數控加（jiā）工中（zhōng）心是怎樣進行刀具補償的？

加工中心用來（lái）加工形狀複雜、工（gōng）序多、精度要求較高的零件，因而加工一個零件需用幾把（bǎ）或十幾把刀具甚至更多。由於每把刀具的直徑大小（xiǎo）和長（zhǎng）度都是（shì）不同的，在對被加工零件確（què）定工件坐標係零點後，有必要引入刀具補償功能，以保（bǎo）證在加工過程中（zhōng）各把刀下降到正確的高度和以正確（què）的刀（dāo）具路徑（jìng）進行切削加工。

刀（dāo）具補償可分為刀具長度補償和刀具半徑補償。長度補償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（bǔ）償,也就是每把銑（xǐ）刀直徑大小不一樣,在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

數控加工中心在程序運行時將刀具當做（zuò）一個點做軌跡運動。比如用刀具R3銑邊長100的正方（fāng）形凸台時，程序（xù）按邊長100的正方形尺寸輸入，而刀具軸心的軌（guǐ）跡是邊長106的正方形，則工件（jiàn）上銑削的是符合圖紙尺寸的100的正方形。假（jiǎ）如不用刀具半徑補償功能，則（zé）加工時刀具軸心的軌跡是邊長100的正方形，則工件上銑削出的是邊長為94的正方形凸台，不符合圖紙（zhǐ）尺寸（cùn）的要求。

2. 指令（lìng）格式

G17/G18/G19  G00/G01  G41/G42  IP_D_

G41：刀（dāo）具半徑左補償（cháng）

G42：刀（dāo）具半徑右補償

半徑補償僅（jǐn）能在規定的坐標平麵內進行，使用平麵選擇指（zhǐ）令G17、G18或G19可（kě）分別選擇XY、ZX或YZ平麵為補償平（píng）麵。半徑補償必須規定補償號，由補償號D存入刀具半徑（jìng）值，則在執行上述指令時，刀具可（kě）自動左偏(G41)或右偏（piān）(G42)一個刀具半徑補償值。由於刀補的建立必須在包含（hán）運動的程序段中完成，因此以上格式中，也寫（xiě）入了G00(或G01)。在程（chéng）序結束前應取消補償。

3. 刀具（jù）半徑補償（cháng）的應用

刀具半徑補償有B功能和C功能兩種補償形式。由於B功（gōng）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（wèn）題，要求將工件輪廓處（chù）理成圓（yuán）角過渡，因此工件尖角處（chù）工（gōng）藝性不好；C功能（néng）刀具半徑補償能自動處理（lǐ）兩程序段刀具中心（xīn）軌跡的（de）轉接，可完全（quán）按照工件輪（lún）廓來（lái）編程（chéng），因此現代CNC數控機（jī）床幾乎都采用C功能刀具半徑補償。

刀（dāo）具半徑補償的方向怎（zěn）麽樣判斷呢？判斷（duàn）的方法：“順著刀（dāo）具運行的方向”上看去刀具在工件的左麵為（wéi）左補償，刀（dāo）具在工（gōng）件（jiàn）的右麵（miàn）為右補償。補償可以為“負”，當刀具半（bàn）徑補償取負值時，G41和G42的功能互換。

刀具的半徑值預（yù）先存入存儲（chǔ）器Dxx中，xx為存儲器號，當一個程（chéng）序需用到幾把刀時，建議刀具號Txx和存（cún）儲器Dxx相對應，即T1號刀具半徑補（bǔ）償值相應地使用D01號存儲器，這樣加工時不容易（yì）搞錯。執行刀具半徑（jìng）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（cháng）。在加工的過程中，如果零件（jiàn）輪廓尺寸與圖紙尺寸有差別，就可以通過修正存儲器Dxx中的半徑（jìng）補償值，再重新運行（háng）程序以達到（dào）要求。取消刀具半徑補償用（yòng）G40，也可用D00取消刀具半（bàn）徑補償。

使用中需注（zhù）意：建立、取消（xiāo）刀補時，G41、G42、G40指令必須（xū）與（yǔ）G00或G01指令共段，即使用G41、G42、G40指令的程序段中必須同時（shí）使用G00或G01指令（lìng），而（ér）不得同時使用G02或G03，並且建立（lì）、取消刀補時所運行的直線段的長度要（yào）大於所要補償的（de）刀具半徑值，否則補償功能不（bú）起作用；而在補償方式中，寫入（rù）2個或（huò）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（xuē）。

二、刀具長度（dù）補償

1. 刀具長度補（bǔ）償（cháng）的意義

例如，要鏜一個φ40mm的孔，確定要用到兩把刀（dāo）,先用鑽頭鑽到φ38，再用鏜刀鏜到φ50mm，此時機（jī）床已經設定（dìng）工（gōng）件零點，而編程時一般都是讓刀具快（kuài）速下降到Z3.的高度開（kāi）始切削,若是以鑽頭對刀確定工件座標係的Z原（yuán）點，則鑽頭鑽削（xuē）時不會撞刀。當換上鏜刀時，如果沒（méi）有設定刀具長度補償而程序中同樣設定快速下降到Z3.這時當鏜刀比鑽頭短時，就會（huì）出現鏜孔鏜不（bú）通的現象，而當鏜刀比鑽頭長時就會出（chū）現撞刀。

