數控加工中心是怎（zěn）樣進行刀具補償的（de）？

加工中（zhōng）心用來（lái）加工形狀複雜、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（huò）十（shí）幾（jǐ）把刀（dāo）具甚至更（gèng）多。由於每把刀具（jù）的（de）直徑大小和長度都（dōu）是不（bú）同的，在對（duì）被加工零件確定工（gōng）件坐標係零點後，有必要引入刀具（jù）補償功能，以保證在加工過程中各把刀下降到正確的高度和以正確的刀具路徑進行切削加工。

刀具補償可分為刀具長（zhǎng）度補償和刀具半徑補償（cháng）。長度補償是指主軸軸向的補償,也就是銑（xǐ）刀軸向的（de）補償，而對於銑刀徑向的補償,也（yě）就（jiù）是每把銑刀直徑（jìng）大小不一樣,在（zài）直徑方向的補償叫半徑補償。

一、刀具半徑補償

1. 刀具半徑補償意義

數控加工中（zhōng）心在程序運行時將刀具當做一個點做（zuò）軌跡運動。比如用刀（dāo）具（jù）R3銑邊長100的正方形凸台時，程序按邊長100的正方形尺寸輸（shū）入，而刀具軸心的軌跡是邊（biān）長106的正方形（xíng），則工件上銑削（xuē）的是符合圖紙尺寸的（de）100的正方形。假如（rú）不用刀（dāo）具半徑補償功能，則加工（gōng）時刀具軸心的軌跡是邊長100的正方形，則（zé）工件上銑削出（chū）的是邊長為94的正方形凸台，不符合圖紙尺寸的要求。

2. 指令格式（shì）

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（bǔ）償

半（bàn）徑補償僅能在規定（dìng）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YZ平麵為補償平麵。半徑補償（cháng）必須規定補償號，由補償號D存入刀具半徑值，則在執行上述（shù）指（zhǐ）令時，刀具（jù）可自動左（zuǒ）偏(G41)或右偏(G42)一個刀具半（bàn）徑補償（cháng）值。由（yóu）於刀補的建立必須在包含運動的程序段中（zhōng）完成，因此以上格式中，也寫入（rù）了G00(或G01)。在（zài）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（gōng）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（duàn）程序進行刀補計算，不能解決程序段（duàn）之間的過渡問（wèn）題，要求將工件輪廓處理（lǐ）成圓角過渡，因此工件尖角（jiǎo）處工藝性不好；C功能刀具半徑補償能（néng）自動處理兩程序段刀具中心軌（guǐ）跡的轉接，可完全按照工件輪廓來編程，因此（cǐ）現代CNC數控機床幾乎都采用C功能刀具半徑補償（cháng）。

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

刀具的半（bàn）徑值預先存入存儲器Dxx中，xx為存儲器號，當一（yī）個程序需用到幾把刀時，建議刀具號Txx和存儲器Dxx相對應（yīng），即（jí）T1號刀具半徑補償（cháng）值相應地使用D01號存儲器，這樣加工時不容易搞錯。執行刀具半徑補償後，數控係統自動計算，並使刀具按照計算結果自動補償。在加（jiā）工的過程中，如果零件（jiàn）輪廓尺寸與圖紙尺寸有差別（bié），就可以通過修正存儲器Dxx中的半徑（jìng）補償值，再重新運行程序以達（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指令必須與G00或G01指（zhǐ）令共段，即使用G41、G42、G40指令的程序（xù）段中必須同（tóng）時使（shǐ）用G00或G01指令（lìng），而不得同時使用G02或（huò）G03，並且建立、取（qǔ）消刀補時所（suǒ）運行的直線段的長度要大於所要補償（cháng）的刀具半徑值，否則補償功能不起作用；而在補償方式中（zhōng），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（dù）補償

1. 刀具長度補償的意義

例如（rú），要鏜一個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（biān）程時一般都是讓刀具快（kuài）速下（xià）降到Z3.的高度開始切削,若是以鑽（zuàn）頭對刀確定工件座標係的Z原點，則鑽頭鑽削時不會（huì）撞刀。當換（huàn）上（shàng）鏜刀時，如果沒有設定刀（dāo）具長度補償而程序（xù）中同樣設定快速下降到Z3.這時當鏜刀比鑽頭（tóu）短時（shí），就會出現鏜孔鏜不通的（de）現象，而（ér）當鏜刀比鑽頭長時就（jiù）會出（chū）現撞刀（dāo）。

不設定刀具長度補償（cháng）而在程序中通過修改Z地址值來保證加工零點的（de）正確將會很容易出錯，因為程序長了各段地（dì）址代碼值不統一是很（hěn）難檢（jiǎn）查出錯（cuò）誤（wù）的，而且在加工的過程中若刀具磨損了需要（yào）修改程序，若一個零件加工過程中同一（yī）把刀要加工幾個不同的麵，那當這把刀磨損之後則要（yào）修改（gǎi）所有與這把刀相關的程序。而在編製程序中用上（shàng）了刀（dāo）具長度補償指令之後（hòu），當刀具磨損後，隻（zhī）需在相應（yīng）的（de）刀具長度補償號中修改（gǎi）長度補償值就可以（yǐ）了，不需要再修改程序，提（tí）高了工作效率，也保證了程序的安全運行（háng）。

