工不同工件而不需修改刀（dāo）具長度（dù）補償值。