不設定刀具長度補（bǔ）償而在程序中通（tōng）過修改Z地址值來保證加工（gōng）零點的正確將會（huì）很容易出錯，因為程序長了各段地址（zhǐ）代（dài）碼值不統一是很難檢查出錯誤的（de），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（zhōng）同一把刀要（yào）加工幾個不同的麵（miàn），那當這把刀磨損（sǔn）之後則要修改所有與這把刀相關的（de）程序。而在編製程序中用上了（le）刀具長度（dù）補償指令之後，當刀具磨損後，隻需在相應的刀具長（zhǎng）度補償號中修改長度補償（cháng）值就可以（yǐ）了，不需要再修改程序，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（xì）統規定除Z軸之外，其他軸（zhóu）也可以使用刀具長度補償（cháng），但同時規（guī）定長度補償隻能同時加在一個軸上，要對補償軸進行切換，必須先取消（xiāo）對前麵軸的補償。

（1）指令格式：

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

G44α___H___；刀具長（zhǎng）度補償“－”。

G49或H00：取消刀具長度（dù）補償。

指令中用G43、G44指令偏（piān）移的方向，用H指令偏置量存儲器的偏置號；G43指（zhǐ）令叫（jiào）正（zhèng）向補償，即當用G43對刀具長度補償值指定一（yī）個正值時，刀具（jù）按照正向移動。G44指令叫負向補（bǔ）償（cháng），即當用G44對刀具長度補償值指定一個正值時，刀（dāo）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（dìng）同組的（de）G代碼為止。執行程（chéng）序前，需在與地址H所對應的偏置量存（cún）儲器中，存入相應的偏置值。以z軸補償（cháng）為例，若指令 GOO G43 Z100.0  H01；並於H01中存（cún）入“-200.0”，則執行該指令時，將用Z坐標值100.與（yǔ）H01中所存“-200.”進行“+”運算，即100.0+(-200.0)=-100，並將所求結（jié）果作為Z軸移動值。加工程序每調用不同的刀具的時候，都要（yào）先取消掉原先的刀具補（bǔ）償，再把（bǎ）新調用的刀具長度（dù）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係統中刀具長度補償功能與其他指令的關係

（1）刀具長度（dù）補償與半徑補償功能的關係

如果在零件的數控加工程序中，既（jì）有刀具長度補償又有刀具半徑（jìng）補償(在控製器中（zhōng）補償)指令時，必須把含有（yǒu）長度補償的程序段寫在含有半（bàn）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（kòng）係統不（bú）執行刀具半徑補償若改為（wéi）：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則數控係統既（jì）執行刀具半徑係統又執行刀具長度補償指（zhǐ）令。

（2）刀具長度補（bǔ）償與其它指令的關（guān）係

a.G43,G44指令隻能用於（yú）直線運動之（zhī）中，在非直線運動語句中（zhōng）使用時會產生報警；

b.G43,G44為同組模態指令，它們會自（zì）動取（qǔ）消上次刀（dāo）具（jù）長度補償而不（bú）需（xū）要用專門的G49指令，為了安全起見，在一把刀加工（gōng）結束或程序段結束時，都應（yīng）取消刀具長度補償（cháng）；

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（yǒu）效。

4. 刀具長度補償值的確定

不同的設備係統（tǒng），有不同的對刀方式，而不同的對刀方式，刀具（jù）長度補償的含意（yì）是不一樣（yàng）的。如某加工中心係統，配上自動測量儀，它的長度補償是補償刀具的真正長度（dù），即主軸錐孔端麵中心至刀具刃口最底端的長度；而某（mǒu）係統中機上手（shǒu）動對刀時長度補償是指補償刀具從某（mǒu）一Z軸向基準（zhǔn）高度下降到工件座（zuò）標原點的（de）距離（lí），它補償的不是刀具的真正長（zhǎng）度，而是刀具下（xià）降的距（jù）離（lí）。不同的刀（dāo）具有不同（tóng）的長度補償值；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（shí）也有不同的長度補償值，這些不同的補償值可以分別寄（jì）存（cún）在不（bú）同的長度補償號H裏麵, 以備機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，這時機床座標係中X，Y，Z軸數值都為零，選擇一個工（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（jù）與工件（jiàn）在機床坐標係中的Zo平麵相接觸，即利（lì）用刀尖(或刀具前端)在Z方向上與工件坐標係原（yuán）點的距離值作為長度補償值，即主軸下降後此時機（jī）床坐標係的Z坐標值（zhí）直（zhí）接作為每把刀的刀具長度補償值，注意數值（zhí）的正負（fù）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（rù）CNC的刀具長度偏置寄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，是正值（zhí）。

（3） 自動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的各刀具長度與（yǔ）標準刀具的（de）長度之差分別作為（wéi）每把刀的刀具長度補（bǔ）償（cháng）值.其中，比標準刀具長的記為正值，比標準（zhǔn）刀具短的補償值記為負值。

先通過機內對（duì）刀法測量出基（jī）準（zhǔn）刀在返回機床參考點時刀位點（diǎn）在Z軸方（fāng）向與工件坐標係原點的距離（lí），並輸入工件編（biān）程座標係中。

5. 刀具長（zhǎng）度補（bǔ）償值測量（liàng）方式的比較

用機上手動測量方法測（cè）量刀具長度補償值麻煩且需要（yào）很多占機（jī）調試時間，因此效率（lǜ）低（dī），但投資少. 當用同一把刀加工其它的工件時就（jiù）要（yào）重新設置刀具長度補償值。

用機外刀具預調儀或自動測長裝置測量不占用有效（xiào）機時，把刀具調整工作事先在刀具預調儀上完成，而且機床在加工（gōng）運行時，還可在對刀儀上測量其它刀具的長（zhǎng）度，不（bú）必因為在機床上對刀而占用（yòng）機床運行時（shí）間，提高效率，充分發揮加工中心的作用（yòng），但是需添置（zhì）刀具預調儀（yí）設備，成本較高。使用刀具長度作（zuò）為刀長補償，可以同一把刀具加（jiā）工不同（tóng）工件而不（bú）需修改刀具長度補償值（zhí）。