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（yào）求較高的零件，因而加工一個零件需用幾把或十幾把刀具甚（shèn）至更多。由於每把刀具的直徑大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（yǒu）必（bì）要引入刀具（jù）補償功能，以保證在（zài）加工過程中（zhōng）各把（bǎ）刀下（xià）降到正確的高度和以正確的刀具路徑進行切削加工（gōng）。

刀具補（bǔ）償可分為刀（dāo）具長度補償和刀具半徑補償。長度補償是指主軸軸（zhóu）向的補償,也就是銑刀軸向（xiàng）的補償（cháng），而對（duì）於銑刀徑向的補（bǔ）償,也就是每把銑刀直徑大小不一（yī）樣,在直徑方向的補（bǔ）償（cháng）叫半徑補償。

一、刀具半徑補償

1. 刀具半徑補償意義（yì）

數控加工中心在程序（xù）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的正方（fāng）形凸台時，程序按邊長100的正（zhèng）方形尺寸輸（shū）入，而刀具（jù）軸心的軌跡是邊長106的正方形，則工件上銑削的是符合圖紙（zhǐ）尺寸的100的正方形。假如不用刀具半徑補償（cháng）功能，則加工時（shí）刀具軸心的軌跡是邊長100的正（zhèng）方形，則工件上銑削出（chū）的是邊長為94的正方（fāng）形凸台（tái），不符合圖紙尺（chǐ）寸的要求。

2. 指令格式

G17/G18/G19  G00/G01  G41/G42  IP_D_

G41：刀具半徑左補（bǔ）償

G42：刀具半徑右補償（cháng）

半徑補償僅能在規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平麵為補償平麵。半徑補償必須規定補償（cháng）號，由補償號D存（cún）入刀具半徑值，則在執行上述指令時，刀具可自（zì）動左偏(G41)或（huò）右偏(G42)一個（gè）刀具半徑補償值。由（yóu）於刀補的建立必須在包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)。在程序結束前應取消補償。

3. 刀具半徑補償的應用

刀具半徑（jìng）補償（cháng）有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據本（běn）段程序（xù）進（jìn）行刀補計算，不能解決程（chéng）序段之間的過渡問題，要求將工件輪廓處理成圓角過渡，因此工件尖角處工藝性不（bú）好；C功能刀具半（bàn）徑補（bǔ）償能自動處理兩程序段刀具中心軌跡的轉接，可完全按照（zhào）工件輪廓來編程，因此現代CNC數控機床幾乎都采用C功能刀具半徑補償。

刀具（jù）半徑補償的方向怎麽樣判斷呢？判斷的方法：“順（shùn）著刀具運行的方向”上看去刀具在工件的左麵為左補償，刀具在（zài）工件（jiàn）的（de）右麵為右補償。補償可以為“負”，當刀具半徑補償取負值（zhí）時，G41和（hé）G42的功能互換。

刀具的半徑（jìng）值預先存入（rù）存儲器Dxx中，xx為存儲（chǔ）器號，當（dāng）一個程序需用到幾把刀時，建議刀具號Txx和存儲（chǔ）器Dxx相對應，即T1號（hào）刀具半徑補償值相（xiàng）應地使用D01號（hào）存儲器，這樣加工（gōng）時不容易搞錯。執行刀具半徑補償後（hòu），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（de）過程中，如果零件輪廓尺寸與圖紙尺（chǐ）寸有差（chà）別，就可以通過修正存儲器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（cháng）用G40，也可用（yòng）D00取消刀具半徑補償。

使用中需注意：建立、取消刀補時，G41、G42、G40指令必須與G00或G01指（zhǐ）令共段，即使用G41、G42、G40指（zhǐ）令的程（chéng）序段（duàn）中必須同時使用G00或G01指令，而不得（dé）同時使用G02或G03，並且建立、取消刀補時所運行的直線段的長度要大於所要補（bǔ）償的刀具半徑值，否則補償功能（néng）不起作用；而在補償方式中，寫入2個或更多刀具不移動的程序段（輔助功能，暫停等等），刀具將產生過切或欠削。

二、刀具長度補償

1. 刀具長度補償（cháng）的意義

例如，要鏜一（yī）個φ40mm的孔，確定要用到兩把刀,先用鑽頭鑽到φ38，再用鏜刀鏜到φ50mm，此時機床已經設定工件零點，而編程時（shí）一般（bān）都是讓刀具快速下（xià）降到Z3.的高度（dù）開始切削,若（ruò）是（shì）以鑽頭對刀確定工件座標係的Z原點，則（zé）鑽頭鑽（zuàn）削時不會撞刀。當換上鏜刀時，如果沒有設定刀具長（zhǎng）度補（bǔ）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，就會出現鏜孔鏜不通的現（xiàn）象（xiàng），而當（dāng）鏜刀比鑽頭長時就會出現撞刀。

不設（shè）定刀具（jù）長度補償而在程序中通過（guò）修改Z地址值來保證加工零點的正確將會（huì）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的，而且在加工的過程中若刀具磨損了需要（yào）修改程序，若一個零件加工過（guò）程（chéng）中同一（yī）把刀要加工幾個（gè）不同的麵，那當這把刀磨損之後（hòu）則要修改所有與這把（bǎ）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，不需要再修改程序（xù），提高了工作效率，也保（bǎo）證了程序的安全運行（háng）。

