數控加工（gōng）中心是怎樣進行刀具（jù）補償的？

加工中心用來加工形（xíng）狀複雜、工序多、精度要求較高的零件，因而加（jiā）工一個零件需用幾把或十幾把刀具甚至更多。由於每把刀具的直徑大小和長度都是（shì）不同的，在（zài）對被加工零件確定工件坐標係零點後，有必要引入刀具補償功能，以保證在加工過程中（zhōng）各把刀下降到正確（què）的高度和以正（zhèng）確的刀具路徑進行切削（xuē）加工。

刀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（zhóu）軸向的補償,也就是銑（xǐ）刀軸（zhóu）向的補償（cháng），而對於銑刀徑向的補償,也就是每把銑刀直徑大（dà）小不（bú）一樣（yàng）,在（zài）直徑方（fāng）向的補償叫半（bàn）徑補償。

一、刀具半徑（jìng）補償

1. 刀具半徑補償（cháng）意義

數控加工中心在程序運行時將刀具當（dāng）做一個點做軌跡運動。比如用刀具R3銑邊長100的正方形凸（tū）台時，程序按邊（biān）長100的正方形尺（chǐ）寸輸入，而刀具軸心的軌跡是（shì）邊長106的正方形，則工件上銑（xǐ）削的是符合圖紙尺寸的100的正方形。假如不用刀具半徑補償功能，則加工時（shí）刀具軸心的軌跡（jì）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（xíng）凸台，不符合圖紙尺寸的要求。

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標平麵內進（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（wéi）補償平麵。半（bàn）徑補償必須規定補償號，由補償號D存入刀具半徑值，則（zé）在（zài）執行上述指令時，刀具可自動左偏(G41)或（huò）右偏(G42)一個刀具半徑補償值。由於刀補的建立必須在（zài）包（bāo）含（hán）運動的程序段中完（wán）成，因此以上格式中，也（yě）寫入了G00(或G01)。在程序結束前應取（qǔ）消補償。

3. 刀具半徑補償的應用

刀具（jù）半（bàn）徑補償有B功能和C功能兩種補償形式。由於B功能刀具半徑補償隻（zhī）根（gēn）據本段程序進行刀補計算，不能解決程序段之（zhī）間的過（guò）渡問題，要求將工件輪廓處理（lǐ）成圓角過（guò）渡，因此工件尖角處工藝性不好；C功能刀具半徑補（bǔ）償能自動處理兩程序段刀具中心軌跡的轉接，可完全按照（zhào）工件輪廓來編程，因（yīn）此現代CNC數控機床幾乎都采用C功能刀具半徑補償。

刀具半徑補償的方向（xiàng）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，刀具在工件的右麵為右補（bǔ）償。補償可以為“負”，當（dāng）刀具（jù）半徑補償取負值時，G41和G42的（de）功（gōng）能互換。

刀具的半徑值預先存入（rù）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（xiàng）對（duì）應，即T1號刀（dāo）具半徑補償值相應地（dì）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（jì）算，並使刀具按照計（jì）算結（jié）果自動補償。在加工的過程中（zhōng），如果零（líng）件輪（lún）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（bàn）徑補償值，再（zài）重新運行程序以達到（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（huò）G01指（zhǐ）令共段（duàn），即（jí）使用G41、G42、G40指（zhǐ）令的程序段中必須同時使用G00或G01指令，而（ér）不得同時使用G02或G03，並且（qiě）建立、取消刀（dāo）補時所運行（háng）的直線段的長度要大於所要補償的刀具半徑值，否則補償功能不起（qǐ）作用；而在補（bǔ）償方式中，寫入2個或更多刀具不移動的程（chéng）序段（輔助（zhù）功能，暫停等等），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，要鏜一個φ40mm的孔，確定要用到兩把刀,先用鑽頭（tóu）鑽到φ38，再用鏜刀鏜到φ50mm，此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到Z3.的高度開始切削,若是以鑽頭對刀確定工件座標係的Z原點，則鑽頭鑽削時不會撞刀。當換上鏜刀時（shí），如果沒有設定（dìng）刀具長度（dù）補（bǔ）償而程序中（zhōng）同樣（yàng）設定快速下（xià）降到Z3.這時當鏜刀比鑽頭短時，就會（huì）出現鏜孔鏜不通的現象，而當鏜（táng）刀比鑽頭長時就會出現撞刀。

不設定刀具長（zhǎng）度補（bǔ）償而在程序中通過修改Z地址值來保證（zhèng）加工零點的正確將會（huì）很（hěn）容易出（chū）錯，因為程序長了各段地址代碼值不統（tǒng）一是很難檢查出錯誤（wù）的，而且在加工的過程中若刀具磨損了需要修改程序，若一個零件加工過程中同一把刀要加工幾個不同的麵（miàn），那當這把刀磨損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刀具長度補償指令之後，當刀具磨損後，隻需（xū）在相應的刀具長度（dù）補償號中修（xiū）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（bǎo）證了程序的安全運行。

2. 刀具長度補償G43、G44、G49

係統規定除Z軸之外，其他（tā）軸也可以使（shǐ）用（yòng）刀具長度補償，但同時規定長（zhǎng）度補償（cháng）隻能同時加在一個軸上，要對補償（cháng）軸進行切換，必須先取消對前麵軸的補償。

