数控铣床刀具补偿功能 数控铣床刀具半径补偿方法

一、数控铣床刀具补偿功能

数控铣床在切削过程中不可避免的会出现刀具磨损的情况，这时加工出的工件尺寸也会随之变化。如果系统功能中有刀具尺寸补偿功能，可在操作面板上输⼊相应的修正值进行修调，否则就必须重新编写程序。刀具尺寸的补偿通常有三种：刀具位置补偿、刀具长度补偿和刀具半径补偿（在数控铣床上用到的补偿为后两种）。

1、刀具长度补偿

为了简化零件的数控加工编程，使数控程序与刀具形状和刀具尺寸尺量无关。现代数控系统除了具有刀具半径补偿功能外，还具有刀具长度补偿功能。刀具长度补偿使刀具垂直于进给平面偏移一个刀具长度修正值，因此在数控编程过程中，一般无需考虑刀具长度。刀具长度补偿要视情况而定，一般而言，刀具长度补偿对于二坐标和三坐标联动加工时有效的，但对于刀具摆动的四、五坐标联动数控加工，刀具长度补偿则无效，在及进行刀位计算时可以不考虑刀具长度，但后置处理计算过程中必须考虑刀具长度。刀具长度补偿在发生作用前，必须先进行刀具参数的设置。设置的方法有机内切法、机内对刀法、机外对刀和编程法。有的数控系统补偿使的是刀具实际长度与标准刀具相对于相关点的长度。

2、刀具半径补偿

刀具半径补偿有两种方式，分别称为B型刀补和C型刀补。B型刀补在工件轮廓的拐角处用圆弧过渡，这样在外拐角处，由于补偿过程中刀具切削刃始终与工件尖角接触，使工件上尖角变钝，在内拐角处则会引起过切现象，C型刀补采用了⽐较复杂的刀偏矢量计算的数学模型，彻底消除了B型刀补存在的不足。

二、 数控铣床刀具半径补偿方法

1、刀具半径补偿过程：铣削轮廓平面时，由于铣刀半径不同，使得铣同一轮廓时的各把道具的中心轨迹都不相同。因此，就要使用半径补偿功能，按照图纸的轨迹进行编程，可以减少编程的复杂程度。

进行刀具半径补偿，当刀具移动时，刀具轨迹可以偏移一个刀具半径。为了偏移一个刀具半径，CNC首先建立长度等于刀具半径的补偿矢量（起刀点）。补偿矢量垂直刀具轨迹。矢量尾部在工件上而头部指向刀具中心。

如果在起刀之后指定直线插补或圆弧插补，在加工期间，刀具轨迹可以偏置矢量的长度偏移。在加工结束时，为使刀具返回到开始位置，需撤销刀具半径补偿方式。

G00（或G01）、G41（或G42）、IP-D-、G40 IP；式中，G41为刀具半径左补偿（07组）；G42为刀具半径右补偿（07组）；IP为指定坐标轴移动；D为指定刀具半径补偿值的代码（13位）；G40为刀具半径补偿取消（07组）。

2、说明：

①偏置取消方式。当电源接通时，CNC系统处于偏置方式取消状态。在取消方式中，矢量总是0，并且刀具中心轨迹和编程轨迹一致。

②起刀。当在偏置取消方式指定刀具半径补偿指令（G41或G42，在偏置平面内，非零尺寸字和除D0以外的D代码）时，CNC进人偏置方式。用这个指令移动刀具称为起刀。起刀时应指定快速点定位（G00）或直线插补（G01）。如果指定圆弧插补（G02、G03），系统会报警。

处理起刀程序段和以后的程序段时，CNC预读两个程序段。

③偏置方式。在偏置方式中，由快速点定位（G00）、直线插补（G01）或圆弧插补（G02、G03）实现补偿。如果在偏置方式中，处理两个或更多刀具不移动的程序段（辅助功能、暂停等），刀具将产生过切或欠切现象。如果在偏置方式中切换偏置平面，系统出现报警，并且刀具停止移动。

④偏置方式取消。在偏置方式中，当满足下面条件中的任何一个，程序段被执行时，CNC进入偏置取消方式，并且这个程序段的动作称为偏置取消：

G40的程序段；指定了刀具半径补偿偏置号为0的程序段。当执行偏置取消时，圆弧指令（G02、G03）无效。如果指定圆弧指令，系统报警并且刀具停止移动。

⑤刀具半径补偿值的改变。通常，刀具半径补偿值应在取消方式改变，即换刀时。如果在偏置方式中改变刀具半径补偿值，在程序段的终点的矢量被计算作为新力具半径补偿值。

⑥正/负刀具半径补偿值和刀具中心轨迹。如果偏置量是负值（-），则G41和G42互换。即如果刀具中心正围绕工件的外轮廓移动，它将绕着内侧移动，或者相反。一般情况下，偏置量是正值（+）。如果偏置量改为负值（-），则刀具中心移动  就会改变。利用这种特性，可以加工阴、阳两个工件。

⑦刀具半径补偿值设定。在MDI面板上，把刀具半径补偿值赋给D代码。刀具半径补偿值的指定范围。