深入淺（qiǎn）出：一文讀懂（dǒng）數控精密（mì）加工中的刀具長度補償和半徑補償
　　在當今高度自動化的製（zhì）造領域，數控精密加工http://www.xjssy.cn/技術扮演著（zhe）至關重要的角色。然而，對（duì）於許多新手來（lái）說，數控加工中的刀具長（zhǎng）度補償和（hé）半徑補償可能是（shì）一個令人困惑的概念。今天，我們就來一一解開它們的神秘麵紗。
　　一（yī）、刀具長度補償：精確匹配（pèi）刀（dāo）具實際長度
　　在數控加工過程中，刀具長度補償主要用來解決由於刀具長度差異而（ér）導致的加工誤差。由於刀具磨（mó）損、更換刀（dāo）頭等原（yuán）因，實際使（shǐ）用的刀具長度可能會與預設值有所偏差。這時，刀具長度（dù）補（bǔ）償就顯得尤為重要。
　　補償原理：通過修改程序中的刀具長度（dù）值，實現對工（gōng）件坐（zuò）標係的調整，從而確保加工的準確性。
　　實現方法：根據實際刀具（jù）長度（dù），在數控係統中輸入相應數值，係統會自動進（jìn）行長度補償。
　　注意事項：務必確（què）保每次更換刀具後都進（jìn）行長度補償的校準，以避免不必要的加工誤差。
　　二、刀具半（bàn）徑補償：讓圓弧加工（gōng）更加精準
　　在進（jìn）行圓弧加工時，刀（dāo）具半徑補償是不可或缺的。由於（yú）刀具存在半徑，直接按照理論尺寸進行編程可能會導致加工出的圓弧與預期有所偏差。而通過刀具半徑（jìng）補償，我們能夠精確控製刀具的實際路徑，從而獲得完美的圓弧。
　　補償原理：通過調（diào）整（zhěng）工件坐標係，將刀具半徑納入考量範圍（wéi），使數控係統能夠精確控製刀具的實際運動（dòng）軌跡。
　　實現方法：在編程時，需將理（lǐ）論尺寸與刀具半徑相加，並按照調（diào）整後的尺寸進行編程。同時，在數控係統（tǒng）中設置相應的半徑補償值。
　　注意事項：在啟（qǐ）用半徑補償時，務必確保半徑補償（cháng）的開關處於激活狀（zhuàng）態，否則補償將（jiāng）無法生效。
　　一文搞懂數（shù）控加工中的刀（dāo）具（jù）長度補償和半徑補償
　　數（shù）控加工中，刀具實際所在的位置往往和編程時刀具理論上應在的位置不同，這就是為什麽我們需（xū）要（yào）根據刀具位置來修改程序的原因。然而我們都知道（dào）修改程序很複雜，容易出錯。因此，刀具補償的概念就應（yīng）運而生。所謂刀具（jù）補償是一種用於補償刀具實際安裝位置與理論（lùn）編程位置之（zhī）間（jiān）差異的功能。使用刀具補償功能後，要改變刀具，隻需改變刀具位置補償值，無需修改數控程序（xù）。刀具補償中，通常采用長度補償和半徑補（bǔ）償，下麵巨高精機來詳細解釋一下這兩種補償方法。
　　01
　　刀具長度（dù）補償的概念
　　首先我（wǒ）們應了解一下什麽是刀具長度。刀具長度是一個（gè）非常重要的概念。我們在對一個零件進行編程（chéng）時（shí），首先要指（zhǐ）定該（gāi）零件的編程中心（xīn），然後才能建立工件編程坐標係，這個坐標係隻是一個（gè）工件（jiàn）坐標係，零點一（yī）般在工件上。長（zhǎng）度補（bǔ）償隻與Z坐標有關（guān），它不像X、Y平麵內（nèi）的編程零點，因為刀具是由（yóu）主軸錐孔定位，且不發生變化，Z坐標的零點不（bú）同。