數控加（jiā）工中心是怎樣進行刀具補償的？

加工中心用來加工形狀複（fù）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刀具甚至更多。由於每把刀具（jù）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，有必要引（yǐn）入刀具（jù）補償功能，以保證在加工過程中各把刀下降到正確的（de）高度和以正（zhèng）確的（de）刀具路徑進行切削加工。

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

一、刀具半徑（jìng）補償

1. 刀（dāo）具半徑補償意義

數控加工中心在程序運行時將刀具當做一個點做（zuò）軌跡運動。比如用刀具R3銑（xǐ）邊長100的正（zhèng）方形凸台時，程序按邊長100的正（zhèng）方形尺寸輸（shū）入，而刀具軸心的軌跡是邊長106的正方（fāng）形，則工件上銑削的（de）是符合圖紙尺寸的100的正方形。假如不用刀具（jù）半徑（jìng）補償功能，則加工時刀具軸（zhóu）心的軌跡是邊長100的正方形，則工（gōng）件上（shàng）銑削出的是邊長為94的正方形凸台，不符合圖紙尺寸的（de）要求。

2. 指令格式

G17/G18/G19  G00/G01  G41/G42  IP_D_

G41：刀具半徑左補償

G42：刀具（jù）半徑右補償

半徑（jìng）補償僅能在規定的（de）坐標平麵內進行（háng），使用平麵（miàn）選擇指令G17、G18或G19可分別選（xuǎn）擇XY、ZX或YZ平麵為（wéi）補償平麵。半徑補償必須規定補償號，由補償號D存（cún）入刀具（jù）半徑值，則在執行上述指令時，刀具可自動（dòng）左偏（piān）(G41)或右偏(G42)一（yī）個刀具半徑補償值（zhí）。由於刀補的建立必須在包含運動的程序段（duàn）中完成，因此以上格式中，也寫入了G00(或G01)。在程（chéng）序結束前應取消補償。

3. 刀具半徑補償的應用（yòng）

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

刀具半徑補償的方向怎麽樣判斷呢？判斷的方法：“順著刀具運行的方向”上看去刀具在工件的左麵為左補償，刀具在（zài）工件的（de）右麵為右補償。補償可以（yǐ）為“負”，當刀具半徑補償（cháng）取負值時，G41和G42的功能互換。

刀具的半徑值預先存入存儲（chǔ）器Dxx中（zhōng），xx為存儲器號，當一個程（chéng）序需用到（dào）幾（jǐ）把（bǎ）刀（dāo）時，建議刀具號Txx和存儲（chǔ）器Dxx相對應，即T1號刀具半徑補償值相應地使用D01號存儲器，這樣加工時不容易（yì）搞錯（cuò）。執行刀（dāo）具半徑補償後，數控係統自動計算，並使（shǐ）刀具按照計算結果自動補償。在加工的過（guò）程（chéng）中，如果零件輪廓（kuò）尺寸與圖紙尺（chǐ）寸有差（chà）別，就可以通過修正存（cún）儲器Dxx中的（de）半徑補（bǔ）償值，再重新運行程序以達到要（yào）求。取消（xiāo）刀具半徑補償用G40，也（yě）可用D00取消刀具半（bàn）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（huò）G01指令共（gòng）段，即（jí）使用G41、G42、G40指令的（de）程序段中必須同時使用G00或（huò）G01指令，而不得同時使用G02或（huò）G03，並且建（jiàn）立、取消刀（dāo）補時所運行的直線段（duàn）的長度（dù）要大（dà）於（yú）所要補償的刀具半徑值，否則補償功（gōng）能不起作用；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. 刀具長度補償的意義

例如，要鏜一個φ40mm的孔，確定要用到兩把刀,先用鑽頭鑽到φ38，再（zài）用鏜刀鏜到φ50mm，此時機床已經設定工件零點，而編程（chéng）時一般都是讓刀具（jù）快速下降到Z3.的高（gāo）度開始切削,若是以（yǐ）鑽頭對刀確（què）定工件座標係的Z原點（diǎn），則鑽頭鑽削時不會（huì）撞刀。當換上鏜刀時，如果沒有設（shè）定刀具長（zhǎng）度補償而程序中同樣設（shè）定快速下降到Z3.這（zhè）時當鏜刀比鑽頭（tóu）短時，就（jiù）會出現鏜孔鏜不通的現象，而當鏜刀比鑽頭長時就會出現撞刀。

不設定刀具長度補償（cháng）而在程序中通過修改Z地址值來保證（zhèng）加工零點（diǎn）的（de）正確將會很容易出（chū）錯，因為程序（xù）長了各（gè）段地址代（dài）碼值不統一（yī）是很難檢（jiǎn）查出錯誤的，而且在加工的過程中若刀具磨損了需（xū）要（yào）修改程序，若一個零件加工過（guò）程（chéng）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程序。而在編製程序中用上了刀（dāo）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（chéng）序，提高了（le）工作效率，也保證了程序的安全運行。

2. 刀具長度補償G43、G44、G49

係統規定（dìng）除Z軸之外，其他軸也可以使用刀具長度補償，但同時規定長度補償隻能（néng）同時加在（zài）一個軸上，要對補償軸進（jìn）行切換，必（bì）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（dāo）具長度補償“－”。

