​數控加工中心是怎樣進行刀具補償的？

加工中心用來加工形狀複雜、工序多、精度要求較高的零件，因而加工一個（gè）零件需用幾把或十幾把刀具甚至（zhì）更多。由於每把刀具的直徑大小和（hé）長度都是不同的，在對被加工（gōng）零件（jiàn）確定工（gōng）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各把刀下降到正確的高度和（hé）以正確（què）的刀具路徑進行切削（xuē）加工。

刀具補償可分為刀（dāo）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（shì）銑刀軸向的（de）補償，而對於銑刀徑向的補償,也就是每把銑刀（dāo）直徑大小（xiǎo）不一樣（yàng）,在直徑方向的補（bǔ）償叫半徑補償（cháng）。

一、刀具半徑補償

1. 刀具半徑補償意義（yì）

數控加工中心在程序（xù）運行時將刀具當做一（yī）個點做軌跡運動（dòng）。比如用（yòng）刀具R3銑邊長（zhǎng）100的正方形凸台時，程序按邊長100的（de）正方（fāng）形尺寸輸入（rù），而刀具軸心的（de）軌跡是邊長106的正方（fāng）形，則工件上銑削的是符合圖（tú）紙尺寸的100的正方形。假如不用刀具半徑補（bǔ）償功能，則加工時（shí）刀具軸心的軌跡是邊長100的正方形，則工件上銑削出的（de）是邊長為94的正方形凸（tū）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（biāo）平麵內進行，使（shǐ）用平（píng）麵選擇（zé）指令（lìng）G17、G18或G19可分別選擇XY、ZX或YZ平麵為補（bǔ）償平（píng）麵。半徑（jìng）補償必須（xū）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（jù）可自動左偏（piān）(G41)或右偏(G42)一個刀具半徑補償值。由於刀補的（de）建立必須在包含運動的程序段中完成，因此以上格（gé）式中，也寫入了G00(或G01)。在程序結束前應取消補償。

3. 刀具（jù）半徑補償的應用

刀具半徑補償有B功能和C功（gōng）能兩種補償形式。由於B功能刀具半徑補（bǔ）償隻根據本段程序進行刀補計算，不（bú）能解（jiě）決程序段之間的過渡問題，要求將工件（jiàn）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（dāo）具半徑補償能自動處理兩（liǎng）程（chéng）序段刀具（jù）中心軌跡的（de）轉接，可完全按照工件輪廓來編程，因此現代CNC數（shù）控機床幾乎都采用（yòng）C功能刀具半徑補償。

刀具（jù）半徑補償的方向怎麽（me）樣判斷呢？判斷的方法：“順著刀（dāo）具運行的方向”上看去刀（dāo）具在工件的左麵為左補償，刀具在（zài）工（gōng）件的右麵為右補償。補償可以為“負”，當刀具半徑補償（cháng）取負值時，G41和G42的（de）功能互換。

刀（dāo）具的半徑值預先存（cún）入存儲器Dxx中，xx為存儲器號，當一個程序需用到（dào）幾把刀時，建議刀具號（hào）Txx和存儲器Dxx相對應，即T1號刀具半徑補償值相應地使（shǐ）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（shù）控係統自動計算，並使刀具按（àn）照計算結果自（zì）動補償。在加工的過程中，如果零件（jiàn）輪廓（kuò）尺寸與圖紙尺（chǐ）寸有差（chà）別，就可以通過修正存儲器Dxx中的半徑補償值，再重新運行（háng）程序以（yǐ）達到要求。取消刀具半徑補償用G40，也可用D00取消（xiāo）刀具半徑補償（cháng）。

使用中需注意：建立、取消刀補時，G41、G42、G40指令必須與（yǔ）G00或G01指令共段，即使用G41、G42、G40指令的程序（xù）段中必須同時使用G00或G01指令（lìng），而（ér）不得同時使用G02或G03，並且建立、取消刀補時所運行的直線段的長度要大於所要補償的刀具半（bàn）徑值，否則補償（cháng）功能不起作用；而在補償方式中，寫入2個或更多刀具不移動（dòng）的程（chéng）序段（輔助功能，暫停等等），刀具將產生過切或欠削。

