數控加工（gōng）中心是怎樣進行刀具補償的？

加（jiā）工中（zhōng）心用來加工形狀複雜、工序（xù）多、精度要求較高的零件，因而加（jiā）工一個零件需用幾把或（huò）十幾把刀具甚至更多。由於每把刀具的直徑大小（xiǎo）和長度都（dōu）是不同的，在對被加工（gōng）零（líng）件確定工件坐標係零點後，有（yǒu）必要引入刀具補償功能，以保證在（zài）加工過程中（zhōng）各把刀下降到正（zhèng）確的高度（dù）和（hé）以正確的刀具路徑進行（háng）切削加工。

刀具補償（cháng）可分為刀具長度補償和刀具半徑補償。長（zhǎng）度補償是指主軸軸向的補（bǔ）償,也就是銑刀軸向的補償（cháng），而對（duì）於銑（xǐ）刀徑向的補償,也就是每把銑刀直徑大小不（bú）一（yī）樣（yàng）,在直徑方向的補（bǔ）償叫半徑補償。

一（yī）、刀（dāo）具半徑補償

1. 刀具半徑補償意（yì）義

數控加（jiā）工中心在程序運行時將刀具當做（zuò）一個（gè）點做軌跡運動（dòng）。比如用刀具（jù）R3銑（xǐ）邊長100的正方（fāng）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（cùn）的100的正方（fāng）形。假如不用（yòng）刀具半徑補償功能，則（zé）加工時刀具軸心的軌跡是邊長（zhǎng）100的正方形，則工件上銑削出的是邊長（zhǎng）為94的正方（fāng）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：刀具半徑左補（bǔ）償

G42：刀具半徑右補償

半徑補償僅能在規（guī）定的坐標平麵內進行，使（shǐ）用平麵選擇指令G17、G18或G19可（kě）分別選擇XY、ZX或YZ平麵為補償平麵。半徑補償必須規定補償號，由補償號D存入刀具半徑值（zhí），則在執行（háng）上述指令時，刀具可（kě）自動左偏(G41)或右偏(G42)一個刀（dāo）具半徑補償值。由於刀補的建立必須在包含運動的程序（xù）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. 刀具半（bàn）徑（jìng）補償的應用

刀具半徑補償有B功能和C功能兩種補償形式（shì）。由於B功（gōng）能刀具半徑補償（cháng）隻根（gēn）據本段程序進行刀補計（jì）算，不能解決程（chéng）序段之間的過渡問題（tí），要求（qiú）將工件輪廓（kuò）處（chù）理成圓角過渡，因此（cǐ）工（gōng）件尖角處工藝性不好；C功能刀具半徑補償能自動處（chù）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，因此現代CNC數控機床幾乎都采用C功能刀具（jù）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（gōng）件的左麵為左補償，刀具在工（gōng）件的右麵為右補償。補償可以為“負”，當刀具半徑補償取負值時，G41和G42的功能互換。

刀（dāo）具（jù）的（de）半徑值預先存入存儲器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）對應，即T1號刀具半（bàn）徑補償值相應地使用D01號存儲器，這樣加工時不容易搞錯。執行刀具（jù）半徑補償後，數控係統自動計算，並（bìng）使刀具按照計算結果自動補（bǔ）償。在加工的過程中，如果零件輪廓尺寸與圖紙尺寸有差別，就可以通過（guò）修正存儲器Dxx中的（de）半徑補償值，再重新運行程序以達到要求。取消刀（dāo）具半徑補償用G40，也可用（yòng）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（gòng）段，即使（shǐ）用G41、G42、G40指令的（de）程序段中必須（xū）同時（shí）使用G00或G01指令，而不得（dé）同時使用G02或G03，並（bìng）且建立、取消刀補時所運（yùn）行的直線段（duàn）的長度（dù）要大於所要補（bǔ）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（gè）或更多刀具不（bú）移動的程序（xù）段（輔助功能，暫停等等），刀具將產（chǎn）生過切或欠削。

二、刀具長度補償

1. 刀（dāo）具長度補償的意義

例如，要鏜一個（gè）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（dù）開始切削,若是以鑽頭（tóu）對刀（dāo）確定（dìng）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，如果沒有設定刀具長度補（bǔ）償而程序中同樣（yàng）設定快速下降到Z3.這時當（dāng）鏜刀比鑽頭短時，就（jiù）會出現鏜孔（kǒng）鏜不通的現象，而當鏜刀比鑽頭長時就會出（chū）現撞刀。

不（bú）設定刀具長度補償而（ér）在程序中（zhōng）通過修改Z地址值來保證加工零點（diǎn）的正確將會很容易出錯，因為程序長了各段地址代碼值（zhí）不統一是很難檢查（chá）出錯誤的（de），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（gōng）幾個不同的麵，那當這把刀（dāo）磨（mó）損之後則要修改所有與這把刀相關（guān）的程序。而在編製程序中用上了刀具長度補償指令之後，當刀具磨（mó）損後，隻需在相應的刀具長度補償號中修改長（zhǎng）度補償值就可以了，不需要再修改程序，提高了工作效率，也保證了程序的安（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（yě）可以使用刀具長度補償，但同（tóng）時規定（dìng）長度補償隻能同時加（jiā）在一個軸上，要對補償軸進行切（qiē）換，必須先取消對前（qián）麵軸的補償。