每（měi）一把刀的長度都不一樣。例如，我們要（yào）鑽一個深為50mm的孔，然後攻絲深為（wéi）45mm，分別用一（yī）把長為250mm的鑽頭和一把長為350mm的絲錐。先（xiān）用鑽（zuàn）頭鑽孔深50mm，此時機床已經（jīng）設定（dìng）工件零點，當（dāng）換上絲錐攻絲時，如果兩把（bǎ）刀都從設定零點開始加工，絲錐會因（yīn）為比（bǐ）鑽頭（tóu）長而（ér）攻絲過長（zhǎng），損壞刀具和工件。如果此（cǐ）時設定刀具補償，絲錐和鑽頭（tóu）的長度得到補償，機床零點（diǎn）設定後，即使絲錐和鑽頭長度不同，由於補償的存在，在調用絲錐工作時，零點Z坐（zuò）標會自動向Z+（或Z）補償（cháng）絲錐的長度，以保（bǎo）證加工零點的正（zhèng）確。
　　02
　　刀具長度補償指令（lìng）
　　刀具長度補（bǔ）償（cháng）通過執行含有G43（G44）和H指令來實現，同時，我們給出一個Z坐標（biāo）值，使刀具在補償之（zhī）後移動到離工件表麵距離為Z的地方。另外一個指令G49是取消G43（G44）指令的。事實上，我們不需要使用（yòng）這個（gè）指令，因為每把刀具都有自己的（de）長度補償。更換刀具時，利用G43（G44）H指（zhǐ）令賦予（yǔ）了自（zì）己的刀長（zhǎng）補（bǔ）償，自動取消（xiāo）前一把刀具（jù）的長度補償。
　　G43表（biǎo）示存儲器中的補償量（liàng）與程序指令的終點坐標值相加，G44表示相減。要取消刀具長度偏移，可以用（yòng）G49指令或H00指令。程序段N80 G43 Z56 H05在中間（jiān），假（jiǎ）如05存儲器中值為16，則表示終點坐標值為72mm。
　　03
　　刀具（jù）長度（dù）補償的兩種方式
　　（1）使用刀具的實際長度作為刀長的補償（推薦使用次方法）。用刀具長度作為補償就是使用對（duì）刀儀測量刀具的長度，然後把這個數值輸（shū）入到刀具長度補償寄存器中作（zuò）為刀長補償。
　　以（yǐ）刀具長度作為刀長補償，可以避（bì）免在不同的工件（jiàn）加工中不斷地修改刀具長度偏移量。這樣，一個刀具就可以在不同（tóng）的工件上使用，而無需修改（gǎi）刀具（jù）長度偏移量。在這（zhè）種（zhǒng）情況下，可以按照一定的刀具編（biān）號規則為每一把刀具建立檔案，用一（yī）個（gè）小標牌寫上每把刀具（jù）的相關參數，包括刀具的長度、半徑等信息。這對於那些專門設有刀具管理部門的公司來說，就（jiù）不需要麵對（duì）麵地告訴操作員刀具的參數。同時，即使刀具因刀庫容量而被拆除，下次將重新安裝時，也隻需要根據盤上（shàng）的刀具長度值作為刀具長度補償，無需（xū）再進行（háng）測量。
　　使用刀具長度作為刀（dāo）長補償還可以讓機床一邊進行加工（gōng）運行（háng），一邊在（zài）對刀儀上進行其他刀具的（de）長度測量，而不必因為在機床（chuáng）上對（duì）刀而占用機床運行時間，這樣可充分發揮加工中心的效率。當主（zhǔ）軸移動到（dào）編程的Z坐標點時（shí），就是在主軸（zhóu）坐標上加上（或減去）刀具（jù）長度補償後的Z坐標值。