二、刀具長度補償

1. 刀具長度補償的意義

例（lì）如，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（jīng）設定工件零點，而編程時一般都是讓（ràng）刀具快速下降到Z3.的（de）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（dāo）。當換上鏜刀時，如果（guǒ）沒有設定刀具（jù）長度補償而程序中同樣設定快速（sù）下降到Z3.這時當鏜刀比鑽頭短時，就會出（chū）現鏜孔鏜不通（tōng）的現象，而當鏜刀比鑽頭長（zhǎng）時就會（huì）出現撞刀。

不設（shè）定刀具長度補償而在程序中通過修改Z地（dì）址值來保證加工零點（diǎn）的正確將會很容易出錯，因為程序長（zhǎng）了各段地址代碼值不統一是很難檢查出（chū）錯誤的，而（ér）且（qiě）在加工的（de）過程中若刀具磨損了需要修改程序，若（ruò）一個零件加（jiā）工過程中同一把刀要加工幾個不同的麵，那當這把刀磨損之後則（zé）要修改所有（yǒu）與這把刀相關的程序。而在（zài）編製程（chéng）序中用上了刀（dāo）具（jù）長度補償指令之後，當刀具磨損後，隻（zhī）需在相應的刀具長度（dù）補償號中修改長度補償值就（jiù）可以了（le），不需要再（zài）修改程序，提高了工作效率，也保證（zhèng）了程序的安（ān）全運行。

2. 刀具長度補償G43、G44、G49

係統規定除Z軸之外，其他軸也可以（yǐ）使用刀具長度補償，但同時規（guī）定長度補償隻能同時加在一個（gè）軸上，要對補償軸進行切換，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（zhǎng）度補償（cháng）“＋”。

G44α___H___；刀具長度補償“－”。

G49或H00：取消刀具長度補償。

指令中（zhōng）用G43、G44指令（lìng）偏移的方向，用H指令偏置量存儲（chǔ）器的偏置（zhì）號；G43指（zhǐ）令叫正向補償，即當用G43對（duì）刀具長度補償值（zhí）指定一個正值時，刀具按照正向移動。G44指（zhǐ）令叫（jiào）負（fù）向補（bǔ）償，即當用G44對刀具長（zhǎng）度補償值指定一個正（zhèng）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（xiào），直到指定（dìng）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，存入相應的偏置值（zhí）。以（yǐ）z軸補償為例，若指令 GOO G43 Z100.0  H01；並於H01中存入（rù）“-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，並將所求結果作（zuò）為Z軸移動（dòng）值。加工程序（xù）每調用不同（tóng）的刀具的時候，都要先（xiān）取消掉原先的刀具補償，再把新調用的刀具（jù）長度補償進去；而在程序結束（shù）前也要記得插入取消指令Ｇ49或H0.

3. CNC係統中（zhōng）刀具長度補償功能與其他指令的關係

（1）刀具長度補償與半（bàn）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（yòu）有刀具半徑補償(在（zài）控製器中補償)指令時，必須（xū）把含有長度補償的程序段寫在含有半徑補（bǔ）償的程序段前麵，否則半徑（jìng）補償無效

例如:在下麵的程（chéng）序（xù）段中：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控係統不執（zhí）行刀具半徑補償若改為：

N50  GOOG43Z10

N60  GOOG41X20Y20D02

則數控係統既執行刀具（jù）半徑係統又（yòu）執行刀具長度（dù）補償指令。

（2）刀具長度補償與（yǔ）其（qí）它指（zhǐ）令的關係

a.G43,G44指令隻能用（yòng）於（yú）直線運動之中，在非直線（xiàn）運動語句中使用時會產生報警；

b.G43,G44為（wéi）同組模態指令，它們會自動取消上次刀具（jù）長度補償而不需要用（yòng）專門的G49指令，為了（le）安全起見，在一把刀加工結束或程序段結束時（shí），都應（yīng）取（qǔ）消刀具長度補償（cháng）；

