​數控加工中心是怎樣進行刀具補償的？

加工中心用來（lái）加工（gōng）形狀複雜、工序多、精度要求較高的零件，因（yīn）而加工一個零件（jiàn）需用幾把或（huò）十幾把刀具甚至更（gèng）多。由於每把刀（dāo）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（jiàn）坐標係零點後，有必要引入刀具（jù）補償功（gōng）能，以保證在加工過程中各把刀下（xià）降到正確的高度（dù）和以（yǐ）正確的刀具（jù）路徑進行切削加工（gōng）。

刀具補（bǔ）償可分為刀具長（zhǎng）度補償和刀具半徑補償。長度（dù）補（bǔ）償是指主軸軸向的補償,也就是銑刀軸向的補償（cháng），而對於銑刀徑向的補償,也（yě）就是每把銑刀（dāo）直徑大小不一樣（yàng）,在直徑方向的補償叫半徑補（bǔ）償。

一、刀（dāo）具（jù）半徑補償

1. 刀具半徑（jìng）補償意義

數控加工中（zhōng）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R3銑邊長（zhǎng）100的（de）正方（fāng）形（xíng）凸（tū）台時，程序按邊長100的（de）正方形尺寸輸入，而（ér）刀具軸（zhóu）心的軌跡是邊長106的正方形，則（zé）工件上銑（xǐ）削的是符（fú）合圖紙尺寸的100的正方形。假如不（bú）用刀具半徑補償功能（néng），則加工時刀具軸心的軌跡是邊長（zhǎng）100的（de）正方形，則工件上銑削出的（de）是（shì）邊長為94的正方形凸台，不符合圖紙（zhǐ）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（cháng）

G42：刀具（jù）半徑右補償

半（bàn）徑補償僅能在規定的坐（zuò）標平（píng）麵內進（jìn）行，使用平麵選擇指令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（bì）須規定補償號，由補（bǔ）償號D存入刀具半徑值，則在執行上述指令（lìng）時，刀具可自動左偏(G41)或右偏(G42)一個（gè）刀具半徑補償值。由（yóu）於（yú）刀補（bǔ）的（de）建立必須在包含運動的程（chéng）序段中完成（chéng），因此以上格式中，也寫（xiě）入了G00(或G01)。在程序結束前應取消補償。

3. 刀具半徑補（bǔ）償的應用

刀具半徑補償（cháng）有B功能和C功能兩種補償形（xíng）式。由於B功（gōng）能刀具半徑補（bǔ）償隻根據本段程序進行刀補（bǔ）計算，不（bú）能解決程（chéng）序（xù）段之間的過渡問題，要（yào）求將工件輪廓處理成圓角（jiǎo）過渡，因此工件尖角處（chù）工藝性不好；C功能刀具半徑補償能自（zì）動處理兩（liǎng）程序段刀具中心軌跡的（de）轉接，可完全按照工件輪廓來編程，因此現（xiàn）代CNC數控機（jī）床幾乎都采用C功能刀具半徑（jìng）補償。

刀具半徑補償的方向怎麽（me）樣判斷呢？判斷的方法：“順著刀具運行（háng）的方向”上看去刀具在（zài）工（gōng）件的左麵為左補償，刀具（jù）在工件的右麵（miàn）為右補償。補償可以為“負”，當刀具半徑補償取負值時，G41和G42的功能互換。

刀具的（de）半徑值預先存入存儲器Dxx中，xx為存儲器號，當一個程序需用到幾把刀時，建議刀具號Txx和存儲器Dxx相對應，即T1號刀（dāo）具半徑補償值相應（yīng）地使用D01號存儲器，這樣加工時不容（róng）易搞錯。執行刀具半（bàn）徑補償（cháng）後，數控係（xì）統自動計算，並使刀具按照計算結果自動補（bǔ）償。在加工的過程中，如果零件輪廓尺寸與圖（tú）紙尺寸有差別，就可以通過修正存儲器Dxx中的半徑補償值，再重新運行程序以（yǐ）達（dá）到要求。取消刀具半徑補償用G40，也可用D00取消刀具半徑補償。