2. 刀具長度補償G43、G44、G49

係統（tǒng）規定除Z軸之外，其他軸也可以使用刀具長度補償，但同（tóng）時規定長度補償隻能同時加在一個軸上，要（yào）對（duì）補（bǔ）償軸進行切換，必須先取消對前麵軸的補償。

（1）指令格式：

G43α___H___；(α指X、Y、Z任意一軸)，刀具長度補償“＋”。

G44α___H___；刀具長度補償“－”。

G49或H00：取消刀具長（zhǎng）度補償。

指令中（zhōng）用G43、G44指令偏移的方向，用H指令偏（piān）置量存儲器（qì）的偏置號；G43指令叫正向補償，即當用G43對刀具長（zhǎng）度補償（cháng）值指定一個正（zhèng）值時，刀具按照正向移動。G44指令叫負向補償，即當用G44對刀（dāo）具長度（dù）補償值指定一個正值時，刀具按照負向移動。G43和G44是模態G代碼。它們（men）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（gāi）指令時（shí），將（jiāng）用Z坐（zuò）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（guǒ）作為Z軸移動值。加工程（chéng）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，再（zài）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（chā）入取消指令（lìng）Ｇ49或H0.

3. CNC係統中刀具長（zhǎng）度補償功能與其他指令的關係

（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償(在控製器中補償)指令時，必須把含有長度（dù）補償的程序段寫在含有半徑補償的程序段前麵，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（zhí）行刀具半徑補（bǔ）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具長度（dù）補償指令。

（2）刀具長度補償（cháng）與其它指令的關係（xì）

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

b.G43,G44為（wéi）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（zhuān）門的G49指令，為了安全起見，在一把刀加工結束或程序段結束時，都應取消刀具長度補償；

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

4. 刀具長度補償（cháng）值的確定

不同的（de）設備係統，有不（bú）同的對刀方式，而不同的對刀方式，刀具長度補（bǔ）償（cháng）的含意是（shì）不（bú）一樣的。如（rú）某加工中心係統，配上自動測量儀（yí），它的長（zhǎng）度補償是補償刀具（jù）的真正長度，即（jí）主軸錐孔端麵中心至刀具刃口最（zuì）底端的長度；而某係統中機上手動對（duì）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點的距離，它補償的不是刀具的真正（zhèng）長度，而是（shì）刀具（jù）下降的距離（lí）。不同的刀具（jù）有（yǒu）不同的長度補償（cháng）值；而機（jī）內手動對刀（dāo）時同（tóng）一把（bǎ）刀加工不同工件（jiàn）編（biān）程原點的零件時也有不同的（de）長度補償值，這些不同的補償值可以分別寄存在不同的長度補（bǔ）償號H裏麵（miàn）, 以（yǐ）備機床運行時程序隨時調（diào）用。

（1）機（jī）內手動對刀測量方式

讓Z軸（zhóu）回到機床（chuáng）參考點，這時機床（chuáng）座標係中X，Y，Z軸數值都為零，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，再把刀具裝入主軸依次確定每把刀具與工件在機床坐標係中的（de）Zo平麵相接觸，即（jí）利用刀尖(或（huò）刀具前端)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（jī）床坐標係的Z坐標值直接（jiē）作為每把刀的刀具長度補償值，注意數值的正負號（hào）不能漏。

（2）機外刀具（jù）自動預調儀測量方式

是（shì）在刀具預調儀上測出（chū）的主軸端麵（miàn）至刀尖的距離，輸入CNC的刀具長度偏置寄存器中作為刀（dāo）長補償值，此時的（de）刀長補償值是刀具的真正長度，是（shì）正值。

（3） 自動測長裝（zhuāng）置十機內對（duì）刀（dāo）方式

設標準刀（dāo）具的長度（dù）補償值為零，把在刀具預調儀上測出（chū）的各刀具長度與標準刀具的（de）長度之差分別作為每把刀的刀具長度補償值.其中，比（bǐ）標準刀具長的（de）記為正值（zhí），比標準刀具短的補償值記為負值。

先通過機（jī）內對刀法測量出基準刀在返回機床參考點時刀位點（diǎn）在Z軸（zhóu）方（fāng）向與（yǔ）工件坐標係原點的距離，並輸入工件編程座標係中。

5. 刀（dāo）具長度（dù）補償（cháng）值測（cè）量方式的比較（jiào）

用機上手動測量方法（fǎ）測量刀具長度補償值（zhí）麻煩且需要很（hěn）多（duō）占（zhàn）機調試時間，因此效率低，但投資少. 當用同一把刀（dāo）加（jiā）工其它的工件時就要重新設置刀具長度補（bǔ）償（cháng）值。

用機外刀具預調儀或自動測長裝置測量不占用有效機時，把刀具調整（zhěng）工作事先在（zài）刀具預調儀上完成，而且（qiě）機床（chuáng）在加工運行時，還可在對刀儀上測量其它（tā）刀具（jù）的長（zhǎng）度，不必因為在機床上對刀而占用機床運行時間，提高效率，充分發（fā）揮加工中（zhōng）心的作用，但是需添置刀具預調儀設備，成本較高。使用刀具長度作為刀長補償，可以（yǐ）同一把刀具加工不同（tóng）工件而（ér）不需修改刀具長度補償值。