数控车床刀具补偿功能的应用

简述数控车床的刀具补偿的作用及其实现方法。

数控车床的刀具补偿是为了解决因刀具磨损、机床误差和工件材料等原因导致的加工偏差问题。

刀具补偿可以通过调整刀具的位置来使加工尺寸达到设计要求。

实现方法分两种：
1.编程补偿：在编制数控程序时，可以通过G代码或M代码实现刀具补偿，将补偿值作为数字输入到程序中，控制系统会自动调整切削刃的位置和刀具半径等参数；
2.自动补偿：数控系统可以实现自动测量和计算误差，然后自动调整刀具位置和补偿值。

自动测量可以通过工件直接测量或机床的编码器来实现，在计算误差时，数控系统会根据预设规则自动计算出刀具补偿值，然后通过控制信号来实现补偿。

数控加工中刀具补偿的应用朱卫峰[中国长江动力公司(集团)]摘要:刀具补偿是数控机床的主要功能之一,他分为:刀具长度补偿、刀具半径补偿、刀具偏置补偿种。

它们基本上能解决加工过程中根据刀具几何形状尺寸产生零件轮廓轨迹等问题,从而保证加工出符合图纸尺寸要求的零件。

关键词:刀具半径补偿,刀具长度补偿,刀具几何补偿,磨损补偿引言:刀具补偿的理论及其实现,在各类数控系统中都已经是比较成熟的技术。

在使用数控机床加工零件的过程中,刀具的运动轨迹不等同于工件的轮廓。

为了保证工件轮廓形状,加工时数控系统必须根据工件轮廓和刀具的几何形状尺寸计算出刀具中心运动轨迹。

在建立、执行刀补后,数控系统自动计算、自动调整刀位点到刀具的运动轨迹从而加工出符合图纸尺寸要求的形状。

当刀具磨损或更换后，加工程序不变，只须更改程序中刀具补偿的数值。

刀具补偿使用简单方便，能极大提高编程的工作效率。

下面就刀具补偿在一般数控加工中的应用进行探讨:一.刀具半径补偿1.刀具半径补偿的概念A.在轮廓加工过程中，由于刀具总有一定的半径，刀具中心的运动轨迹与所需加工零件的实际轮廓并不重合。

在进行轮廓加工时，刀具中心偏离零件的实际轮廓表面(图纸中所要加工对象的轮廓)一个刀具半径值。

这种偏移，称为刀具半径补偿。

B.采用刀具半径补偿的作用和意义数控机床一般都具备刀具半径补偿的功能。

在加工中，使用数控系统的刀具半径补偿功能，就能避开数控编程过程中的繁琐计算，而只需计算出工件加工轮廓轨迹的起始点坐标值即可。

同时，利用刀具半径补偿功能，还可以实现同一程序的粗、精加工以及同一程序的阴阳模具加工等功能。

C.刀具半径补偿指令的使用方式根据ISO 标准规定，当刀具中心轨迹在编程轨迹前进方向的左边时，称为左刀补，用G41表示；刀具中心轨迹在编程轨迹前进方向的右边时，称为右刀补，用G42表示；注销刀具半径补偿时用G40表示。

2 刀具半径补偿过程A.刀具半径补偿建立：当输入的程序段包含有G41/G42命令时，系统认为此时已进入刀补建立状态。

浅谈数控车中刀具补偿功能【摘要】：本文介绍了数控车床中刀具半径补偿功能的使用【关键词】：数控车床，刀具半径补偿，刀尖圆弧半径。

前言加工程序时，一般将刀尖看作是一个点，然而实际上刀尖是有圆弧的，在切削内孔，外圆及端面的时侯，刀尖圆弧不影响加工尺寸以及形状，但在切削圆锥面和圆弧等加工轨迹与机床轴线不平行的曲线时，则实际的切削点和理想刀尖点之间在X，Z轴方向都会存在位置偏差，如图（1）所示。

以理想的刀尖点R编程的进给轨迹为（1）图中的轮廓线,圆弧刀尖实际切削轨迹为（1）图中斜线所示，会出现欠切或者过切现象，造成加工误差。

刀具半径补偿目的就是为了解决刀尖圆弧可能引起的加工方面的误差。

一、刀具半径补偿功能绝大多数全功能的数控车床具备了刀具半径补偿功能，在编程时，可以按工件的实际轮廓尺寸从而进行编程，再通过系统的自动补偿刀具半径值，数控系统根据程序中的工件的实际轮廓和刀具半径补偿值从而自动计算，刀具的半径刀位点自动调整到刀具运动轨迹中。

