數控（kòng）加工中心是怎樣進行刀具補（bǔ）償的？

加工中心（xīn）用來加工形狀複雜、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十幾把刀具甚至更（gèng）多。由於每把刀（dāo）具的直徑大（dà）小和長度都是不同（tóng）的，在對被加工零件確定工件坐標係零點後，有必要引（yǐn）入刀具補償功能，以保證在加工過（guò）程中各把刀下降（jiàng）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度補（bǔ）償和刀具半徑補償。長（zhǎng）度補償（cháng）是指主軸軸向的補償,也就是銑刀軸向的補償，而對於銑刀徑向的補償,也就是每把（bǎ）銑刀直徑大小不一樣,在直徑方向的補償叫半徑補償（cháng）。

一（yī）、刀具半徑補償

1. 刀具半（bàn）徑補（bǔ）償意義

數控加工中心在程序運行時（shí）將刀（dāo）具當做一個點做軌跡運動。比如用刀具R3銑邊長100的正方形凸台時，程序按邊長100的正方形尺寸輸入，而刀具軸心的軌跡是邊（biān）長106的正方形，則工件上銑削的是符合（hé）圖紙尺寸的100的正方（fāng）形。假如不用刀具半徑補償功能（néng），則加工時刀（dāo）具軸心的軌（guǐ）跡是邊長100的正方形，則工件上銑削（xuē）出（chū）的是邊（biān）長為94的正方形凸台，不符合圖紙（zhǐ）尺寸（cùn）的要求。

2. 指令格式

G17/G18/G19  G00/G01  G41/G42  IP_D_

G41：刀具半徑左補償

G42：刀具半徑右補償

半徑補償僅能在規定的坐（zuò）標平麵內進行，使用平麵選擇指（zhǐ）令（lìng）G17、G18或G19可分別選擇XY、ZX或（huò）YZ平麵（miàn）為補償平（píng）麵。半徑補償必須規定（dìng）補償號，由補償號D存入刀具半徑值，則在執行上述（shù）指令時，刀具可自（zì）動（dòng）左偏(G41)或（huò）右偏(G42)一個（gè）刀具半徑補償值。由於刀補的建立必須（xū）在包含運動的程序（xù）段中完成，因此以上格式中，也寫入了G00(或G01)。在程序結束前應（yīng）取消補償。

3. 刀具半徑補償（cháng）的應用

刀具半徑補償有B功能（néng）和C功能（néng）兩（liǎng）種補償形式。由（yóu）於B功能刀具半徑補償隻根（gēn）據本段（duàn）程序進行刀補計算，不能解決程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好；C功能刀具半（bàn）徑補償能自（zì）動處理兩程序段刀具中心軌跡的轉接，可（kě）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。

刀具（jù）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（dāo）具在工件的右麵為（wéi）右補償。補償（cháng）可以為“負”，當刀具半徑補償（cháng）取負值時，G41和G42的功能（néng）互換。

刀（dāo）具的半徑值預先存入存儲器Dxx中（zhōng），xx為存（cún）儲器（qì）號，當一個程序需用到幾把（bǎ）刀（dāo）時，建議（yì）刀具（jù）號（hào）Txx和存（cún）儲器Dxx相對應，即T1號刀具（jù）半徑補償值相應地使用（yòng）D01號存儲器，這樣加工時不容易搞錯。執行刀具半（bàn）徑補償後，數控係統自（zì）動計算，並使刀具按照計算結（jié）果自動（dòng）補償（cháng）。在加工的過程中，如果零件輪廓尺寸與圖紙尺寸有差別，就（jiù）可以通過修正存儲器Dxx中的半徑補償值（zhí），再重新運行程序以達到要求。取消刀（dāo）具（jù）半徑補償用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指令共段，即使用G41、G42、G40指令的程序段中必須同時使用G00或G01指（zhǐ）令，而不得同時使用G02或G03，並（bìng）且建立、取消刀補時所運行（háng）的直線段（duàn）的長度要大於所要補償的刀具半徑值，否則補償功能不起作用（yòng）；而（ér）在補（bǔ）償方（fāng）式中，寫入2個或更多刀具不移動的程序段（輔助功能，暫停（tíng）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（yào）鏜一個φ40mm的孔（kǒng），確定（dìng）要用到兩把刀,先用鑽頭（tóu）鑽到φ38，再用鏜刀鏜（táng）到φ50mm，此時機床已經設（shè）定工件（jiàn）零點，而編程時一般都是讓刀具快速下降到Z3.的高度開始切削,若（ruò）是以鑽（zuàn）頭對刀確定工件座（zuò）標係的Z原點，則鑽頭鑽削時不會撞刀。當（dāng）換上鏜刀時（shí），如果沒有設定刀具（jù）長度（dù）補償而程序（xù）中同樣設定（dìng）快速下（xià）降到Z3.這時當鏜刀比鑽頭短時，就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（bú）設定刀具長度補償而（ér）在程序中通過修改Z地址值來保證（zhèng）加（jiā）工零點的正確將會很容易出錯（cuò），因（yīn）為程序（xù）長了各段地（dì）址代碼值不統一是很難檢查（chá）出錯誤（wù）的（de），而且在加工的過程中（zhōng）若（ruò）刀具磨（mó）損了需要（yào）修改程序，若一個零件加工（gōng）過程中同一把刀要加（jiā）工幾個不同的麵，那當這把刀磨損之後則要修改所有與這把刀相關的程（chéng）序。而在（zài）編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（dāo）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，提高了工（gōng）作效率（lǜ），也保證了程序的安（ān）全運行（háng）。

