數控加工中心是怎樣（yàng）進行刀具補償的？

加工中心用來加工（gōng）形狀複雜、工序多、精度要求較高的零件，因而加工一個零件需用幾把或十幾把（bǎ）刀（dāo）具甚至更（gèng）多。由於每把刀具的（de）直徑大小和長度都是不同（tóng）的，在對被加工零件確定工件坐標係零點後，有必要引入刀具補償功能，以保（bǎo）證在加工過程中各（gè）把刀下（xià）降到正確的高度和以正（zhèng）確的刀具路徑進行切削加工。

刀具補償可分為刀具長度補償和刀具半徑補償。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（yě）就是每把銑刀直徑大（dà）小不一樣,在直徑方向的補償叫半徑補償。

一、刀具半徑補償（cháng）

1. 刀具半徑補（bǔ）償意義

數控加工中（zhōng）心在程（chéng）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（zhèng）方（fāng）形凸台時，程序按邊長100的正方（fāng）形尺寸輸入，而刀（dāo）具軸心（xīn）的軌跡是邊長106的正（zhèng）方形，則工件（jiàn）上（shàng）銑削的是符合圖紙尺寸的100的正（zhèng）方形。假如不用刀具半徑補償功能，則加（jiā）工時刀具軸心的軌跡是邊長100的正（zhèng）方形，則工件上銑削（xuē）出的（de）是邊長為94的正（zhèng）方形凸台，不符合圖紙（zhǐ）尺寸（cùn）的要求。

2. 指令格式

G17/G18/G19  G00/G01  G41/G42  IP_D_

G41：刀具半徑左（zuǒ）補償

G42：刀具半徑右補償

半徑補（bǔ）償僅能在規定的坐標（biāo）平（píng）麵內進（jìn）行，使用平麵選擇指令G17、G18或G19可分別選擇（zé）XY、ZX或YZ平麵為補（bǔ）償平麵。半徑補償必須規定（dìng）補償號，由補償號D存入刀具半徑值，則在執行上述指令時，刀具（jù）可自動左偏(G41)或右偏(G42)一（yī）個刀（dāo）具半徑補（bǔ）償值。由於刀補的建立必須在包含（hán）運動的程序段中完成，因（yīn）此以上格式中，也寫入了G00(或G01)。在程序結束前應取消補償。

3. 刀具半徑補償的應用

刀具半徑補償有B功能和C功能兩種補（bǔ）償形式。由於B功能刀（dāo）具半（bàn）徑補償隻根據本段程序（xù）進行刀補計算，不能（néng）解決程序段（duàn）之間的過渡問題，要求將（jiāng）工件輪廓處理成圓角過（guò）渡，因此工件尖角（jiǎo）處工藝性不好；C功能刀具半徑補償能自動處理兩程序段（duàn）刀具中心軌（guǐ）跡的（de）轉接，可完全按照工件輪廓來編程（chéng），因此現代CNC數控機床幾乎都采用C功（gōng）能刀具半徑補償。

刀具（jù）半徑補償的方向（xiàng）怎麽樣判斷呢？判斷的方法：“順著刀具運行的方向”上看去刀具在工件的左（zuǒ）麵為左補償，刀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的功能（néng）互換。

刀具（jù）的半徑值預先存入存儲器Dxx中，xx為存（cún）儲器號，當一個程序需（xū）用到幾把刀時（shí），建議刀具（jù）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號存（cún）儲器，這樣加工（gōng）時不容易搞錯。執行刀具半（bàn）徑補償後，數控係統自動計算，並使刀具按照計算結果自動補償。在加工的過程中，如果零件輪廓尺寸與圖紙尺寸有差別，就可以通過修（xiū）正存儲器（qì）Dxx中的半徑補償值，再（zài）重新運行程序以達到要求。取（qǔ）消刀具半徑補償用G40，也可用D00取消刀具半徑補償。

