數控加工（gōng）中心是怎（zěn）樣進行刀具補（bǔ）償的？

加（jiā）工中心用來加工形狀複雜、工序多、精度要求較高（gāo）的零件，因而加工一個零件需用（yòng）幾把或十幾把刀具甚至更多。由於每把刀具（jù）的直徑大小和長度都（dōu）是不同的，在對被加工零件（jiàn）確定工件坐標係零點（diǎn）後，有必要引入刀具補償功能，以保證（zhèng）在加工過程中各把刀（dāo）下降到正確的高度和（hé）以正確的刀具（jù）路徑進行切削加工。

刀具補償可分為（wéi）刀（dāo）具長（zhǎng）度補償和刀具半徑補償。長度補償是指主軸軸（zhóu）向的補償,也就是銑刀軸向的（de）補償，而對於銑刀徑（jìng）向的補償,也就是每把銑刀直徑大小（xiǎo）不一樣,在直（zhí）徑方向的補償（cháng）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（háng）時將刀具當做一個點做軌跡運動。比如用刀具R3銑邊（biān）長100的正方形凸台時，程序按邊長100的正方形尺寸輸入，而刀具軸心的軌跡是邊長106的正方形，則工件上銑削的是符合圖紙尺寸的100的正方形。假如不用刀具（jù）半徑補償功能，則加工時刀具（jù）軸心的軌（guǐ）跡是邊長100的正方形，則工件上（shàng）銑削出的是（shì）邊長為94的正方形凸台，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（dāo）具半徑左（zuǒ）補償（cháng）

G42：刀具（jù）半徑右補償

半徑補償（cháng）僅能在規定的坐標平麵內進行，使用平麵選擇指令G17、G18或（huò）G19可（kě）分別選擇XY、ZX或YZ平麵為補償平麵。半徑補償必（bì）須規（guī）定補償號，由補償號D存入（rù）刀具半徑值，則在執行上（shàng）述指令時，刀具可自動左偏(G41)或右偏(G42)一（yī）個（gè）刀具半徑（jìng）補償值。由於刀補（bǔ）的建立必須（xū）在（zài）包含（hán）運動的程序段中完成，因此（cǐ）以上格式中，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（yòng）

刀具半徑補償有B功能和C功能兩種（zhǒng）補償（cháng）形式。由（yóu）於（yú）B功能刀具半徑補償隻根據本段程序（xù）進行刀補計（jì）算，不（bú）能解決程序段之間的過渡問（wèn）題，要求將工件輪（lún）廓處理成圓角過（guò）渡，因此工件尖角處工藝性不好；C功能刀（dāo）具半徑補償（cháng）能自動處理兩程序段刀具中心軌跡的轉接，可完全按照工件輪廓來編程（chéng），因此（cǐ）現代CNC數（shù）控（kòng）機床幾乎都采用C功能刀（dāo）具半徑補償。

刀具半（bàn）徑補償的方向（xiàng）怎麽樣判斷呢？判斷的方法：“順著（zhe）刀具運行的方向”上看去刀具在工件的左（zuǒ）麵為左補償，刀具在工件的（de）右麵為右補償。補償可（kě）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（jù）的半（bàn）徑值預先存入存儲器Dxx中（zhōng），xx為存儲器號，當一個（gè）程序需用到幾把刀時，建議刀具（jù）號Txx和（hé）存儲器Dxx相對應（yīng），即T1號刀具半徑補償值相應地使用D01號存儲器，這樣加工（gōng）時不容易搞錯。執行刀具半徑補償後（hòu），數控係統自（zì）動計算，並使（shǐ）刀具（jù）按照計算結果自動補償。在加工的過程中，如果（guǒ）零（líng）件輪廓尺寸與圖紙尺寸有差別，就可以通過修正存儲器Dxx中的半徑補（bǔ）償值，再（zài）重新運行程序以達（dá）到（dào）要（yào）求。取消刀具（jù）半徑補償用（yòng）G40，也可用D00取消刀具（jù）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（yòng）G41、G42、G40指令的程序段中必須同時使用G00或G01指令，而不得同時使用（yòng）G02或G03，並且建立、取消刀（dāo）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（néng）不起作用；而在補償（cháng）方式中，寫入2個或更多刀具（jù）不移動的程序段（輔助功能（néng），暫停等等），刀具將產生過切（qiē）或欠削。

