數(shù)控機床技術與應用第二章-2

8.補償功能G代碼刀具長度補償?shù)毒唛L度自動測量刀具位置偏移刀具半徑補償車刀指狀銑刀立銑刀端銑刀鉆頭鏜刀裝上刀柄及裝在主軸上時，在同一基準上，刀具伸出的長度不一致

CNC銑床或MC所使用的刀具，因每把刀具的長度皆不相同，故使用每一把刀具時都必須作刀長補償，使每一把刀加工出來的深度皆正確、相同。工件如果第一把刀具正常切削工件，而更換一把稍長的刀具后如果工件坐標系不變，零件將被過切。①刀具補償?shù)亩x：刀具補償：補償實際加工時所用的刀具與編程時使用的理想刀具或對刀時使用的基準刀具之間的偏差值，保證加工零件符合要求的一種處理方法。Ｔ01T02T031010②刀具補償類型刀具半徑補償:

補償?shù)毒甙霃綄ぜ喞叽绲挠绊?。刀具長度補償:

補償?shù)毒唛L度方向尺寸的變化。③刀具補償?shù)姆椒ㄈ斯ゎA刀補：人工計算刀補量進行編程機床自動刀補：數(shù)控系統(tǒng)具有刀具補償功能。（1）刀具長度補償①刀具長度補償?shù)膽茫旱毒唛L度尺寸變化時，可以在不改動程序的情況下，通過改變偏置量達到加工尺寸；可在加工深度方向上進行分層銑削，即通過改變刀具長度補償值的大小，多次運行同一程序而實現(xiàn)。在機床上有時可用提高Z軸位置的方法來校驗運行程序。②刀具長度補償?shù)倪^程將不同長度的刀具通過對刀操作獲取差值。通過MDI方式將刀具長度參數(shù)輸入刀具參數(shù)表。執(zhí)行程序中刀具長度補償指令。③刀具長度補償指令刀具長度補償G43，G44，G49G43G44G00G01Z—H—G49G00G01Z—1）格式G43刀具長度正補償G44長度負補償

G49取消補償G43、G44、G49

均為模態(tài)指令

Z為指令終點位置，H為刀補號地址，用H01～H99來指定，它用來調用內存中刀具長度補償?shù)臄?shù)值。執(zhí)行G43：（實際刀具長于理論刀具時，離開工件補償）Z實際值

=Z指令值

+（Hxx）執(zhí)行G44：（實際刀具短于理論刀具時，趨近工件補償）Z實際值

=Z指令值

-（Hxx）

xx是存放補償量的寄存器號。補償量值可以是正值或者是負值。當?shù)堕L補償量取負值時，G43和G44的功效將互換。示例1：使用Ｔ01,T02,T03號刀具對工件進行鉆、擴、鉸加工，編程時選Ｔ01刀具為標準刀具長度。試寫出用G43、G44

指令對T02、T03刀具向下快速移動100mm時進行長度補償?shù)某绦蚨?，并說明存儲器中的補償值是多少?刀具的實際位移是多少?主軸端部Ｔ01T02T031010加工表面鉆孔加工刀具長度補償舉例對圖示零件鉆孔。按理想刀具進行的對刀編程，現(xiàn)測得實際刀具比理想刀具短4mm，若設定（H01）=－4mm，（H02）=4mm（紅色為理想刀具，藍色為實際刀具）43518303222030306030120OO13161011122345789#1#2#3+Y+X+X%0005N1G91G00X120.0Y80.0N2G43Z-32.0H01S630M03

(或N2G44Z-32.0H02)N3G01Z-21.0F120N4G04P1000N5G00Z21.0N6X90.0Y-20.0N7G01Z-23.0F120N8G04P1000N9G00Z23.0主程序號增量編程方式，快速移到孔#1正上方。

