​一文搞懂數控車床加工刀具補償功能

一、數（shù）控（kòng）車床用刀具的（de）交換功能

1. 刀具（jù）的交換

指令格式一：T0101；

該指令為FANUC係（xì）統轉刀指令，前麵的T01表示換（huàn）1號（hào）刀，後麵的01表示使用1號刀具補償。刀具號與刀補號（hào）可以（yǐ）相同，也可以不（bú）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1號刀沿作為刀具補償存儲（chǔ）器。

2. 換刀點

所謂（wèi）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（wèi）置是任意的，換刀（dāo）點應選（xuǎn）在（zài）刀具交換過程中與工件或夾具不發生幹涉的位置（zhì）。還有一些（xiē）機床的換刀點位置是一個固定（dìng）點，通常（cháng）情況下，這些點選在靠近機床參考點的位置，或者取機床的第二參（cān）考點來（lái）作（zuò）為換刀點。

二、刀具補償功能

1. 刀具補償功能的定義

在數控編程過（guò）程中，為使編程工作更加方便，通常（cháng）將數控刀具的刀尖假想成一個（gè）點，該點稱為刀（dāo）位點或刀尖（jiān）點。

數控機床根據刀具實際尺寸，自動改（gǎi）變機（jī）床坐標軸或刀具刀（dāo）位點位置（zhì），使實際加工（gōng）輪廓（kuò）和編程軌跡完全一致的（de）功能（néng），稱為刀具補償（係統畫麵上為“刀（dāo）具補正”）功能。

數控車床的刀具補償分為：

刀具偏移（也稱（chēng）為刀具長度補償）

刀尖圓弧半徑補償

2. 刀位點的概念

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

三（sān）、刀具偏移（yí）補償

1. 刀（dāo）具偏移的含義

刀（dāo）具偏移是用來補償假定刀具長度與基準刀具長度之長度差（chà）的功能。車床數控係統規定X軸與Z軸可同時實現（xiàn）刀（dāo）具偏移。

刀具幾何偏移：由於刀具的幾何形狀不同（tóng）和刀具安裝位置不（bú）同而產生的刀具偏移。

刀具磨損偏移：由刀具刀尖的磨損產生的刀具偏移。

FANUC係統的刀具幾何偏移參（cān）數設置，如要進行刀具磨損偏移設置（zhì）則隻（zhī）需按下軟鍵[磨耗]即可進入相應的設置畫麵。

圖中的代碼“T”指刀沿類型，不（bú）是指刀具（jù）號，也不是指刀（dāo）補號。

2. 利用刀（dāo）具幾何偏移進行對刀操作

（1）對刀操（cāo）作的（de）定義

調整每（měi）把刀的刀（dāo）位點，使其盡量重合於某一理想基準點（diǎn），這（zhè）一過程稱為（wéi）對刀。

（2）對刀操作的過程

1）手動操作（zuò）加工端麵，記錄下刀位點的Z向機械坐標值。

2）手動操作加工外圓，記錄下刀位點的X向機械坐標值，停機測量工件直徑，計算（suàn）出主軸中心的機械坐標值。

 3）將X、Z值輸入相應的刀（dāo）具（jù）幾何偏移存儲器中。

（3）利用刀具幾何偏移進行對刀操（cāo）作的實質

利用刀具幾何（hé）偏移進行對（duì）刀的實質就是（shì）利用刀具（jù）幾何偏移使工件坐標係原點與機床原（yuán）點重合。

3. 刀具偏移的（de）應用

利用刀具偏移功能，可以修整因對刀不正確（què）或刀具（jù）磨損等原（yuán）因造成的（de）工件加工（gōng）誤差。

例：加工外圓表麵時，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（bìng）用原刀具及原程序重新加（jiā）工該零件，即可修整該（gāi）加工誤差。同樣（yàng），如出現Z方向的誤差，則其修整辦法相同。