使用中需注意：建立、取消刀補時，G41、G42、G40指令必（bì）須與G00或G01指令共段，即使用G41、G42、G40指令的程序段中（zhōng）必須同時使用G00或G01指令，而不得同時使用G02或G03，並（bìng）且建立、取消刀補時所運行的直線段的長（zhǎng）度要大（dà）於所要補償的刀具半徑值（zhí），否則補償功（gōng）能不起作用；而在補（bǔ）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（qiàn）削。

二、刀具（jù）長度補償

1. 刀具長度補償的意義

例（lì）如，要鏜一個φ40mm的孔，確定（dìng）要用到兩把刀,先用鑽頭鑽到φ38，再用鏜刀鏜到φ50mm，此（cǐ）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（jiàng）到Z3.的高度開始切削,若（ruò）是（shì）以（yǐ）鑽（zuàn）頭（tóu）對刀確定工件座標係的Z原點，則鑽頭鑽削時不會撞刀（dāo）。當換上鏜刀時（shí），如果（guǒ）沒有設定刀具長度補（bǔ）償而程序中同樣設定快速下（xià）降到Z3.這時當鏜刀比鑽頭（tóu）短時，就會出現鏜孔鏜（táng）不（bú）通的（de）現象，而當鏜刀比（bǐ）鑽頭長時就會出（chū）現撞刀。

不設定刀具長（zhǎng）度補償而（ér）在程序中通過（guò）修改Z地址值（zhí）來保證加工零點的正確將會很（hěn）容易出錯，因為程序長了各段地址代（dài）碼值不統一是很難檢查出（chū）錯誤的（de），而且在加工（gōng）的（de）過程中若刀具磨（mó）損了需要（yào）修改程序，若一個零件加工過程中同一把（bǎ）刀要加工幾個不（bú）同的麵，那當這把刀磨損之（zhī）後則（zé）要修改所有與這把刀相關（guān）的程序。而在編製程序中用上了刀具長度補償指令之後，當刀具（jù）磨損後（hòu），隻需（xū）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（yào）再修改程序，提高了工作效率，也保證了程序的安全（quán）運行。

2. 刀具長度補償G43、G44、G49

係統規定除Z軸之外，其（qí）他軸也可以使（shǐ）用刀具（jù）長度補償，但同時規（guī）定長度補償隻能同時加（jiā）在（zài）一個軸（zhóu）上，要對補償（cháng）軸進行切換，必須先取消對前麵（miàn）軸（zhóu）的補償（cháng）。

（1）指令格式：

G43α___H___；(α指X、Y、Z任意一（yī）軸（zhóu）)，刀具長度補償“＋”。

G44α___H___；刀具長度補償（cháng）“－”。

G49或H00：取消刀具長度補償。

指令中用G43、G44指令偏（piān）移的方向，用H指令偏置量存儲（chǔ）器的偏置（zhì）號；G43指令（lìng）叫正向補償，即當用G43對刀具（jù）長（zhǎng）度補償值指定一個正值（zhí）時，刀（dāo）具按照正向移動。G44指令叫（jiào）負向補償，即當用G44對（duì）刀具長度補償值指定一個正值時，刀具按照負向移（yí）動。G43和G44是模態G代（dài）碼。它們一直有（yǒu）效，直到指定同組的G代碼為止。執行程序前，需（xū）在與地址H所對應的偏置量存儲器中，存（cún）入相應（yīng）的偏置值。以z軸補償為例，若指令 GOO G43 Z100.0  H01；並（bìng）於H01中存入“-200.0”，則執行該指令時，將用（yòng）Z坐（zuò）標值100.與H01中所存“-200.”進行“+”運算，即100.0+(-200.0)=-100，並將所求結果作為Z軸移動值。加工程序每調（diào）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去；而在程序結束前也要記得插（chā）入取消指令Ｇ49或H0.

