一文搞懂數控車床（chuáng）加工刀具補償功能

一、數控車（chē）床用刀（dāo）具的交換功能（néng）

1. 刀具的交換

指令格式一：T0101；

該指令為FANUC係統轉刀指令，前（qián）麵的T01表（biǎo）示換1號刀，後麵的01表示（shì）使用（yòng）1號（hào）刀具補償。刀具號與刀補號可以（yǐ）相同，也可（kě）以不同。

指令（lìng）格式二（èr）： T04D01；

該指令為SIEMENS係統（tǒng）轉刀指令，T04表示換4號刀（dāo），D01表示使用（yòng）4號刀的1號刀沿作為刀具（jù）補償存（cún）儲器。

2. 換刀點

所謂換刀點是（shì）指刀架自（zì）動轉（zhuǎn）位時的位置。

大（dà）部分數控車床，其換刀點（diǎn）的位置是（shì）任意的，換刀（dāo）點應選在（zài）刀具（jù）交換過（guò）程中（zhōng）與工件或夾具不發生幹涉的位置（zhì）。還有一些機床的換刀點位（wèi）置是一個固（gù）定點，通常情況下，這些點（diǎn）選在靠近機床參考點的（de）位置，或者取機床的第二參考點來作為換刀（dāo）點。

二、刀（dāo）具補（bǔ）償功能（néng）

1. 刀具補償功能的定義

在數控編程過程中，為使編程工作更加方便，通常將數控（kòng）刀具（jù）的刀（dāo）尖假想（xiǎng）成一個點，該點（diǎn）稱為刀位點或刀尖點。

數控機床根據刀（dāo）具實（shí）際尺寸，自動（dòng）改變機床坐標軸或（huò）刀具（jù）刀位點位置（zhì），使實際加工輪廓和編程軌跡完全一致的功（gōng）能，稱（chēng）為刀具補償（係統畫麵上為“刀具補正”）功能。

數控車床的刀具補（bǔ）償分為：

刀具偏移（也稱為刀具長度（dù）補償）

刀尖圓弧半（bàn）徑補償

2. 刀位點（diǎn）的概念

所謂刀位點是指編製程序和加（jiā）工時，用於表示（shì）刀具（jù）特征的點，也是對刀和加工的基準點（diǎn）。  數控車刀的刀位點。尖形車刀的刀位點通常是指刀具的刀尖；圓（yuán）弧形車刀的刀位點是指圓弧刃的圓心；成形刀具的刀位點也通常是指刀尖。

三、刀具偏（piān）移補償

1. 刀（dāo）具偏移的含義

刀具偏（piān）移是用來（lái）補償假定刀具長度與基準刀具長度（dù）之長度差的功能。車床數控係統規定X軸與Z軸可同時實（shí）現刀具偏（piān）移（yí）。

刀具幾何偏移：由於刀具的幾（jǐ）何形狀不同和刀具安裝位置不同而產生的（de）刀具（jù）偏移。

刀具磨損偏移（yí）：由刀具刀尖的磨損產生的刀具偏移。

FANUC係統的刀具幾何偏移參數設置，如要進行刀具磨損偏移設置則隻需按下軟鍵[磨耗]即可進（jìn）入相應的設（shè）置畫麵。

圖中的代碼“T”指刀沿類型，不是指刀（dāo）具號（hào），也不是指刀（dāo）補號。

2. 利用刀（dāo）具幾（jǐ）何偏移進行對（duì）刀操作

（1）對刀操作的定義

調整每把刀的刀位點，使其盡量重合於某一理想基準點，這（zhè）一過程稱為（wéi）對刀。

（2）對刀（dāo）操作的過程

1）手動操作加工端麵，記錄下刀位點（diǎn）的Z向機械（xiè）坐標值。

2）手動操作加工外圓，記錄下刀位點的X向機械坐標值，停機測量工（gōng）件直徑，計算出（chū）主軸中心的機械坐標值。

 3）將X、Z值輸入相應的刀（dāo）具幾何偏移（yí）存儲器中。

（3）利用刀具幾何偏移進（jìn）行（háng）對刀操作的實（shí）質

利用刀具幾何偏移進行對刀的（de）實質（zhì）就是利用刀（dāo）具幾何（hé）偏移使工件坐標係原點與機（jī）床原點重合。

3. 刀具偏移（yí）的應（yīng）用

利用刀具偏移功能，可以修整因對刀不正確或刀具磨損（sǔn）等原因造成的工件加工誤差。

例：加工外圓表麵時，如果外圓直徑比要（yào）求的尺寸大了0.2mm，此（cǐ）時隻需將刀具（jù）偏（piān）移（yí）存儲器中的X值減小（xiǎo）0.2，並（bìng）用原刀具及原程（chéng）序重新加（jiā）工該零件，即可修整該加工誤差。同樣，如出現Z方向的誤差，則其修整辦法相同。