（1）指（zhǐ）令格式：

G43α___H___；(α指X、Y、Z任意一軸)，刀具長度補償“＋”。

G44α___H___；刀具長度補償“－”。

G49或H00：取（qǔ）消刀具長度補償。

指令中用G43、G44指令偏移的方向，用H指令偏置量（liàng）存儲器的偏置號；G43指令叫正向補償，即當用G43對刀具長度補償值指定一個正值（zhí）時（shí），刀具按照正（zhèng）向移動。G44指令叫負向補償，即當（dāng）用G44對（duì）刀具長度補償值指（zhǐ）定一個正值時，刀（dāo）具按（àn）照負向移動。G43和G44是模態（tài）G代碼。它們一直有效，直到（dào）指（zhǐ）定同組的G代碼為止。執（zhí）行程序前，需在與地（dì）址H所對應的偏置量存儲器中，存入相應的偏置值。以（yǐ）z軸補償為例，若指令 GOO G43 Z100.0  H01；並於（yú）H01中存入（rù）“-200.0”，則執行該指令時，將用Z坐（zuò）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（zhí）。加工程（chéng）序每調用不同的刀具的時候，都要先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（néng）與其他指令的關係（xì）

（1）刀具長度（dù）補償與半徑補（bǔ）償功（gōng）能的關係

如（rú）果在零件的數控加工程序中，既有刀（dāo）具長度補（bǔ）償又有刀具半徑補償(在控製器中補償（cháng）)指令時，必（bì）須把含有長度補償（cháng）的程序段寫（xiě）在含有半（bàn）徑補償（cháng）的程序（xù）段前麵（miàn），否則半徑補（bǔ）償無效

例如:在下麵的程序段中：

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（tǒng）既執行刀具半徑係統又執行刀具長度補償指令。

（2）刀（dāo）具長度補償與其它指令的關係

a.G43,G44指令隻能用於直線運動（dòng）之中（zhōng），在非直（zhí）線運動語（yǔ）句中（zhōng）使用時會產生報警；

b.G43,G44為同組模態指令，它們會自（zì）動取消上次刀具（jù）長度補償而不需要用專門的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，都應取消刀具長度補（bǔ）償（cháng）；

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

4. 刀具長度（dù）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（duì）刀方式，刀具長度補償的含意是不一樣的。如某加（jiā）工中心係統，配上自動測量儀，它的長度補償是補償（cháng）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（mǒu）係統中機上手動對刀時長度補償是指補（bǔ）償刀具（jù）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；而機內手動對刀時同一把刀加工不（bú）同工件編程原點的（de）零件時也有不同的長度補償值（zhí），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（háng）時程序（xù）隨時調（diào）用。

（1）機內手動對刀測量方式

讓Z軸回到機床參考點，這時（shí）機（jī）床座標係（xì）中X，Y，Z軸數值都為零（líng），選擇一個工件座標（biāo）係（G54～G59任選一個都可），這時把Z值輸為零，再把刀具（jù）裝入主軸依次確定每把（bǎ）刀具（jù）與工（gōng）件在機床坐標係中的Zo平（píng）麵相（xiàng）接觸，即利用刀尖(或刀（dāo）具前端)在Z方向上與工件坐標係（xì）原點的距離值作為長度補償值，即主軸下降後此時機床坐標係（xì）的Z坐標值直接作為每把刀的刀具長度補償值，注意數值的正（zhèng）負號不能漏。

（2）機外刀具（jù）自動預調儀（yí）測量方式

是在刀（dāo）具（jù）預調儀上（shàng）測出的主軸端麵至刀尖的距離，輸入CNC的刀具長度偏置寄存器（qì）中作為刀長補（bǔ）償值，此時的刀長補償值是（shì）刀具的真正長度，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（líng），把在（zài）刀具預調儀上測出的各刀具長（zhǎng）度與標準刀具的長度之差（chà）分別作為每把刀的刀具長度補償值（zhí）.其中，比標準刀（dāo）具長的記為正值，比（bǐ）標準刀具短的補償值記為負值。

先通過機內對刀法測量出基準刀（dāo）在返回（huí）機床（chuáng）參考點時刀位點在Z軸方向與工件坐標係原點的（de）距離，並輸入工件編程座標（biāo）係中。

5. 刀具長度補償值測量方式的比較

用機上手（shǒu）動（dòng）測量方法測（cè）量刀具長度補償值麻煩且需要（yào）很多占機（jī）調試時間，因此效率低，但投資少. 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（cháng）值。

用（yòng）機外刀具預調儀或自動測長裝置測量不占用有（yǒu）效機時，把刀具調整工作事先在刀具預（yù）調儀（yí）上完成，而且機床在加工運行時，還可（kě）在對刀儀上測量其它刀（dāo）具的長（zhǎng）度，不必因為（wéi）在（zài）機床上對刀而占用機床運行（háng）時間，提高效率，充（chōng）分發揮加（jiā）工中心的作用，但是需添置刀具預調儀設備，成本較高。使用刀具長度作為刀長補償，可以同一把刀具加工不同工件而不需修改刀具長度補償值。