理想刀具下移值Z=-32，實際刀具下移值Z=-40下移到離工件上表面距離3mm的安全高度平面，主軸正轉。以工進方式繼續(xù)下移21mm?？椎讜和?s?？焖偬岬吨涟踩娓叨取？煲频娇?2的正上方。向下進給23mm，鉆盲孔#2?？椎讜和?s?？焖偕弦?3mm，提刀至安全平面。程序單N10X-60.0Y-30.0N11G01Z-35.0F120N12G49G00Z67.0N13X-150.0Y-30.0N14M05M02快移到孔#3的正上方。向下進給35mm，鉆孔#3。理想刀具快速上移67mm，實際刀具上移75mm，提刀至初始平面。刀具返回初始位置處。主軸停，程序結束。

程序單續(xù)從上述程序大致了解鉆孔加工的走刀路線及鉆孔的基本編程方法，當所使用的數(shù)控銑床不具備更高級的鉆孔專用指令時，通常都需要這樣一步步地編程，更方便的鉆孔編程方法將在后面的章節(jié)中逐步介紹。⑵刀具半徑補償①刀具半徑補償?shù)淖饔迷跀?shù)控銑床上進行輪廓銑削時，由于刀具半徑的存在，刀具中心軌跡與工件輪廓不重合。因磨損、重磨或換新刀而引起刀具直徑改變后，不必修改程序，只需在刀具參數(shù)設置中輸入變化后的刀具直徑，即可適用于同一程序。。

數(shù)控編程只需按工件輪廓進行，數(shù)控系統(tǒng)自動計算刀具中心軌跡，使刀具偏離工件輪廓一個半徑值，即進行刀具半徑補償。②

刀具半徑補償應用同一程序中，對同一尺寸的刀具，利用刀具半徑補償，可進行粗、精加工。

例如:刀具半徑為R，精加工余量為A。粗加工時，輸入刀具半徑偏置量D=R+A。精加工時，用同一程序，同一刀具，但輸入刀具半徑偏置量D=R，則加工出要求的輪廓。Ⅰ、刀補的建立：在刀具從起點接近工件時，刀心軌跡從與編程軌跡重合過渡到與編程軌跡偏離一個偏置量的過程。Ⅱ、刀補進行：刀具中心始終與編程軌跡相距一個偏置量直到刀補取消。Ⅲ、刀補取消：刀具離開工件，刀心軌跡要過渡到與編程軌跡重合的過程。③刀具半徑補償?shù)倪^程④刀具半徑補償指令G41，G42，G40X—Y—X—Z—Y—Z—D(或H)—G17G18

G19

G41G42G00G01執(zhí)行刀補X—Y—X—Z—Y—Z—G40G00G01取消刀補X、Y

、Z值表示刀具移至終點時，輪廓曲線（編程軌跡）上點的坐標值。D(或H)為刀補號地址，用D01～D99來指定，它用來調用內存中刀具半徑補償?shù)臄?shù)值。指令的幾點說明：Ⅰ.G41刀徑左補償，G42刀徑右補償。

刀補位置的左右應是順著刀具前進的方向進行判斷的。

G40為取消刀補。

順銑逆銑

Ⅱ.在進行刀徑補償前，必須用G17或G18、G19指定刀徑補償是在哪個平面上進行。平面選擇的切換必須在補償取消的方式下進行，否則將產生報警。Ⅲ.刀補的引入和取消要求應在G00或G01程序段，不要在G02/G03程序段上進行。Ⅳ.當?shù)堆a數(shù)據(jù)為負值時，則G41、G42功效互換。Ⅴ.改變刀具偏移量通常在取消刀補狀態(tài)。Ⅵ.G40、G41、G42都是模態(tài)代碼，可相互注銷。取消刀具補償還可用：G00/G01X