使用中需注意：建立、取消刀（dāo）補時（shí），G41、G42、G40指令必須與（yǔ）G00或G01指令共段（duàn），即使用G41、G42、G40指令的程序段中（zhōng）必（bì）須同時使用G00或G01指令，而不得同時使用G02或G03，並且建立、取消刀補時所（suǒ）運行的（de）直線段的長度要大於所要（yào）補償（cháng）的刀具半徑值，否則補償功能不起作用；而在補償方式中，寫入2個或更多（duō）刀具不（bú）移動的程序段（輔助功（gōng）能，暫停等等），刀（dāo）具將產生過（guò）切或欠削。

二、刀具長度補償

1. 刀具長度補（bǔ）償的意義

例如，要鏜一個φ40mm的孔，確（què）定要（yào）用到兩把（bǎ）刀,先用鑽頭（tóu）鑽到φ38，再用鏜刀鏜到（dào）φ50mm，此時機床已經設定工件零點（diǎn），而編程時（shí）一般都是讓刀具快（kuài）速下降到Z3.的高（gāo）度開始切削（xuē）,若（ruò）是以鑽頭對刀確定工件座標係的Z原點，則鑽頭鑽削時不會撞刀。當換上鏜刀時（shí），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（bǐ）鑽頭短時，就（jiù）會出現鏜孔鏜不通的現象，而當鏜刀比鑽頭（tóu）長時就會出（chū）現撞刀。

不設定（dìng）刀具長度補償而在程（chéng）序中（zhōng）通過修改Z地址值來（lái）保（bǎo）證加工零點的正確（què）將會很容易出錯，因為程序長了各段地址代碼值不統一是很難檢查出錯誤（wù）的，而且在加工的過程中若刀具磨（mó）損了需（xū）要修改程序，若一（yī）個零件加工過程中同一把刀要加工幾個不同的麵，那當這把刀磨損之（zhī）後則要修改所有與這把刀相關的（de）程序。而在編製程（chéng）序中（zhōng）用上了刀具長（zhǎng）度補償指令之後，當刀具磨損後，隻（zhī）需在相應（yīng）的刀具長度補償號中修（xiū）改長度補償值就（jiù）可以了，不需要再修改程序，提高了工作效率（lǜ），也保證了（le）程序的安全運行。

2. 刀具長（zhǎng）度補（bǔ）償G43、G44、G49

係統規定除Z軸之外，其他軸也可以使用刀具長度補償，但同時規定長（zhǎng）度補償隻能同時加在一個軸上，要對補償軸進（jìn）行切換，必須先取消（xiāo）對前麵軸的補償。

（1）指令格式：

G43α___H___；(α指X、Y、Z任意一軸（zhóu）)，刀具長度補（bǔ）償“＋”。

G44α___H___；刀（dāo）具（jù）長（zhǎng）度補償“－”。

G49或H00：取消刀具長度補償。

指令（lìng）中用G43、G44指令偏移的方向，用H指令偏置量存儲（chǔ）器的偏置號；G43指令叫正向（xiàng）補償，即（jí）當用G43對刀具長（zhǎng）度補償值指定一個正值時，刀具按照正向移（yí）動（dòng）。G44指令叫負向補償，即當（dāng）用G44對刀具長度補（bǔ）償值指定一個正值時，刀具按照負向移動。G43和G44是模態G代（dài）碼。它們一直有效，直到指定同（tóng）組的G代碼為止。執行程序前，需在（zài）與地址H所對（duì）應的偏置量存儲器中，存入相應的偏置值。以z軸補償為例，若指令 GOO G43 Z100.0  H01；並於H01中存入“-200.0”，則執行該指令時，將用Z坐標值100.與H01中所存“-200.”進行“+”運算，即100.0+(-200.0)=-100，並將所求結果作為Z軸移動值。加工程序每調用不同的（de）刀具的時候，都要先取消掉原先（xiān）的刀具補償，再把新（xīn）調用的刀具長度補償進去；而在程序（xù）結（jié）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（cháng）功能與（yǔ）其他指（zhǐ）令的關係

（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徑補（bǔ）償(在控製（zhì）器中（zhōng）補償)指令時，必須把含有長度補償（cháng）的程序段寫在含有半徑補償的程序段（duàn）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（xì）統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執行刀（dāo）具長度補償指令。