2. 刀具長度補（bǔ）償G43、G44、G49

係統規定除Z軸之外，其他軸也可以使用刀具長度補（bǔ）償，但同時規定長度補償（cháng）隻能同時加（jiā）在（zài）一個軸上，要對補（bǔ）償軸進（jìn）行切換（huàn），必須先取消對前麵（miàn）軸的補（bǔ）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（jù）長度補償（cháng）“－”。

G49或（huò）H00：取消刀具長度補償。

指令中用G43、G44指令偏移的方向（xiàng），用H指令偏置量（liàng）存（cún）儲（chǔ）器的偏（piān）置號；G43指令叫正向補償，即當用（yòng）G43對刀具（jù）長度（dù）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。它們一直有效，直到指定同組的（de）G代碼（mǎ）為止（zhǐ）。執行程序前，需在與（yǔ）地（dì）址H所對（duì）應的偏置量存儲器中，存入相應的（de）偏置值（zhí）。以z軸補償為例，若指令 GOO G43 Z100.0  H01；並於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“+”運算，即100.0+(-200.0)=-100，並將所求結果（guǒ）作（zuò）為Z軸（zhóu）移動值。加工程序每調用不同的刀具的時候，都要先取消掉原先的刀具補償，再把（bǎ）新（xīn）調（diào）用的刀具長度補償進去；而（ér）在程序結束（shù）前也要記得插入取消指令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）刀具長度補償與（yǔ）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（qì）中補（bǔ）償)指令時，必須把（bǎ）含有長度補償的程序段寫在含（hán）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

數控係統不執行（háng）刀具（jù）半徑補償若改為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則數控係統既執行（háng）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（zhǐ）令隻能用於直線運動之（zhī）中，在非直線（xiàn）運動語句中使用（yòng）時會產生報警；

b.G43,G44為同組模態指令，它們會自動取消上次刀具長度（dù）補償而不需要用專門的G49指令（lìng），為了安全起見，在一（yī）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隨獨立的插補運（yùn）動(GOO,GO1,G81,G83等)才能有效（xiào）。

4. 刀具長度補償值的確定

不同的設備係統，有不同的對刀方式，而不同的對刀方式，刀具長度補償的含意（yì）是不一樣的。如（rú）某加工中（zhōng）心係統，配上自動測量儀，它的（de）長度補（bǔ）償是補償刀具的真正長度，即主軸錐孔端麵中心至刀具刃口最底端的長度；而某係統中機上手動對刀時長度（dù）補償是指補償刀具從某（mǒu）一Z軸向基準高度下降到工件座標原點的距離，它（tā）補償的不是刀具的真正長度，而是刀具（jù）下降的距離。不同的刀具有不同（tóng）的長度補償值；而機內手動對刀時同一把（bǎ）刀加工不同工件編程原點的零（líng）件時也有不同的長度補償值，這些不（bú）同的（de）補償值可以（yǐ）分別寄存在不同的（de）長度補（bǔ）償號H裏麵, 以備機（jī）床運行時程序隨時調用。

（1）機內手動對刀測量方式

讓Z軸回到機床參考點，這時（shí）機床座標係中X，Y，Z軸數值都（dōu）為零，選擇一個工件座標係（G54～G59任選一個都可），這時把（bǎ）Z值輸為零，再（zài）把刀具裝入主軸依次確定每把（bǎ）刀具與工（gōng）件在機床坐標係中的Zo平麵相（xiàng）接觸，即利（lì）用刀尖(或刀具前端)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（hòu）此時（shí）機床（chuáng）坐標係的（de）Z坐標值直接作為（wéi）每把刀（dāo）的刀具長度補償值，注意數值的正負號不（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（chū）的主軸端麵（miàn）至刀尖的距離（lí），輸入CNC的刀具長度偏置寄（jì）存器（qì）中作為刀長補償（cháng）值，此時的刀長補償值是刀具的真正長度，是正值。

（3） 自動測長裝置十機內對刀方式

設標準刀具的長度補償值為零，把在刀具預調儀上測出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（bǐ）標（biāo）準刀具長（zhǎng）的記為正值，比標（biāo）準刀具短的補償值記為負值。

先（xiān）通過機內對刀法測量出（chū）基準刀在返回機床參考點時刀（dāo）位點（diǎn）在（zài）Z軸方向與工（gōng）件坐標係（xì）原（yuán）點的距（jù）離，並輸（shū）入（rù）工件編程（chéng）座標係中。

5. 刀具長度補償值測量方式的比較

用機上手動測量方法測量刀具長度補償值麻煩且（qiě）需要很多占機（jī）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時就要重新設置刀具長度補（bǔ）償值。

用機外刀（dāo）具預調（diào）儀（yí）或自動測長裝置測量不占用（yòng）有效機時，把（bǎ）刀具調整工作事先在刀具預調儀上完成，而且機床（chuáng）在加（jiā）工運行時，還可在（zài）對刀（dāo）儀上測量其它刀具的長度，不必因為在機床上對刀而占用（yòng）機床（chuáng）運行時間，提高效率（lǜ），充分發揮加工中心的作（zuò）用（yòng），但（dàn）是需添置刀具預調儀設備，成（chéng）本（běn）較高。使用刀具長度作為刀長補（bǔ）償（cháng），可以同一把刀（dāo）具加工不同工（gōng）件而不需修（xiū）改刀具長度補償值。