一文搞懂數控車（chē）床加（jiā）工刀具（jù）補償功能

一、數控車床（chuáng）用刀（dāo）具的交換功能

1. 刀（dāo）具的（de）交換

指令格式一：T0101；

該指令為FANUC係統轉刀指令，前麵的T01表示換1號刀，後麵的01表示使用1號刀具補（bǔ）償。刀具號與（yǔ）刀補號可以相同（tóng），也可（kě）以不同。

指令（lìng）格式二： T04D01；

該指令（lìng）為（wéi）SIEMENS係統轉（zhuǎn）刀（dāo）指令，T04表示換4號刀，D01表示使（shǐ）用4號刀的（de）1號刀沿作為刀具補償存儲器。

2. 換刀點

所謂換（huàn）刀點是指刀架自動轉位時的位置。

大部分數控車床，其換刀（dāo）點的位置是任意的，換刀點應（yīng）選在刀具交換過程中與工件（jiàn）或夾具不發生幹涉的位置。還有一些機（jī）床的換刀（dāo）點位置（zhì）是一個固定點，通（tōng）常情況下，這（zhè）些點選在靠近（jìn）機床參考點的位置，或者取機床的（de）第（dì）二參考點來（lái）作為換刀點。

二、刀具（jù）補償（cháng）功能

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（jiā）方便，通常將數控刀具的（de）刀尖假想成一個（gè）點，該點稱為刀位點或刀尖點。

數控（kòng）機床根據刀具實際（jì）尺寸，自動改變機床坐標軸或刀具刀位點位置，使實（shí）際加工輪廓和編程（chéng）軌跡完全一致的功能，稱為刀具補償（係統畫麵（miàn）上為“刀具補正”）功能。

數控車（chē）床的刀具補償分為：

刀具偏移（也稱為刀具長（zhǎng）度補償）

刀尖圓弧半徑補償

2. 刀（dāo）位點的概念

所謂刀位點（diǎn）是指編製程序和（hé）加工時，用於表（biǎo）示刀具特征（zhēng）的點，也是對刀和加（jiā）工的基準點。  數控車刀的（de）刀位點（diǎn）。尖（jiān）形車刀的刀位點通常（cháng）是指（zhǐ）刀具的刀尖；圓弧形車刀的刀位點是指圓弧刃的圓心；成形刀具的刀（dāo）位點也通常是（shì）指刀尖。

三、刀具偏移補償

1. 刀具偏移的含義

刀具偏移是用來補（bǔ）償假定刀具長度與基準刀具長度之長度差的功能。車床數控係統規定X軸與Z軸可（kě）同時實現刀具偏移。

刀具幾何偏移：由於刀具的幾何形狀不同和刀具安裝位置不同而產生的刀具偏移。

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（jù）幾何偏移（yí）參數設置，如要進行刀（dāo）具磨損偏移設置則隻（zhī）需按下軟鍵[磨耗]即可進入相應的設（shè）置畫麵。

圖中的代碼“T”指刀沿類型（xíng），不是指（zhǐ）刀具號，也不是指刀補號。

2. 利用刀具幾何（hé）偏移進行對（duì）刀操作

（1）對刀操（cāo）作的定義

調整每把刀的刀位（wèi）點，使其盡量重合於某一理想基準點，這一過程稱為對刀。

（2）對刀操作的過（guò）程

1）手動操作加工端麵，記錄下（xià）刀位點的Z向（xiàng）機械坐標值（zhí）。

2）手動操作（zuò）加工外圓，記錄下刀位點的X向（xiàng）機械坐標值，停機測量工件直徑，計（jì）算出主軸中心的機械坐標值。

 3）將X、Z值輸入相應的刀具幾何偏移存儲器中。

（3）利用刀具幾何偏移進行對刀操作（zuò）的實質

利用刀具幾何偏移進（jìn）行對刀的實質就是利用（yòng）刀具幾何偏移使工件坐標係原點（diǎn）與機床原點重合。

3. 刀（dāo）具偏移的應用

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

例：加（jiā）工外圓表麵時，如果外圓直徑比（bǐ）要求的（de）尺寸大了0.2mm，此時隻需將刀具偏移存儲器中的X值減小0.2，並用原刀具及原程序重新加工該零件（jiàn），即可修整該加工誤差。同樣，如出現Z方向（xiàng）的誤差，則其（qí）修整辦法相同。