（2）刀具長度（dù）補（bǔ）償與其它指令的關係

a.G43,G44指令隻（zhī）能用於直線運動之中，在非直線運動語句中使用時會產生報（bào）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需要用專門的G49指令，為了安全起見（jiàn），在一把刀加工結束或程序段結束時，都應取消刀具長度補償；

c.刀具長度補償必（bì）須伴隨獨立的插補運（yùn）動(GOO,GO1,G81,G83等)才能有效（xiào）。

4. 刀具長度補償值（zhí）的確定

不同的設備係統（tǒng），有不同的對（duì）刀方式，而不同（tóng）的對刀方式，刀（dāo）具（jù）長度補償的含意是不一樣的。如某加工中心係統，配上自動測（cè）量儀，它的長（zhǎng）度補償（cháng）是補償刀具的真正長度，即主軸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（shǒu）動對刀時長度補償是指補償刀具（jù）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）償的不是刀具的真正長（zhǎng）度，而是刀（dāo）具下降的距離。不同的刀具有不同的長（zhǎng）度補償值；而機內手動對刀時（shí）同一（yī）把刀加工不同工件編程原點的零（líng）件時也有不同的長度補償值，這些不同的補（bǔ）償值可以分別寄存在不同的（de）長度補償號（hào）H裏麵, 以備機床運行時程序隨時調用。

（1）機內手（shǒu）動對（duì）刀（dāo）測量方式

讓Z軸（zhóu）回到機床參考點，這時（shí）機床座標係中X，Y，Z軸數值都為零，選（xuǎn）擇一個工件座標係（G54～G59任選一個都可），這時把Z值輸為零（líng），再把（bǎ）刀具裝入主軸依次確定每把刀具與工件在機床（chuáng）坐標係中的Zo平麵相接觸，即利用刀尖(或刀具（jù）前端)在Z方向上與工件坐標係原（yuán）點的距離值（zhí）作為長度補償值，即主軸下降後此時（shí）機（jī）床坐（zuò）標係的Z坐標值直接作為每把刀的刀具長度補償值，注意數值的正負號不能漏。

（2）機外刀具（jù）自動預調儀測量方式

是在刀具預調（diào）儀上測出的主軸端麵至刀尖的距離，輸入CNC的刀具長度（dù）偏置（zhì）寄存器中作為刀長（zhǎng）補償值，此時的刀長補償值是刀具的真正長度，是正值。

（3） 自動測（cè）長裝置十機（jī）內對刀方式

設標準刀具（jù）的長度補償值（zhí）為零，把在刀具（jù）預調（diào）儀上測出的各（gè）刀具長度（dù）與標準刀具的長度之差（chà）分別作為（wéi）每把刀的刀具長度補償值.其中，比標準刀具長（zhǎng）的記為正（zhèng）值，比標準刀（dāo）具短的補償值記為負值。

先通過（guò）機內對刀（dāo）法測量出基準刀在返回機床參考（kǎo）點時刀位點在Z軸方向與工（gōng）件坐標係原點（diǎn）的距離，並輸入工件編程座（zuò）標（biāo）係中。

5. 刀具長度補償值測量方（fāng）式的比較

用機上手（shǒu）動測量方法測量刀具長度（dù）補償值（zhí）麻煩且需要很多占機調試時間（jiān），因此效（xiào）率低，但投資少. 當用同一把刀加工其（qí）它（tā）的工件時就要重新設置刀具長度補償值（zhí）。

用機外刀（dāo）具（jù）預調儀或自（zì）動測（cè）長裝置測量不占用（yòng）有效機時，把刀具調整工作事先在刀具預調儀上完成，而且機床在加工運行時（shí），還可在對（duì）刀儀上測量其它刀具的（de）長度，不（bú）必因（yīn）為在機床（chuáng）上對刀而占用（yòng）機床運行時間（jiān），提高效率，充（chōng）分發揮加工中（zhōng）心的作用，但是需添（tiān）置刀具預調儀設（shè）備，成本（běn）較（jiào）高。使用刀具長度作為（wéi）刀長補償（cháng），可以同（tóng）一把刀具加工不（bú）同工（gōng）件而不需修改（gǎi）刀（dāo）具長度補償值。