​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（dù）要求較高的零件，因而加工一個零件需用幾（jǐ）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不（bú）同的，在對被加工零件（jiàn）確定（dìng）工件坐標（biāo）係零點後，有必要引入刀具補償功能，以保（bǎo）證在加工過程中各把刀下降（jiàng）到正確的高度和以正確的刀具路（lù）徑進行切削加工（gōng）。

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（shì）銑刀軸向的補（bǔ）償（cháng），而對於銑刀徑向的（de）補償,也就是每把銑刀直徑大小不一樣（yàng）,在（zài）直徑方向的補償叫（jiào）半徑（jìng）補償。

一、刀具半徑（jìng）補償

1. 刀具半徑補償意（yì）義

數控加工中心在程序運行時將刀具當做一（yī）個（gè）點做軌跡運動。比如用刀具（jù）R3銑（xǐ）邊長100的正方形凸台時，程序按邊（biān）長100的正方形尺寸輸（shū）入，而刀具軸心的軌跡是邊長（zhǎng）106的正方形，則工件（jiàn）上銑削的是符（fú）合圖紙尺（chǐ）寸的100的正方形。假（jiǎ）如不用刀具半徑補償功能（néng），則加工時刀（dāo）具軸心的軌跡是邊長100的正方形，則工件（jiàn）上銑削出的是邊（biān）長為94的正方形凸台，不符合圖紙（zhǐ）尺寸的要求。

2. 指（zhǐ）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行（háng），使用平麵選擇指令G17、G18或G19可分別選擇XY、ZX或YZ平麵為補（bǔ）償（cháng）平麵。半徑補償必須規（guī）定補償號，由補償號D存入刀具半徑值，則在執行上述指令（lìng）時，刀具可自動左偏(G41)或右偏(G42)一個刀具半徑補償值。由於刀補的建立（lì）必須在（zài）包含運（yùn）動（dòng）的（de）程序段（duàn）中完成，因此以上（shàng）格式中，也寫入了G00(或G01)。在程序結束前應取消補償（cháng）。

3. 刀具半徑補償的應用

刀具半徑補償有B功能和C功能兩（liǎng）種補償形式。由於B功能刀（dāo）具半徑補償隻（zhī）根據本段程序進行刀補計算，不能解（jiě）決程序（xù）段之間的過渡問題，要求（qiú）將工件輪廓處（chù）理成圓角過渡，因此（cǐ）工件（jiàn）尖角處工藝性不好；C功能刀具半（bàn）徑補（bǔ）償能自動處理兩程序段刀（dāo）具中心軌跡的轉（zhuǎn）接，可完全按照工件輪廓來編程，因此現代CNC數控機床幾乎都采用C功能刀具半徑（jìng）補（bǔ）償。

刀具（jù）半徑補償的方向怎麽樣判斷呢？判斷（duàn）的方法（fǎ）：“順著（zhe）刀具運（yùn）行的方向”上看去刀具在工件的左（zuǒ）麵為左補償，刀具在工件的右麵為右補償。補（bǔ）償可以（yǐ）為“負”，當刀具半徑補償取負值時，G41和G42的功能互換。

刀具的半徑值預先存入存儲器（qì）Dxx中，xx為存儲器號，當一個（gè）程（chéng）序需（xū）用到幾把刀（dāo）時，建議刀具號Txx和存儲器Dxx相對應，即T1號刀具半徑（jìng）補償值相（xiàng）應（yīng）地使用D01號存儲器（qì），這樣加工時不容易搞錯。執行刀具半徑補償後，數（shù）控（kòng）係統自動計（jì）算，並使（shǐ）刀具按照計算結果（guǒ）自動補償（cháng）。在加工的（de）過程中，如果零件輪廓尺寸與圖紙尺寸（cùn）有差別，就可以（yǐ）通過修正存儲器（qì）Dxx中的半徑補償值，再重新（xīn）運行程序以達到（dào）要求。取消刀具半徑補償用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G01指令共段，即使用G41、G42、G40指令的程序段中必須同時使（shǐ）用（yòng）G00或G01指令，而不得同（tóng）時（shí）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徑值，否則補償功能不起作用；而在補償方式中，寫入2個或更多刀具不移動的程（chéng）序段（輔助功能，暫停等等），刀具將（jiāng）產生過切或欠削。

二、刀具（jù）長度補償

1. 刀具長度補償的意義

例如（rú），要鏜一（yī）個φ40mm的孔，確定要用到兩把（bǎ）刀,先用鑽頭鑽（zuàn）到（dào）φ38，再用鏜刀鏜到φ50mm，此時機床已經設定工件零（líng）點，而編程時一（yī）般都是讓刀（dāo）具快速下降到Z3.的高度開始切削,若是以（yǐ）鑽頭對（duì）刀確定工件座標係的Z原點，則（zé）鑽（zuàn）頭鑽削時不會撞刀。當換上鏜刀時，如果沒有設定刀具長度補償而程序中同樣設定快速下降到（dào）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（dāng）鏜刀比鑽頭長時就會出現（xiàn）撞刀。

不設定刀具長度補償而在程序（xù）中（zhōng）通過修改Z地址值來保證加工零點的正確將會很容易出錯，因為程序（xù）長了各段地址代碼值不統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（le）需要修改程序，若一個零件加工過程中同一把（bǎ）刀要加工幾個不同的麵，那當這把刀磨損之後則（zé）要修改所有與這把刀相關的程序。而在編製程序中用（yòng）上了刀具（jù）長度補償指（zhǐ）令之後，當刀具磨損後，隻需在相應的刀具長度補償號中修（xiū）改長度補償值就可以了（le），不需要再修改（gǎi）程序，提（tí）高了工作效率，也保證了程序的（de）安全運行。