对于具有了刀具半径补偿功能的数控车床，我们在编制程序的时侯可以利用此能来消除如（2）图所示的过切或者切削残留的现象，从而加工出合功格的零件。

二、圆弧半径补偿的方法1．刀具半径补偿指令的选定刀具半径补偿是不是需要或者采用哪种方式补偿，那是由G指令决定：G40——刀具半径补偿取消，即是使用该指令之后，使G41，G42指令失效。

G41——刀具半径左边补偿，即是沿刀具运动方向看，刀具在零件左侧时的刀具半径补偿。

G42——刀具半径右边补偿，即是沿刀具运动方向看，刀具在零件右侧时的刀具半径补偿。

刀具补偿的指令格式为：G40/G41/G42 G00/G01X—Z—X，Z：G00/G01的参数，就是建立到不或取消到布的终点坐标值；图（3）为G41和G42中的R选择方法图（3）G41/G42的选择与刀架的位置，工件的形状及刀具的类型有关。

如图，表一刀尖R补偿模式选择2．假想刀具的刀尖R的方位确定：假想车刀刀尖相对于圆弧中心的方位和刀具移动方向有关系，它就影响圆弧车刀补偿计算的结果。

三种补偿在数控加工中有3种补偿：刀具长度的补偿；刀具半径补偿；夹具补偿。

这三种补偿基本上能解决在加工中因刀具外形而产生的轨迹问题。

下面是三种补偿在一般加工编程中的应用。

一、刀具长度补偿：1．刀具长度的概念刀具长度是一个很重要的概念。

我们在对一个零件编程的时候，首先要指定零件的编程中心，然后才能建立工件编程坐标系，而此坐标系只是一个工件坐标系，零点一般在工件上。

长度补偿只是和Z坐标有关，它不象X、Y平面内的编程零点，因为刀具是由主轴锥孔定位而不改变，对于Z坐标的零点就不一样了。

每一把刀的长度都是不同的，例如，我们要钻一个深为50mm的孔，然后攻丝深为45mm，分别用一把长为250mm 的钻头和一把长为350mm的丝锥。

先用钻头钻孔深50mm，此时机床已经设定工件零点，当换上丝锥攻丝时，假如两把刀都从设定零点开始加工，丝锥因为比钻头长而攻丝过长，损坏刀具和工件。

此时假如设定刀具补偿，把丝锥和钻头的长度进行补偿，此时机床零点设定之后，即使丝锥和钻头长度不同，因补偿的存在，在调用丝锥工作时，零点Z坐标已经自动向Z （或Z）补偿了丝锥的长度，保证了加工零点的正确。

2.刀具长度补偿的工作使用刀具长度补偿是通过执行含有G43（G44）和H指令来实现的，同时我们给出一个Z坐标值，这样刀具在补偿之后移动到离工件表面距离为Z的地方。

另外一个指令G49是取消G43（G44）指令的，其实我们不必使用这个指令，因为每把刀具都有自己的长度补偿，当换刀时，利用G43（G44）H指令赋予了自己的刀长补偿而自动取消了前一把刀具的长度补偿。

3.刀具长度补偿的两种方式（1）用刀具的实际长度作为刀长的补偿（推荐使用这种方式）。

使用刀长作为补偿就是使用对刀仪测量刀具的长度，然后把这个数值输入到刀具长度补偿寄存器中，作为刀长补偿。

使用刀具长度作为刀长补偿的理由如下：首先，使用刀具长度作为刀长补偿，可以避免在不同的工件加工中不断地修改刀长偏置。

数控车床加⼯⼑具补偿功能怎么⽤？⼀、数控车床⽤⼑具的交换功能1. ⼑具的交换指令格式⼀：T0101；该指令为FANUC系统转⼑指令，前⾯的T01表⽰换1号⼑，后⾯的01表⽰使⽤1号⼑具补偿。

⼑具号与⼑补号可以相同，也可以不同。

指令格式⼆：T04D01；该指令为SIEMENS系统转⼑指令，T04表⽰换4号⼑，D01表⽰使⽤4号⼑的1号⼑沿作为⼑具补偿存储器。

2. 换⼑点所谓换⼑点是指⼑架⾃动转位时的位置。

⼤部分数控车床，其换⼑点的位置是任意的，换⼑点应选在⼑具交换过程中与⼯件或夹具不发⽣⼲涉的位置。

还有⼀些机床的换⼑点位置是⼀个固定点，通常情况下，这些点选在靠近机床参考点的位置，或者取机床的第⼆参考点来作为换⼑点。

⼆、⼑具补偿功能1. ⼑具补偿功能的定义在数控编程过程中，为使编程⼯作更加⽅便，通常将数控⼑具的⼑尖假想成⼀个点，该点称为⼑位点或⼑尖点。

数控机床根据⼑具实际尺⼨，⾃动改变机床坐标轴或⼑具⼑位点位置，使实际加⼯轮廓和编程轨迹完全⼀致的功能，称为⼑具补偿（系统画⾯上为“⼑具补正”）功能。

数控车床的⼑具补偿分为：⼑具偏移（也称为⼑具长度补偿）⼑尖圆弧半径补偿2. ⼑位点的概念所谓⼑位点是指编制程序和加⼯时，⽤于表⽰⼑具特征的点，也是对⼑和加⼯的基准点。