G49或H00：取消刀具長度補（bǔ）償。

指令中用G43、G44指令偏（piān）移的方向，用H指令偏置量存儲器的偏置號；G43指令叫正向補償，即當用G43對刀具長度補償（cháng）值指定一個正值時，刀具按（àn）照正向（xiàng）移動。G44指令叫負向補償，即當用G44對刀具長度補償值指（zhǐ）定一個正值時，刀具按照（zhào）負向移動。G43和G44是模態G代碼。它們一直有效，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（zhóu）補償為例，若指令 GOO G43 Z100.0  H01；並（bìng）於H01中（zhōng）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（háng）“+”運（yùn）算，即100.0+(-200.0)=-100，並將所求結果作為Z軸移動值。加工程序（xù）每調用不同的（de）刀具（jù）的時候（hòu），都要先取消掉原先的刀具補償（cháng），再把新調用的刀具（jù）長度補償進去；而在程序結束前也要記得插入取消指令Ｇ49或H0.

3. CNC係統中（zhōng）刀具長度補償功能與其他指（zhǐ）令的關係

（1）刀具長度補償與半（bàn）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（jìng）補償(在控製器（qì）中補償)指令時，必須把含有長度補償的程（chéng）序段寫在含有半徑補償的程序段（duàn）前麵，否則半徑補（bǔ）償無效

例如（rú）:在下麵的程序段中：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控係統不執行（háng）刀具半徑補償若（ruò）改為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則數控係統既執行刀具（jù）半徑係統又執（zhí）行刀具長度補償指（zhǐ）令。

（2）刀具長度補償與其它指令的（de）關係

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

b.G43,G44為同組（zǔ）模態指令，它們會自（zì）動取消上次刀具長度（dù）補償而不需（xū）要（yào）用專門的G49指令，為了安全起見，在一把刀加工結束或程序段（duàn）結束（shù）時，都應取消刀具長度（dù）補償；

c.刀（dāo）具長度補償必須伴隨獨立的插補（bǔ）運（yùn）動(GOO,GO1,G81,G83等)才能有效。

4. 刀具長（zhǎng）度補償值的（de）確定

不同的（de）設備係統，有不同的（de）對（duì）刀方式，而不（bú）同的（de）對刀方式，刀具長度補償的含意是不一樣的。如某加工中（zhōng）心（xīn）係（xì）統，配上（shàng）自動測量儀，它的長度補（bǔ）償是（shì）補償刀具（jù）的真正長度，即主軸錐孔（kǒng）端麵中（zhōng）心至刀具刃口最底端（duān）的長度；而某係統中機上手動對刀（dāo）時長度補償（cháng）是指補償刀具從某一Z軸向基準高度下降（jiàng）到工件座標原點的距離（lí），它補償的不是刀具的真正長度，而是刀（dāo）具下降的距離。不（bú）同的刀（dāo）具有不同的長（zhǎng）度補償值；而機內手動對刀時同一把刀加工不同工件編程原點的零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長度補（bǔ）償號H裏麵, 以備機床運行時程序隨時調（diào）用。

（1）機內手動對刀測量（liàng）方式

讓（ràng）Z軸回到機（jī）床參考點，這時機床座標係中X，Y，Z軸數值都為零，選擇一個工件（jiàn）座標（biāo）係（G54～G59任選一個都可），這（zhè）時（shí）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（zuò）標係中的Zo平麵相接觸，即利（lì）用刀尖（jiān）(或刀具前端)在Z方（fāng）向上與工件（jiàn）坐（zuò）標係原點的距離值作為長度補償值，即主軸下降後此（cǐ）時機床坐標係的Z坐標值直接作為（wéi）每把刀（dāo）的刀具長度補償值，注（zhù）意數值的正負號不（bú）能漏。

（2）機外刀具自動預調儀測量（liàng）方式

是在刀具預調儀上測出的主（zhǔ）軸（zhóu）端麵至刀尖的距離，輸入CNC的刀具長度偏置寄（jì）存器中作為刀長補償值，此時的刀長補償值是刀具的真正長度，是正（zhèng）值。

（3） 自動（dòng）測長裝置十機內對刀方式

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

先通過機內對刀法測量出基準刀在返回（huí）機床參考點時刀位點在Z軸（zhóu）方向（xiàng）與工件坐標係原點的距離，並輸入工件編（biān）程座標係中。

5. 刀具長度補償值測量（liàng）方式的（de）比較

用機上手動測量方法測量刀具長度補償值麻煩（fán）且需要（yào）很多占機調試（shì）時間，因此效率低，但投資少. 當用同一把（bǎ）刀加（jiā）工其它的工件（jiàn）時就（jiù）要重新設置刀具長度補償值。

用機外刀具預調（diào）儀或自動測長裝置（zhì）測量不占（zhàn）用有效機時，把刀具調整工（gōng）作事先在刀具（jù）預調儀上完成，而且機床在加工運行時，還可在對刀儀上測量其它刀具的長度，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）揮加工中心的作用，但（dàn）是需（xū）添置刀具預調儀設備，成本較（jiào）高（gāo）。使用刀具長度（dù）作為刀長補償，可以同一把刀具（jù）加工不同工件而（ér）不（bú）需修改刀具長度補償值。