四、刀（dāo）尖圓弧半（bàn）徑補償（G40、G41、G42）

1. 刀尖圓弧（hú）半（bàn）徑補（bǔ）償的定義

在實際加工中，由於刀具產生磨損及精加工（gōng）的需要，常將（jiāng）車刀的刀尖修磨成半徑較小的圓弧，這時的刀位（wèi）點為刀尖圓弧的（de）圓心。

為確保工件輪廓形狀，加（jiā）工時不（bú）允許刀（dāo）具刀尖圓弧的（de）圓心運動軌跡與被加工工件（jiàn）輪廓重合，而應（yīng）與工（gōng）件輪廓偏（piān）移一個半徑值，這種偏移稱為刀尖圓弧半徑補償。圓弧（hú）形車刀的刀刃半徑偏移也與其相同。

2. 假想刀尖與刀尖圓弧半徑

在理想狀態下，我們總是將（jiāng）尖形車刀的刀位點（diǎn）假想成一個（gè）點，該點即為假想刀尖（jiān）（圖中的A點）。

在對刀時也是以假想刀尖進（jìn）行對刀。但實際（jì）加工中的車刀，由於工藝或其他要求，刀尖（jiān）往往不是一個理想的點，而是一段圓弧（如（rú）圖中的BC圓弧）。

所謂刀尖圓弧半徑是指車刀刀尖圓（yuán）弧所構成的假想圓半徑（圖中的r）。實踐中（zhōng），所（suǒ）有車刀（dāo）均有大小不等（děng）或近似的刀尖圓弧，假想刀尖在實（shí）際加工中（zhōng）是不（bú）存在的。

3. 未使用刀（dāo）尖圓（yuán）弧半徑補償時的加工誤差分析

（1）加（jiā）工台階麵或端麵時，對加工表麵的尺寸和形狀影響不大，但在端麵的中心位置和台（tái）階的清角位置會產生殘留誤差

（2）加工圓錐麵時，對圓錐的錐度不會產（chǎn）生（shēng）影響，但對錐麵的大小端（duān）尺寸會產生較大的影響，通（tōng）常情況下（xià），會使外錐麵的（de）尺寸變大，而使內（nèi）錐麵的尺（chǐ）寸變小。

（3）加工圓弧時，會對圓弧（hú）的圓度和圓弧半徑（jìng）產生影響。

加工外凸圓弧時，會使加工（gōng）後的圓弧半徑（jìng）變小

其值=理（lǐ）論輪廓半徑R–刀尖圓弧半徑r，。

加工內凹圓弧時，會使加（jiā）工後的圓弧（hú）半徑變大

其值=理論輪廓半徑R+刀（dāo）尖圓弧半徑r，。

4. 進行刀具半（bàn）徑補償時應注意的事項

（1）刀具圓弧半徑補償模式的建立與取消程（chéng）序段（duàn）隻能在G00或G01移動指令模式下才（cái）有效。

（2）G41／G42不（bú）帶（dài）參數，其補償號(代表所用刀具對應的刀尖半徑補償值)由T指令指定。該刀尖（jiān）圓弧半（bàn）徑補償號與刀具偏置補償號對應。

（3）采用切線（xiàn）切入方式或法（fǎ）線切入方式建立或取消刀補。對於（yú）不便於沿工件輪廓線方（fāng）向切向或法向切入切（qiē）出（chū）時，可（kě）根據情況增加（jiā）一個過渡圓（yuán）弧的輔助程（chéng）序段。

（4）為了防止在（zài）刀具半（bàn）徑補償建立與（yǔ）取消過程中刀具產生（shēng）過切現象，在建立與（yǔ）取消補償時，程序段的起始（shǐ）位置與終點位置最好與補償方（fāng）向在同一側。

 （5）在刀具補償模式下，一（yī）般（bān）不允許存在連續兩（liǎng）段以上的補償（cháng）平麵內非移動指令，否則刀具也會出現過（guò）切等危險動作。補償平麵非移（yí）動指令通常指僅（jǐn）有G、M、S、F、T指令的程序（xù）段（如G90、M05）及程序暫停程序段（G04 X10.0）。

 （6）在選擇刀（dāo）尖圓弧偏置方（fāng）向和刀沿位置時，要特別注意前置刀架和後置刀架的區（qū）別。