二、刀具（jù）長度補償

1. 刀具長度補償的意義（yì）

例如，要鏜一個φ40mm的（de）孔，確定要用到兩把刀,先用鑽頭鑽到φ38，再（zài）用鏜刀鏜到φ50mm，此時機（jī）床已經設定工件零點，而編程時一般都（dōu）是讓刀具快速下降到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（zuàn）頭鑽削時不會撞刀。當換上鏜刀時，如果沒有設定刀具（jù）長度補償而（ér）程序中同樣設定快速下降到Z3.這時當鏜刀比鑽頭短（duǎn）時，就會出（chū）現（xiàn）鏜孔鏜不通的現象，而當鏜刀比鑽頭長時就會出現撞刀。

不設定刀具長度補償而在（zài）程序中通過修改Z地址值來（lái）保（bǎo）證加工（gōng）零點的正確將會很容易出錯，因（yīn）為程序長（zhǎng）了各段地址代碼值（zhí）不統一（yī）是很難檢查出錯誤的，而且在加工的過程中若刀（dāo）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，那當這把刀磨損之後則要修改所有與這把刀相關的程序（xù）。而在（zài）編製程（chéng）序中用（yòng）上了（le）刀具長度補償指（zhǐ）令之後，當刀具磨（mó）損後，隻需在相應的刀具長（zhǎng）度補償號中修改長度（dù）補償值就可以了，不需要再修改程序，提高了工（gōng）作效率，也保證（zhèng）了程序的安全（quán）運行。

2. 刀具（jù）長度補償G43、G44、G49

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

（1）指令格（gé）式：

G43α___H___；(α指X、Y、Z任意一軸)，刀具長（zhǎng）度補償“＋”。

G44α___H___；刀具長度補償“－”。

G49或H00：取消（xiāo）刀具長度（dù）補償。

指令中（zhōng）用G43、G44指（zhǐ）令偏移（yí）的方向，用H指令偏置量存儲器的偏置號；G43指令（lìng）叫（jiào）正向補償，即當用G43對（duì）刀具長度（dù）補償值指定一個正值時，刀具按照（zhào）正向移動。G44指令叫負向補償（cháng），即當用G44對（duì）刀具長度補償值指定一個正值時，刀具（jù）按照負向移動。G43和G44是模態G代碼。它們（men）一直有效（xiào），直到指定同組的G代碼為止（zhǐ）。執行程序前，需在與地址（zhǐ）H所對應的（de）偏置量存儲器中，存入相應的偏置值。以z軸補償為例（lì），若指令 GOO G43 Z100.0  H01；並於H01中存入“-200.0”，則執（zhí）行該指令時，將用（yòng）Z坐標值100.與（yǔ）H01中所（suǒ）存“-200.”進行“+”運算，即100.0+(-200.0)=-100，並將所求結果（guǒ）作為Z軸移動（dòng）值。加工程序每調用不同的刀具的時候，都要先取消掉原先的（de）刀具補（bǔ）償，再把新調用的刀（dāo）具長度補償進去；而在程序結束前也要記得插入取消指令Ｇ49或H0.