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

4. 刀（dāo）具長度補償（cháng）值的確定

不同的設（shè）備係統，有不同的對刀（dāo）方式，而不同（tóng）的對刀方式，刀具長度補償的含意是不一樣的。如某加工中心係統，配上自動測量儀，它的（de）長度補償是（shì）補償刀具的真正長（zhǎng）度，即主軸錐孔端麵中心至刀具刃（rèn）口最底端的長度（dù）；而某係統中機（jī）上（shàng）手動對刀時長度補償是（shì）指補（bǔ）償刀（dāo）具從某一Z軸向基（jī）準高度下降到工件座標原點的距離，它補償的不是（shì）刀具的真（zhēn）正長度，而是刀具（jù）下降的距離。不同的刀具有不同的長度補償值；而機內手動對（duì）刀（dāo）時同一把刀加（jiā）工不同工件編程原（yuán）點的零件（jiàn）時也有不同的長度補償值，這些不同的補償值可以分別寄存在不同的長（zhǎng）度補償號H裏麵, 以備機床運行（háng）時程序隨時調用。

（1）機內手動對刀測量方式（shì）

讓（ràng）Z軸（zhóu）回到機床參考點，這時機床座標係中X，Y，Z軸（zhóu）數值（zhí）都為零，選擇一個工件座（zuò）標係（G54～G59任選（xuǎn）一個都可（kě）），這時把Z值輸為零，再把刀具裝入主軸依（yī）次確定每把刀具與工（gōng）件在機（jī）床坐標係中的（de）Zo平麵相接觸，即利用刀尖(或刀具前端)在Z方向上與工（gōng）件坐標係原點的距離值作為長度補償（cháng）值，即主軸下降（jiàng）後此時機床坐標係的Z坐標值直接作為每把刀的刀具長度補償值（zhí），注（zhù）意數值的正負號（hào）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（de）距離，輸（shū）入CNC的刀（dāo）具長度偏置寄存器中（zhōng）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。

（3） 自（zì）動測長裝（zhuāng）置十（shí）機內對（duì）刀方式

設標準刀具的長度補償值為零（líng），把在刀具預調儀上測出（chū）的各刀具長度與標準刀（dāo）具的長度之差分別作為每把刀的刀具長度補償值.其中，比標準（zhǔn）刀具長的（de）記為正值，比標準刀具（jù）短的（de）補償值記為（wéi）負（fù）值。

先（xiān）通過機內對（duì）刀法測量出基準（zhǔn）刀在返回機床參（cān）考點時刀位點在Z軸方向與工件坐標係原點（diǎn）的距離，並輸入工件編（biān）程座標係中。

5. 刀具長度補償值測量方式的比較

用機上（shàng）手動測量方法測（cè）量刀具長度補償值麻煩且需要很多占機調試時間（jiān），因此效率低，但投資少. 當用同一把（bǎ）刀（dāo）加工其它的工件（jiàn）時就要重（chóng）新設置刀具長度補償值（zhí）。

用（yòng）機外刀具預（yù）調儀或自動測長裝置測量不占（zhàn）用有（yǒu）效機時，把刀具調整工作事（shì）先在刀（dāo）具預調儀上完成，而且機床在加工運（yùn）行時，還可在對（duì）刀儀上測量其它刀具的長度（dù），不必因為在機床上對刀而占用機床運行時間，提高效（xiào）率，充分發揮加工中心的作用，但是需添置刀具預調儀設備，成本較高。使用刀（dāo）具長度作（zuò）為刀長補償，可以（yǐ）同一把刀具加工不同工件而不（bú）需修改刀具（jù）長度補償值。