　　（2）利用刀尖在Z方向上與編程零點的距離值（有正負之分）作（zuò）為補償值。這種方法適用於隻有一個人操作機床，沒有足夠的時間來利用對刀儀測（cè）量刀具的長度（dù）時使用。這樣，當使用一把（bǎ）刀加工另一種（zhǒng）工件時（shí），刀具長度補償設置必須重新設置。采用該方法進行刀具長度（dù）補償時，補償值為主軸從機床Z坐標零點到工（gōng）件（jiàn）編程零（líng）點（diǎn）的刀尖運動距離，因此補償值總是負（fù）值（zhí）且很大。
　　04
　　刀具半徑補償概念
　　在輪廓加工（gōng）時，刀具中心運動軌跡（刀具中心或金屬絲（sī）中心的（de）運動軌跡）與被加工零件的實際輪廓（kuò）偏移一定距離，這種偏移稱為刀具半徑補償，也稱刀具中心偏移。
　　由（yóu）於數控（kòng）係統控製（zhì）的是（shì）刀具（jù）中心（xīn）軌跡，因此數控係統必須根據輸入的零件輪廓（kuò）尺寸及刀具半徑補償值計算出刀心軌跡。根據刀具補償指令，數控加工機（jī）床可自動進行刀具半徑補償。特別是在（zài）手工編程時，刀具半徑補償尤為重要。手工編程時，使用刀（dāo）具半徑補償指令，可以根據零件（jiàn）的輪廓值編程，無需計算刀心軌跡（jì）編程，大大減少了計算量和出（chū）錯率。雖然利用CAD/CAM自動編程，手工計算量小，生成程序的速度（dù）快，但當刀具有少（shǎo）量磨（mó）損或加工輪廓尺寸與設計尺寸稍有偏差時，或者在粗銑、半（bàn）精銑和精銑的（de）各工步加工餘量變（biàn）化時，仍需作適當調整，而運用了刀具半徑補（bǔ）償後，不需修改（gǎi）刀具尺寸或（huò）建模尺寸而重新生成程序，隻需要在數（shù）控機床上對刀具補償參數做（zuò）適當修改（gǎi）即可。不僅簡（jiǎn）化了編程計算，而且（qiě）增加了程序的可讀性。
　　刀具半徑補（bǔ）償有B功能（néng）（Basic）和C功能（Complete）兩種補償形式。由於B功能刀具半徑補償隻基於（yú）這一段程序進行刀具補償計算，不能解決程序段之間的過渡問題（tí），要求將工件輪廓處理成圓角過渡，因此工（gōng）件尖（jiān）角處工藝性不好。而且編程人員必須事（shì）先估計刀補後可能出現的間斷（duàn）點和交叉點，並進行人為處理，這顯然增加了編程（chéng）的難度；而C功能刀具半徑補償可以（yǐ）自動處理兩程序段刀具中心（xīn）軌跡的轉（zhuǎn）接，並且可以完全按照工件輪廓來（lái）編程，因此現代CNC數控機床幾乎都采用C功能刀具半徑補償。這時要求建立刀具半徑補償程序段（duàn）的後續至少兩個程序段必須有指定補償平麵（miàn）的位移指令（G00、G01，G02、G03等），否（fǒu）則（zé）無法建立正確的刀具補償。
　　05
　　刀具（jù）半徑補償指令（lìng）
　　根據ISO規定，當刀具中心軌跡在程序規定的前進方向的右邊（biān）時稱為右刀（dāo）補，用G42表示；反之（zhī）稱為左刀補（bǔ），用（yòng）G41表示。
　　G41是刀具（jù）左補償指令（左刀補），即順著（zhe）刀具（jù）前進方向看(假定工件不（bú）動)，刀具中心軌（guǐ）跡位於工件輪廓的左邊，稱左（zuǒ）刀補。
　　G42是刀具右補（bǔ）償指令（右刀補（bǔ）），即順著刀具前進方向看(假定工件不動)，刀（dāo）具中心軌跡位於（yú）工件輪廓的右邊，稱右刀補。
　　G40是為取消刀具半徑補償指令，使用（yòng）該指令（lìng）後（hòu），G41、G42指令無效。