3. CNC係（xì）統中（zhōng）刀具長度補（bǔ）償功能與其他指令的關係

（1）刀具長度補償（cháng）與半徑補償功能的關係

如果（guǒ）在零件的數控加工程序中，既有刀具長度補償（cháng）又有刀具半徑補償(在控製器中補償)指令（lìng）時，必須把含有長度（dù）補償的程序段寫（xiě）在含有半徑補償的程序段（duàn）前麵，否則半徑補償無效

例如:在下麵（miàn）的程序段中（zhōng）：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

數控係統不執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（tǒng）又執行刀具長（zhǎng）度補償指令。

（2）刀具長度補償與其它（tā）指（zhǐ）令的關係

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

b.G43,G44為同組模態指令，它們會自動取消上次刀具（jù）長度補償（cháng）而不需要用專門的G49指令，為了安（ān）全起見，在一把刀加工結束或程序段結（jié）束時，都應取消刀具長度（dù）補償；

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

4. 刀具長度補償值的確定

不同的設備係統，有（yǒu）不同的對刀方式，而不同的對刀方式，刀具長度補償的（de）含意是不一樣的。如某加工中心係統（tǒng），配上自（zì）動測量儀，它的（de）長（zhǎng）度補償是補償刀具的真正長度，即主軸錐孔端麵中心至刀具刃口最底端的長度；而某係統中機（jī）上手動對（duì）刀時長度補償是指補償（cháng）刀具從某一Z軸向基準（zhǔn）高度下降到工件座標原（yuán）點的距離，它補償的不是刀具（jù）的真正長度，而（ér）是刀具下降的距離。不同的刀具有不同的長度補償值；而機內手（shǒu）動對刀時同一把刀加（jiā）工不同工件編程原（yuán）點的零（líng）件時也有不（bú）同的長（zhǎng）度（dù）補（bǔ）償值（zhí），這些不同的補償值可以分別寄存在不同（tóng）的長度（dù）補償號H裏麵, 以備機床運（yùn）行時程序隨時調用。

（1）機內手動（dòng）對刀測（cè）量方式（shì）

讓Z軸回到機床參考點，這時機床（chuáng）座標係中X，Y，Z軸數值都為零，選擇一個工件（jiàn）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與工件在機床（chuáng）坐標係中的Zo平麵相接觸，即利用刀尖(或刀（dāo）具前端)在Z方向（xiàng）上與工件坐標係原點的距離值作為長度補償值，即主軸下降後此時（shí）機床坐標係的Z坐標值（zhí）直接作為每把刀（dāo）的刀具長度補償值，注意數（shù）值的正負號不能漏。

（2）機外刀具（jù）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（zhǎng）度偏置寄存（cún）器中作為刀長補償值，此時的刀（dāo）長補償值是刀具的真正長度（dù），是正值。

（3） 自動測長裝置十機內對刀方式

設標準刀具的長度補償值為零，把在刀具預調儀上測（cè）出的各刀具長度與標準刀具的長度之差分別作（zuò）為每把刀的刀具長度補（bǔ）償值.其中，比標準刀具（jù）長的記為正值，比標準刀具短的補償值記為負值。

先通過機內對刀法測量（liàng）出（chū）基準（zhǔn）刀（dāo）在返（fǎn）回機床參考點時（shí）刀位點在Z軸方向與工件坐標係原點的距離（lí），並輸入工（gōng）件（jiàn）編程座標係中。

5. 刀具長（zhǎng）度補償值測量方式的比較

用機（jī）上手動測量方法測（cè）量刀具長度補償值麻煩且需要很多占機調試時間，因此效（xiào）率低，但投資少. 當用同一把刀（dāo）加工其它（tā）的工件時就要重新設（shè）置刀具長度補償值。

用機（jī）外刀（dāo）具預調儀或自動測長裝置測量不占用有效機時，把刀具調整工作事先在刀具預調儀上完成，而且機床在加工運行時，還可（kě）在對刀儀上測量（liàng）其它刀具的長度，不必因為（wéi）在機床上對刀（dāo）而占用機床運行（háng）時（shí）間，提（tí）高效率，充分發揮加工中心的作（zuò）用，但是需添置刀具預調儀設備，成本較高。使用刀具（jù）長度作為刀長補償，可以同一把刀具加工不（bú）同工件而不需修改刀具長度補償值。