​數控車床加（jiā）工刀（dāo）具補償功能

一（yī）、數控車（chē）床用刀具的交換功能

1. 刀具的交換

指（zhǐ）令格式一：T0101；

該（gāi）指令為FANUC係統（tǒng）轉刀指令，前麵的T01表示換（huàn）1號刀，後麵的01表示使用1號刀（dāo）具補償。刀具號與刀補號可以相同，也可以不同。

指令格式二： T04D01；

該指令為SIEMENS係統轉（zhuǎn）刀指令，T04表示換4號刀，D01表示（shì）使用4號（hào）刀的1號刀沿作為刀具補償存儲器。

2. 換刀點

所謂換刀點是（shì）指（zhǐ）刀（dāo）架（jià）自動轉位時的位置。

大部（bù）分數控車床，其換刀點的位（wèi）置是任意的（de），換刀點應選在刀具交換過程中與工件或夾具不發生幹涉的（de）位置。還（hái）有一些機床的換刀點（diǎn）位置是（shì）一個固定點，通常情況下，這些點選在靠近機（jī）床（chuáng）參考（kǎo）點的位置，或者（zhě）取機床的第二參（cān）考點來作為換刀點。

二、刀具補償功能

1. 刀具補償功能的定義

在數控編程過（guò）程中，為（wéi）使編程工作更加方便，通常將數控刀具的刀尖假想成一個點，該點稱為刀位點或刀尖點。

數控機（jī）床根據刀具實際尺寸，自動改變機床（chuáng）坐標軸或刀（dāo）具刀位點位置，使實際加工輪廓和（hé）編程軌跡完全一致的功能，稱為刀具（jù）補（bǔ）償（係統畫麵上為“刀具補（bǔ）正”）功能。

數（shù）控車床的刀具補償分為：

刀具偏移（也稱（chēng）為刀具長度補償）

刀尖圓弧半徑補償（cháng）

2. 刀位點的概念（niàn）

所謂刀位點是指編製程序和加（jiā）工時，用於表示刀具特征的點，也是對刀和加工（gōng）的基（jī）準點。  數控（kòng）車刀的刀位點。尖形車刀的刀位（wèi）點通常是指（zhǐ）刀具的刀尖；圓弧形車刀的刀位點是（shì）指圓（yuán）弧刃的圓（yuán）心；成形刀具的刀位（wèi）點也通常是指刀（dāo）尖。

三、刀具偏移補（bǔ）償

1. 刀（dāo）具偏移的含義

刀具偏移是用來補償假定刀具長度與基準刀具長度之長度差的功能（néng）。車床數控係統規定X軸與Z軸可同時實現刀具偏移。

刀具幾何偏（piān）移：由於刀具的幾何形狀不同和刀具安裝位置不（bú）同而產生的刀具偏（piān）移。

刀具磨損偏移：由（yóu）刀具刀尖的（de）磨損產生的刀具偏移。

FANUC係統（tǒng）的刀具幾何偏移參數設置，如要進行刀具磨損偏移（yí）設置則隻需（xū）按下軟鍵[磨耗]即可進入相應的設（shè）置畫麵。

圖中的（de）代碼“T”指刀沿類型，不是（shì）指刀（dāo）具號，也不（bú）是指刀補（bǔ）號。

2. 利用刀具幾何偏移進行對刀操作

（1）對刀（dāo）操作的（de）定義

調整每把刀的刀位點，使其盡量重合於某（mǒu）一理想（xiǎng）基準點，這一過（guò）程稱為對刀。

（2）對刀操作的過程

1）手動操作加工端麵，記錄（lù）下刀位點的Z向機械坐標值。

2）手動操作加工外圓，記錄下（xià）刀位（wèi）點的X向（xiàng）機械坐標（biāo）值，停機測量工件直徑，計算出主軸中心的機械（xiè）坐標值（zhí）。

 3）將X、Z值輸入相應的（de）刀具幾何偏移存儲器中。

（3）利用刀具幾何偏移進行對（duì）刀操作的實質（zhì）

利用刀具幾何偏移進行對刀的實質就是利用刀具（jù）幾何偏移使工件坐標係原點與機床原點重合（hé）。

3. 刀具偏移的應用

利（lì）用刀具偏移（yí）功能，可以修整因對刀不（bú）正確或刀具磨損等（děng）原因造成的工件加工誤差。

例：加工外圓表麵時（shí），如果外圓直徑比（bǐ）要求的尺寸大了（le）0.2mm，此時隻需將刀具偏移存儲器中（zhōng）的X值減小0.2，並用原刀具及原程序重新（xīn）加工該零件，即可修整該加工（gōng）誤（wù）差。同樣，如出現Z方向（xiàng）的誤差，則其修整辦（bàn）法相同。