2. 刀具長度補償G43、G44、G49

係統規定除Z軸之外，其他軸（zhóu）也（yě）可以使用刀具（jù）長度補償，但同時規定（dìng）長度（dù）補償隻能同時加在（zài）一（yī）個軸上，要對補償軸進行切換，必（bì）須先取消對（duì）前麵軸（zhóu）的補償（cháng）。

（1）指令格式：

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

G44α___H___；刀具（jù）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（zhì）量存儲器的偏置號；G43指令（lìng）叫正向補償，即當用G43對刀具長度補償值指定一個正值時，刀具按照正向移動。G44指令叫負向補償，即當用G44對刀具長度補（bǔ）償（cháng）值指（zhǐ）定一個正值時，刀具按照負向移（yí）動。G43和G44是模態G代碼。它們一直（zhí）有效，直到指定同（tóng）組的G代碼為止。執行程序前，需在與（yǔ）地址（zhǐ）H所對應的偏置量存儲（chǔ）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（zuò）標值（zhí）100.與H01中所存“-200.”進行“+”運算，即100.0+(-200.0)=-100，並將所求結（jié）果作為（wéi）Z軸移動值。加工程序（xù）每調用不同（tóng）的（de）刀具的時候，都要先（xiān）取（qǔ）消掉原先的刀具補償，再把新（xīn）調用的刀具（jù）長度補償進（jìn）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（tǒng）中刀具長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（jiā）工程序（xù）中，既有刀具長度補償（cháng）又有刀具半徑補償(在控製器中補償)指令時，必須把含有長度補償的程序段（duàn）寫在含有半徑補（bǔ）償的程（chéng）序段前麵，否則半徑補償無效

例如:在下（xià）麵的程序段中：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控係統不執行刀具半（bàn）徑補（bǔ）償若改為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則數控係統既執行刀具半（bàn）徑係統又執行刀具長（zhǎng）度（dù）補償指令。

（2）刀具長度補償與其（qí）它指令的關係（xì）

a.G43,G44指令隻能用於直線運動之中，在（zài）非直線運（yùn）動語（yǔ）句中使（shǐ）用（yòng）時會產生報警；

b.G43,G44為同組模態指（zhǐ）令，它們會自（zì）動取消上次刀具長度補償而不需要用專門的G49指令，為了（le）安全起見，在一把刀加工結束或程序（xù）段結束時，都應取消刀具（jù）長度補償；

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

4. 刀（dāo）具長度補償值的（de）確定

不同的設（shè）備係（xì）統（tǒng），有不同的對（duì）刀方式，而不同的對刀方式，刀具長度補償的含意是不（bú）一樣的（de）。如某加工中心係統，配上自動測（cè）量（liàng）儀，它的長度補償是補償刀具的真正（zhèng）長度，即主軸錐孔端麵中心（xīn）至刀具刃口最底端的長度；而某係統（tǒng）中機上手動對（duì）刀時長度補償是指補償刀具從某一（yī）Z軸向基準高度下降（jiàng）到工件座標原點的距離，它補償的不是刀具的真正（zhèng）長度，而是刀具下降的距離。不同的刀具有不同的長（zhǎng）度（dù）補償（cháng）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，這些不同的補償（cháng）值可以分別寄存在不同的長度補償號H裏（lǐ）麵, 以備機（jī）床運行（háng）時程序隨時調用。

（1）機內手動對刀測量方（fāng）式

讓Z軸回到機床參考點，這時（shí）機床座（zuò）標係中X，Y，Z軸數值都為零（líng），選擇一個（gè）工件座（zuò）標（biāo）係（G54～G59任選（xuǎn）一個都可），這時（shí）把Z值輸為（wéi）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Zo平麵相接觸，即利用刀尖(或刀具前（qián）端)在Z方向上與工件坐標係原點的距離值作為長（zhǎng）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（jù）長度補償值，注意數值的正負號不能漏。

（2）機（jī）外刀具自動預（yù）調儀測（cè）量方式

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

（3） 自動測長（zhǎng）裝置十機內對刀方式（shì）

設標準刀具的（de）長度（dù）補償值為零，把在刀具預調儀上測出的（de）各刀具（jù）長度與標準刀具的長度（dù）之差分別作為每把刀的刀具長度補償值.其（qí）中，比標準刀具長的記為（wéi）正值，比標準刀（dāo）具短的補償值記為負（fù）值。

先通過機內對刀法測量出基準刀（dāo）在返（fǎn）回機（jī）床參考點（diǎn）時刀位點在Z軸方向與工件坐（zuò）標係原點的（de）距（jù）離，並輸入工件編程座標係中。

5. 刀具長度補償值測量方式（shì）的比較

用機上手動測量方（fāng）法測量刀具長度補償值麻煩且需要很多占（zhàn）機調試時間，因此效率低，但投資少. 當用同一把刀加工其它的工件（jiàn）時就（jiù）要重新（xīn）設置刀具長度（dù）補償值。

用機外刀具預（yù）調儀或自動測長（zhǎng）裝置測量（liàng）不占用有效機時，把刀具調整工作事先在刀具預調儀（yí）上（shàng）完成，而且機（jī）床在加工運行時，還可在對刀儀上測（cè）量其（qí）它刀具的長度，不必（bì）因為在機床上對刀而占用機床運（yùn）行時（shí）間，提（tí）高（gāo）效率，充分發揮加工中心的作用，但是需添置刀具預調儀設備，成（chéng）本較高。使用刀具長度作為刀長補償，可以同一把刀具加工不同工件而不需（xū）修改刀具長度補償值（zhí）。