（1）指令格式：

G43α___H___；(α指X、Y、Z任意一軸)，刀具長度補償“＋”。

G44α___H___；刀具長度補（bǔ）償“－”。

G49或H00：取（qǔ）消（xiāo）刀具（jù）長度補償。

指令中用G43、G44指令偏（piān）移的方（fāng）向，用H指令偏置量存儲器的偏置號（hào）；G43指令叫正向補償，即當用（yòng）G43對刀具長度補償值指定（dìng）一個（gè）正值時，刀具按照正向移動。G44指令叫（jiào）負向補償，即（jí）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（zǔ）的G代碼為止。執行程序前，需在與地址H所對應的偏置量存儲器中，存（cún）入相應的偏置值。以z軸補（bǔ）償為例（lì），若指令 GOO G43 Z100.0  H01；並（bìng）於H01中存入“-200.0”，則（zé）執行該（gāi）指令時，將用Z坐標值100.與H01中所存“-200.”進行（háng）“+”運算，即100.0+(-200.0)=-100，並將（jiāng）所求結果（guǒ）作為Z軸移動值。加工程序每調用不同的刀具的時候（hòu），都要先（xiān）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（jì）得插入取消指令Ｇ49或H0.

3. CNC係統中刀具長度補（bǔ）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（rú）果在（zài）零件（jiàn）的數控（kòng）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（zhōng）補償)指令時，必須把含有長度補償的程序段寫在含有半徑補償的程（chéng）序段（duàn）前麵，否則半徑補償無效

例如（rú）:在下（xià）麵（miàn）的程序段中（zhōng）：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控（kòng）係統不執行刀具半（bàn）徑補償若改為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則（zé）數控係統既執行（háng）刀具半徑係統又執行刀（dāo）具長度補償指令。

（2）刀具長度補償與其它指令的關（guān）係（xì）

a.G43,G44指令隻能用（yòng）於直線運動之中，在非直線運（yùn）動語句中使用時（shí）會產生報（bào）警；

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

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

4. 刀具長度補償值的確定

不同的設備（bèi）係統，有不同的對刀方式，而不同的對刀方式（shì），刀具長度補（bǔ）償的含意是不一樣的。如某（mǒu）加工中心係統，配上自動測量儀，它的（de）長度補償（cháng）是補償刀具的真正長度，即主軸（zhóu）錐孔端（duān）麵中心至刀具刃口最底端的長度（dù）；而某係統中機上手動（dòng）對刀時長度補償是指補償刀（dāo）具從（cóng）某一Z軸向基準（zhǔn）高度下降到工件座標原點的距（jù）離，它補償的不是刀具（jù）的（de）真（zhēn）正長度，而是刀具下降的（de）距離。不同的刀具有不同的長度補償值；而機內（nèi）手動對刀時同一把刀加工不（bú）同工件編（biān）程原點（diǎn）的零件時也有不同（tóng）的長度補償值，這些不同的補償值可以（yǐ）分別寄存在不同的長度補償號H裏麵, 以備機床運行時（shí）程序（xù）隨時調用（yòng）。

（1）機內手動對刀測量方式

讓Z軸回到機床（chuáng）參考點，這時機（jī）床座標（biāo）係中X，Y，Z軸數值都為零，選擇（zé）一個工件座（zuò）標係（G54～G59任選一個都可），這時把Z值輸為零，再把（bǎ）刀具裝入主軸依（yī）次確定每把刀具與（yǔ）工件在機（jī）床坐標係（xì）中的Zo平麵相接觸，即利用刀尖(或刀具前端)在Z方向上與工件坐標係原點（diǎn）的距離值作為長度補償值，即主軸下降後此時機（jī）床坐（zuò）標係的Z坐標值直（zhí）接作為每把刀的刀具長（zhǎng）度補償值，注意數值的正負號不能漏。

（2）機外刀具自動預調（diào）儀測量方式

是（shì）在刀具預調儀上測出的主軸端麵至刀尖的距離，輸入CNC的刀具長度（dù）偏置寄（jì）存器中作為刀長補償值，此時的刀長補償值（zhí）是刀具的真正長度（dù），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（jù）的長（zhǎng）度之差分別作為每把（bǎ）刀的刀（dāo）具長（zhǎng）度補（bǔ）償（cháng）值.其中，比標（biāo）準刀具長的記為正值，比標準刀具（jù）短的補償值記為負值。

先通過機內對刀法測量出（chū）基準刀在返回機床參考（kǎo）點時刀（dāo）位點在Z軸方向與工件坐標係原點的距離，並輸入工（gōng）件編程（chéng）座標係中（zhōng）。

5. 刀具長度補償值測量方式的比較（jiào）

用機上手動測量方法測量刀具長度補償值麻煩且需要很多占機（jī）調試（shì）時（shí）間，因此效率（lǜ）低，但投資少. 當用同（tóng）一把刀加工其它的工（gōng）件時（shí）就要重（chóng）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（bú）占用有效機時，把（bǎ）刀具調整（zhěng）工作事先在刀具（jù）預調儀上完成，而且機床在加工運行時，還可在對刀儀上測量其它刀具（jù）的長度，不必因為在機床（chuáng）上對刀而占用（yòng）機床運（yùn）行時間，提高效率，充分發揮加工中心的作用，但是需（xū）添置（zhì）刀具（jù）預調儀設備，成本較高。使用刀具（jù）長度作為刀長補償，可以同（tóng）一把刀具加工不同工件而（ér）不需修改刀具長度補（bǔ）償值。