数控车⼑的⼑位点如图所⽰。

尖形车⼑的⼑位点通常是指⼑具的⼑尖；圆弧形车⼑的⼑位点是指圆弧刃的圆⼼；成形⼑具的⼑位点也通常是指⼑尖。

三、⼑具偏移补偿1. ⼑具偏移的含义⼑具偏移是⽤来补偿假定⼑具长度与基准⼑具长度之长度差的功能。

车床数控系统规定X轴与Z 轴可同时实现⼑具偏移。

⼑具⼏何偏移：由于⼑具的⼏何形状不同和⼑具安装位置不同⽽产⽣的⼑具偏移。

⼑具磨损偏移：由⼑具⼑尖的磨损产⽣的⼑具偏移。

⼑具偏移补偿功能⽰例：FANUC系统的⼑具⼏何偏移参数设置如图所⽰，如要进⾏⼑具磨损偏移设置则只需按下软键[磨耗]即可进⼊相应的设置画⾯。

图中的代码“T”指⼑沿类型，不是指⼑具号，也不是指⼑补号。

浅谈数控车中刀补的应用作者：刘建萍来源：《职业·下旬》2010年第02期为了延长刀具的使用寿命,提高工件的加工精度,笔者在数控车的程序编制中引入了刀补这个概念。

刀补,也就是刀具的补偿功能,主要是指刀具的偏置补偿和刀尖的圆弧半径补偿。

下面笔者就以FANUC 0i MATE –TB为例来说明这一问题。

一、刀具偏置用来补偿实际刀具和编程中的假想刀具的偏差刀具偏置分为刀具几何偏置和刀具磨损偏置。

刀具几何偏置用来补偿刀具形状或刀具安装位置。

对刀时,将试车完的零件直径X数值和轴向尺寸Z存入工具补正中(形状),刀具磨损偏置用于补偿刀尖磨损量。

粗加工结束后,分别将X向和Z向的实际尺寸和理想尺寸差值存入工具补正中(磨耗)。

刀具偏置是用T代码的指令格式来指定。

T代码的类型主要有两位数指令(TXX)和四位数指令(TXXXX)两类。

(注:刀具选择就是指定与刀具号对应的T代码)二、刀具半径补偿是对刀尖圆弧半径引起的误差进行补偿具半径补偿的方法是在加工工件之前,通过机床的数控系统的操作面板向系统存储器中输入刀具半径补偿的相关参数:刀尖圆弧半径R和刀尖的方位T。

编程时,按零件轮廓编程,并在程序中采用刀具半径补偿指令。

当系统执行程序中的半径补偿指令时,数控装置读取存储器中相应刀具号的半径补偿参数,刀具自动沿刀尖方位T方向偏离零件轮廓一个刀尖圆弧半径值R,刀具按刀尖圆弧圆心轨迹运动,加工出所要求的零件轮廓。

1.补偿刀尖圆弧半径大小后,刀具自动偏离零件轮廓半径距离必须将刀尖圆弧半径尺寸值输入系统的存储器中。

一般粗加工取0.6～0.8mm,半精加工取0.4mm,精加工取0.2mm。

若粗、精加工采用同一把刀,一般刀尖半径取0.2～0.4mm.2.车刀的形状不同,决定刀尖圆弧所处的位置不同,执行刀具补偿时,刀具自动偏离零件轮廓的方向也就不同要把代表车刀形状和刀位的参数输入到存储器中,称之为刀尖方位T 。

从图2可以看出,如果采用的数控车床是前置刀架,那么会出现下列情况:从右向左车削,外圆车刀的刀尖方位号是3号,内孔刀的刀尖方位是2号;从左向右车削,外圆车刀的刀尖方位号是4号,内孔刀的刀尖方位是1号;车削外螺纹时螺纹刀的刀尖方位号是8号,内螺纹的刀尖方位号是6号;车削右断面时的刀尖号是7号,车削左断面的刀尖号是5号;车削圆弧时圆弧刀的刀尖号是0号或9号。