3. CNC係統中刀具長度補償功（gōng）能與其他指令的關係

（1）刀具長度（dù）補償與半徑補（bǔ）償功能的關係

如果在零件的數控（kòng）加工程序（xù）中，既有刀具長度補償又有刀具半徑補償(在控（kòng）製器中補償)指令時，必須把含（hán）有長度補償的（de）程序段（duàn）寫在含有半徑補償的程序段前麵，否則（zé）半（bàn）徑補（bǔ）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（dāo）具半徑補償若改為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則（zé）數控係統既執行刀具半徑係統又執行刀具長度補償指令。

（2）刀具長度補償與其它指令的關係

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

b.G43,G44為同組模態指令，它們會自動取消（xiāo）上次刀具長度補償而不需（xū）要用專門的G49指令，為了安全起見，在一把刀加工結束或程序段結束時，都應取消（xiāo）刀（dāo）具長度補償；

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

4. 刀具長度補償值的確（què）定

不同的設備係（xì）統，有（yǒu）不同的對刀方式，而不同的對刀方式，刀具長度補（bǔ）償的含意（yì）是不一樣的（de）。如某加工中心係統，配上自動測量儀，它的長（zhǎng）度補償是補（bǔ）償刀具的真正長度（dù），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（shàng）手動對刀時長度補償是（shì）指補償刀具從某一Z軸向基準高度下（xià）降到工件座標原點的距離，它補償的不是刀（dāo）具的真正長度，而是刀具（jù）下降的距離。不同（tóng）的刀（dāo）具（jù）有不同的長度補償值；而機內手動對刀時同（tóng）一把刀加工不同工件編程原點的零件時（shí）也有不同的長（zhǎng）度補償值，這些（xiē）不同的補償值可以分別（bié）寄存在（zài）不同的長（zhǎng）度補償號H裏麵, 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（ràng）Z軸（zhóu）回到機床參考點，這時機床座標係中X，Y，Z軸數值（zhí）都為零，選擇（zé）一個工（gōng）件座標係（G54～G59任選一個都可），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（jī）床坐標係中的Zo平麵（miàn）相（xiàng）接（jiē）觸，即利用刀尖（jiān）(或刀具前端)在Z方向上與工件坐（zuò）標係原點的（de）距離值作為長度補償值，即主軸下（xià）降後此時機床坐標係的Z坐標值直接作為每把刀的刀具長度補（bǔ）償值，注意數值的正（zhèng）負號不能漏。

（2）機外刀具自動預調儀測量方式

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

（3） 自動測長裝置十機（jī）內對刀方式

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

先通過（guò）機內對刀法測量出（chū）基（jī）準刀在返回（huí）機床參考點時刀位點（diǎn）在Z軸方向與工件坐標係原點的距離，並輸入工件編程座標係中。

5. 刀（dāo）具長度補償值測量方式的比較

用機（jī）上手動測量方法測量刀具長度補償值麻煩且需（xū）要很多（duō）占機調試時間，因此效率低，但投資少. 當用同一把（bǎ）刀加工（gōng）其它的工件時就（jiù）要重（chóng）新（xīn）設置刀具長（zhǎng）度補償（cháng）值。

用機外刀具預（yù）調儀（yí）或（huò）自（zì）動測（cè）長裝置測量不占用有效（xiào）機時，把刀具調整（zhěng）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（yí）上（shàng）測量其它刀具的長度，不必因（yīn）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（huī）加工中心的作用（yòng），但是需（xū）添置刀（dāo）具（jù）預調儀設備，成本較高。使用刀具長（zhǎng）度作為刀長補償，可（kě）以同一把刀具加工不同工件（jiàn）而不需修改刀具長度補償值。