2. 刀具長度補償G43、G44、G49

係統規定除Z軸之（zhī）外，其他（tā）軸也可以使用刀具長度補償（cháng），但同時（shí）規定長度補償隻能同時加在一（yī）個軸上，要對補償（cháng）軸進行切換，必（bì）須先取消對前麵軸的補償。

（1）指（zhǐ）令（lìng）格式：

G43α___H___；(α指X、Y、Z任意一軸)，刀具長度補償“＋”。

G44α___H___；刀具長度補償（cháng）“－”。

G49或（huò）H00：取消刀具長度（dù）補償。

指（zhǐ）令中用G43、G44指令偏移的方向，用（yòng）H指令偏置量存儲器（qì）的（de）偏置號；G43指令叫正向補償，即當用G43對刀具長（zhǎng）度補償值指定一（yī）個正（zhèng）值時，刀具按照正向移動。G44指令（lìng）叫負向補償，即當用G44對刀具長度補償值指定一個正值時（shí），刀具按照（zhào）負向移動。G43和G44是模態G代碼。它們一直有效，直到指定同組的G代碼為止。執行程序前，需在與地（dì）址（zhǐ）H所對應的偏置量存（cún）儲器中，存入（rù）相應（yīng）的（de）偏置值。以z軸補償（cháng）為例，若指令 GOO G43 Z100.0  H01；並於H01中存入“-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，並將所求結果作為Z軸移動值。加工程序每調用不同的（de）刀具的時候，都要先取消掉原先的（de）刀具補償，再把新調用的刀具（jù）長度補（bǔ）償進去；而在程序結束前也要記得插入取消（xiāo）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）刀具長度補償與半徑補償（cháng）功能（néng）的關係（xì）

如果在零件的數控加工程序中，既有（yǒu）刀具（jù）長度補償又有刀具（jù）半徑補償(在控製器中補償)指令時，必須把含有長度補償（cháng）的（de）程序段寫在含（hán）有半徑補償的程序段前（qián）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半徑係統又執（zhí）行刀具長度補償指令。

（2）刀具長度（dù）補償與其它指令的關係

a.G43,G44指令隻（zhī）能用於（yú）直線運動之中，在非直線運動語句中使用時會（huì）產生報警（jǐng）；

b.G43,G44為同組模（mó）態指（zhǐ）令，它們會自動取消上次刀具長度補償而不需要用專門的G49指令（lìng），為了安全起（qǐ）見，在一把刀加工結束或程序段結（jié）束時，都應取消刀具長度補（bǔ）償；

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

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是不一樣的（de）。如某加工中心係統，配上自動測量儀（yí），它的長度補（bǔ）償是補償刀具的（de）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（zhōng）機上手動對刀時長度補償是指補償刀具從某一Z軸向基準高度下降到工件座標原點的距離，它補償的不是刀具的真正長度，而是刀具下降的距離。不同的刀具有不同的長度補償值；而（ér）機內手動（dòng）對刀時同一把（bǎ）刀加工不同工件（jiàn）編程原點的零件時也有不同的長度補償（cháng）值，這些不同的補償值可以分別寄存在不同的長度補償號H裏麵, 以備機床運行時程序隨時（shí）調用。

（1）機內手動對刀（dāo）測量方式

讓Z軸回到（dào）機床參考點，這時機床座標係中X，Y，Z軸數值都（dōu）為零，選（xuǎn）擇一個（gè）工件座標係（xì）（G54～G59任選一個都可），這時把Z值（zhí）輸為零，再把刀（dāo）具裝入主軸（zhóu）依次確定（dìng）每把刀具（jù）與工件（jiàn）在（zài）機床坐標係中的Zo平（píng）麵相接觸，即利用刀尖(或刀具前端)在Z方（fāng）向上與工件坐（zuò）標係原（yuán）點（diǎn）的距離值作為長度補償值，即主軸下（xià）降後此時機床坐（zuò）標係的（de）Z坐標值直接作（zuò）為每把刀的刀具（jù）長度補償值，注意數值的正負號（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距離，輸入CNC的刀具長度（dù）偏置寄（jì）存（cún）器中作為刀長補償值，此時的刀長補償值是刀具的真（zhēn）正長度，是正值。

（3） 自動測長裝置十機內（nèi）對刀方式

設標準刀具的長度補（bǔ）償值為零，把（bǎ）在刀具預調儀上測出的各刀（dāo）具長度與標準（zhǔn）刀具的長度之差（chà）分別作為每把刀的刀具長度補償值.其中（zhōng），比標（biāo）準（zhǔn）刀具長的記為正值（zhí），比標準刀具短（duǎn）的補償值記為負值。

先通過機內對刀法測量出基準刀在返回機床參（cān）考點時刀位點在Z軸方向與（yǔ）工件坐標係原點的距離（lí），並輸入工件編程座標係中。

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（cháng）值麻煩且需要很多占機調試時間，因（yīn）此效率低，但（dàn）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償值。

用機（jī）外刀具預調儀或自動測長裝置測量（liàng）不占用有效機時，把刀具調整工作（zuò）事（shì）先在刀（dāo）具預調儀上完成，而且機床在加工運行時，還可在對刀儀上測量其它刀具的長度，不必因為在機床上對刀（dāo）而占用機床運行時間，提高效率，充分發揮加（jiā）工中心的作用，但是需（xū）添置刀具預（yù）調儀設備，成本較高。使用刀具長（zhǎng）度作（zuò）為刀長補償，可以同一把刀具加工不同工件而不需修改刀（dāo）具長度補償（cháng）值。