四、刀尖圓弧半（bàn）徑補償（G40、G41、G42）

1. 刀尖圓弧半徑補償的定義

在實際加工中，由於刀具產生磨損及（jí）精加工的需要（yào），常將車刀的刀尖修磨成半徑較小的圓弧，這時的刀位點為刀尖圓弧的圓（yuán）心。

為確保工件輪廓形狀，加工時不（bú）允許（xǔ）刀具刀尖圓弧的圓心運動軌跡與被加工工件輪廓重合（hé），而應（yīng）與工件（jiàn）輪（lún）廓偏移一個半徑值，這種偏移稱為刀尖圓弧半徑（jìng）補償。圓弧形車刀（dāo）的刀刃半徑偏移也（yě）與其（qí）相同。

2. 假想刀尖與刀尖圓弧半徑

在理（lǐ）想狀態下，我們總是將尖（jiān）形車刀的刀位點（diǎn）假想成一個點，該點即（jí）為假想刀尖（jiān）（圖中的A點（diǎn））。

在對刀（dāo）時也是（shì）以假想刀尖進行（háng）對刀。但實際加工中的車刀（dāo），由於工藝或其他要求，刀尖往往不是一個理（lǐ）想的點，而是一段圓弧（如圖中的BC圓弧）。

所謂刀尖圓弧（hú）半徑是指車刀刀尖圓弧所構成的假想圓半徑（圖中的r）。實踐中，所有車刀均有大小不等或（huò）近似的刀尖圓弧（hú），假（jiǎ）想刀尖在實（shí）際加工中是不存在的。

3. 未使用刀尖圓弧半徑補償時的（de）加工誤（wù）差分析

（1）加工台階麵或端麵時，對加工表麵的尺寸和形狀影響不（bú）大，但在（zài）端麵的中心位置和台階的清角位置（zhì）會產生殘留誤差

（2）加工圓錐麵時，對圓錐的錐度不會產生影響，但對錐麵的大小端尺寸會產生較大的影響，通常情況下，會使外錐麵的尺寸變大，而使內錐麵的（de）尺寸變小。

（3）加工（gōng）圓弧時，會對圓弧的圓度和圓弧半徑產生影響。

加工外凸圓弧時，會使加工後的圓弧半徑變小

其值=理論輪廓半徑R–刀（dāo）尖圓弧半徑r，。

加工內凹圓弧時，會使加工後的圓弧半徑變大

其（qí）值=理論（lùn）輪廓半徑R+刀尖圓弧半徑r，。

4. 進行刀具半（bàn）徑補償時應注意的事項

（1）刀具圓弧（hú）半徑補償模式的建立與取消程序段隻能在G00或G01移動指令模式下才有效。

（2）G41／G42不帶參數，其補償號(代表所用刀具（jù）對應的刀尖半徑補償值)由（yóu）T指令指定。該刀尖圓弧半（bàn）徑（jìng）補償號與刀具偏置補償號對應。

（3）采用切線切入方（fāng）式或法線切入方式建立或取消刀補。對於不便於沿（yán）工件輪（lún）廓線方向切向或法向切（qiē）入切出時，可根據情況增加一個過渡（dù）圓弧的輔助程序段。

（4）為了防止在刀（dāo）具半徑補償建立與取消過程中刀具產生過切現（xiàn）象，在建立與（yǔ）取消補償時（shí），程序段的起始位置與（yǔ）終點位置最好（hǎo）與（yǔ）補償方向在同一側。

 （5）在刀具補償（cháng）模式下，一（yī）般不允許（xǔ）存在連續兩段以上的補償平麵內非移動指令，否（fǒu）則刀具也（yě）會出現過切等危險動作。補償平麵非移動指令通常指僅有G、M、S、F、T指令的程序段（如G90、M05）及程序暫停程（chéng）序（xù）段（G04 X10.0）。

 （6）在（zài）選擇刀尖圓弧偏置方向和刀沿位置時，要特別注意前置刀架和後置刀架的區別。