四、刀尖圓弧半徑補償（G40、G41、G42）

1. 刀（dāo）尖圓弧半徑（jìng）補償的定（dìng）義

在實（shí）際加工中，由於刀具產（chǎn）生磨損及精加工的需（xū）要，常（cháng）將車刀的刀尖修（xiū）磨成半徑較小的圓（yuán）弧，這時的刀位點為刀尖圓弧的圓心。

為（wéi）確保工件（jiàn）輪廓形狀，加工時不（bú）允許刀具刀尖圓弧的圓心運動軌跡與被加工工件輪廓重合，而應與工件輪廓偏移一個半徑值，這種偏移稱為刀尖圓弧（hú）半徑補償。圓弧（hú）形車刀的刀刃半徑偏移也與其相同。

2. 假想刀尖與刀尖圓弧半徑

在理（lǐ）想狀態下，我們總是將尖（jiān）形車刀的刀位點假想成一個點，該點即為假想刀尖（圖中的A點）。

在對刀時也是以假想刀尖進行對刀（dāo）。但實際（jì）加工中的車刀，由於工（gōng）藝或其他要求，刀尖往往不是（shì）一個理想的點，而是一段圓弧（如圖中（zhōng）的BC圓弧）。

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

3. 未使用刀尖圓弧半徑補償時的加工誤差分析

（1）加工台階麵或（huò）端麵時，對加工表麵的尺寸和形狀影響不大，但在端麵的中心位置和台階的清角位置會產生殘留誤（wù）差

（2）加工圓錐麵（miàn）時，對圓錐的錐度不會產生影響，但對錐麵的大小端尺寸會產生較大的影（yǐng）響，通常情（qíng）況下（xià），會使外（wài）錐麵的尺寸變大，而使（shǐ）內錐麵的尺寸（cùn）變小。

（3）加工圓（yuán）弧時，會對圓弧的圓度和圓弧半徑產生影響。

加工外凸圓弧時，會使加工後（hòu）的圓弧半徑（jìng）變小

其值=理論輪廓半徑R–刀（dāo）尖圓弧半徑r，。

加工內凹圓弧時，會使加工後的圓弧半徑變大

其值（zhí）=理論輪廓半徑（jìng）R+刀尖（jiān）圓弧（hú）半（bàn）徑r，。

4. 進行刀具半徑補償時應注意的事項

（1）刀具（jù）圓弧（hú）半（bàn）徑補償模式的建立與取消程序段隻能在G00或G01移動指令模式下才有效。

（2）G41／G42不帶參數，其補償號(代表（biǎo）所用刀具對應的刀尖（jiān）半徑補償（cháng）值)由T指（zhǐ）令指（zhǐ）定（dìng）。該刀尖圓弧半徑補償號（hào）與（yǔ）刀具偏置（zhì）補償號（hào）對應。

（3）采用切線切入方式或法（fǎ）線（xiàn）切入方式建立或取（qǔ）消刀補。對於不便於沿工件輪廓線方向（xiàng）切（qiē）向或（huò）法向切入切（qiē）出時，可根（gēn）據情況增加一個過渡圓弧的輔助程序段。

（4）為了防止在刀（dāo）具半徑補償（cháng）建立與取消過程中刀（dāo）具產生過切現象，在建立與取消（xiāo）補償時，程序段的起始位置（zhì）與終點位置最好與補償方向在同一側。

 （5）在刀具補償模式下（xià），一般不允許存在連續兩段以上的補償平麵內非移動（dòng）指令，否則刀具也會出現過切等危險動作。補償平麵非移動指（zhǐ）令通常（cháng）指僅有G、M、S、F、T指令（lìng）的程序段（duàn）（如G90、M05）及程（chéng）序暫（zàn）停程（chéng）序段（G04 X10.0）。

 （6）在選（xuǎn）擇刀尖圓（yuán）弧偏置方（fāng）向和刀沿位置（zhì）時，要特（tè）別注意前置刀架和後置刀架的區別。