四、刀尖圓弧半徑補償（G40、G41、G42）

1. 刀尖圓弧半徑補償的定義

在實際加工中，由於刀具產生磨損及精（jīng）加工的需要，常將車刀的刀尖修磨成半徑較小的圓弧，這時（shí）的刀位點為刀尖圓弧的圓心。

為確保工（gōng）件輪（lún）廓形狀，加工時不允許刀具刀尖圓（yuán）弧的圓心運動（dòng）軌跡（jì）與被加工工（gōng）件輪廓重合（hé），而應與工件輪廓偏移一個半徑值，這（zhè）種（zhǒng）偏移稱為（wéi）刀尖圓弧半徑（jìng）補償。圓弧形車刀的刀（dāo）刃半徑偏移也與其相同。

2. 假想刀尖與刀（dāo）尖圓弧（hú）半徑

在理想（xiǎng）狀態下，我們總（zǒng）是將尖形車刀的刀位點（diǎn）假想成一個點，該點即為假想刀尖（圖中的A點（diǎn））。

在對刀（dāo）時也是以假想刀尖進（jìn）行對（duì）刀。但實際加工中的車刀，由於工藝（yì）或其他要求，刀（dāo）尖往往不是一個理想的點，而（ér）是一段圓弧（如圖中的BC圓弧）。

所謂（wèi）刀尖（jiān）圓弧半徑是指車刀刀尖圓弧所構成的（de）假想圓半（bàn）徑（圖中的r）。實踐中，所有車刀均有大小不等或近似的刀尖圓弧（hú），假想刀尖在實際（jì）加工中是不存在的。

3. 未使（shǐ）用刀尖圓弧半徑補償時的加工誤差（chà）分析

（1）加工台階（jiē）麵或（huò）端麵時，對加工表麵的尺寸和形狀影響不大，但在端（duān）麵的中心位置和台階的清角位置會（huì）產生（shēng）殘（cán）留誤差

（2）加工圓錐麵時，對圓錐的錐度不會產生影響，但對錐麵的大小端尺寸會（huì）產生較大的影響，通（tōng）常情況（kuàng）下，會使外錐麵的尺寸變大，而使內錐麵的尺寸變小。

（3）加工圓弧時，會對圓弧的圓度和（hé）圓弧半徑產生影響。

加（jiā）工外凸圓弧（hú）時，會使加工後的（de）圓弧（hú）半（bàn）徑變小（xiǎo）

其值=理論輪廓半（bàn）徑R–刀（dāo）尖圓弧半（bàn）徑r，。

加工內凹（āo）圓弧時（shí），會使加工後的圓弧半徑變大

其值=理論（lùn）輪廓（kuò）半徑R+刀尖圓弧半徑r，。

4. 進行（háng）刀具半徑補（bǔ）償時應注意的事項

（1）刀具圓弧半徑補償模式的建立與取消程（chéng）序段隻能在G00或G01移動（dòng）指令（lìng）模（mó）式下才有效。

（2）G41／G42不帶參（cān）數，其補償號(代表（biǎo）所用刀具對應的刀尖半徑補償值)由T指令指（zhǐ）定。該刀尖圓弧半徑補（bǔ）償號與刀具偏置補償號（hào）對應（yīng）。

（3）采用切線切入方式或法線切入方式建立（lì）或取消刀補。對於不便於（yú）沿工件輪廓線方向切向或法向切（qiē）入（rù）切（qiē）出時（shí），可（kě）根據情況增加（jiā）一個過渡圓（yuán）弧的輔助程序段。

（4）為了防止在刀具半徑補償建立與取消（xiāo）過程（chéng）中刀（dāo）具產生過切（qiē）現象，在（zài）建立與取消補償時，程序（xù）段的起始位置（zhì）與終點位置（zhì）最好（hǎo）與補償方向在同一側。

 （5）在刀具補償模式下，一般不允許存在連續兩段以上的補償平麵（miàn）內非移（yí）動指令，否則刀具也會出現過切等（děng）危險（xiǎn）動作。補償平（píng）麵非移動指（zhǐ）令通常指僅有G、M、S、F、T指（zhǐ）令的程（chéng）序段（如G90、M05）及程序暫停程序段（G04 X10.0）。

 （6）在（zài）選擇刀尖（jiān）圓弧（hú）偏置方向和刀沿位置時，要特別注意前置刀架和後置刀架的區別。