Y

DOO（或H00）ⅦB、C補償功能（4）拐角圓弧插補指令G39；或G39

N1偏移矢量0,10N2編程軌跡N3刀具中心軌跡-10,10XYYXN10,10N2偏移矢量N3刀具中心軌跡I=-1,J=2編程軌跡-10,20

N1Y10.0 N2G39；N3X-10；

N1Y10.0;N2G39I-1.0J2.0；

N3X-10.0Y20.0；

拐角圓弧終點的矢量垂直于由I,J,K確定的矢量。YP1(250,550)P2(250,900)P3(450,900)P4(500,1150)P5(900,1150)C1(700,1300)R250C2(1550,1550)R650R650C3(-150,1150)P6(950,900)P7(1150,900)P8(1150,550)P9(700,650)例1：G92X0Y0Z0；

設定坐標系，刀具開始位置O(X0,Y0,Z0)；N1G90G17G00G41D07X250.0Y550.0；

建立刀具半徑補償方式

(偏移方式

),刀具向編程軌跡左邊偏離以

D07

指定的距離

,即刀具中心偏離工件輪廓一個刀具半徑距離；N2

G01

Y900.0F150；

加工P1到P2的直線；N3

X450.0；

加工P2到P3的直線；N4

G03

X500.0Y1150.0R650.0；

加工P3到P4的逆時針圓弧；N5G02X900.0R-250.0；

加工P4到P5的順時針圓?。籒6

G03

X950.0Y900.0R650.0；

加工P5到P6的逆時針圓??；N7

G01

X1150.0；

加工P6到P7的直線；N8

Y550.0;

加工P7到P8的直線；N9

X700.0Y650.0；

加工P8到P9的直線；N10

X250.0Y550.0；

加工P9到P1的直線；N11G00G40X0Y0;

取消偏移方式，返回開始位置O。例2：采用直徑為8mm的立銑刀，對下面的零件進行加工，利用刀具的半徑補償進行加工。

（3）刀尖圓弧半徑補償①刀尖補償?shù)哪康娜糗囅骷庸な褂眉饨擒嚨叮段稽c即為刀尖，其編程軌跡和實際切削軌跡完全相同。若使用帶圓弧頭車刀（精車時），在加工錐面或圓弧面時，會造成過切或少切。為了保證加工尺寸的準確性，必須考慮刀尖圓角半徑補償以消除誤差。由于刀尖圓弧通常比較小(常用r1.2～1.6mm),故粗車時可不考慮刀具半徑補償。按假想刀尖編出的程序，進行外圓、內孔等與X、Z軸平行的表面加工時，是不會產生誤差的，但在進行倒角、錐面和圓弧切削時會產生少切或過切的現(xiàn)象。刀尖半徑補償?shù)膶崿F(xiàn)②刀尖補償?shù)姆椒ㄈ斯ゎA刀補：人工計算刀補量進行編程機床自動刀補：G代碼③機床刀尖補償自動補償Ⅰ.機床自動刀補原理當編制零件加工程序時，不需要計算刀具中心運動軌跡，只按零件輪廓編程。使用刀具半徑補償指令。在控制面板上手工輸入刀具補償值。

具有刀尖圓弧自動補償功能的數(shù)控系統(tǒng)能根據(jù)刀尖圓弧半徑計算出補償量，避免少切或過切現(xiàn)象的產生。G41——刀具左補償：站在刀具路徑上，向切削前進方向看，刀具在工件的左方。G42——刀具右補償：站在刀具路徑上，向切削前進方向看，刀具在工件的右方。G40——取消刀尖圓弧半徑補償，即按程序路徑進給?！咀⒁馐马棥?、G41或G42指令必須和G00或G01指令一起使用，不得是G02或G03。且當切削完輪廓后即用指令G40取消補償。2、工件有錐度、圓弧時，必須在精車錐度或圓弧前一程序段建立半徑補償，一般在切入工件時的程序段建立半徑補償。3、指令刀尖半徑補償G41或G42后，刀具路徑必須是單向遞增或單向遞減。即指令G42后刀具路徑如向Z軸負方向切削，就不允許往Z軸正方向移動，故必須在往Z軸正方向移動前，用G40取消刀尖半徑補償。(車削）4、建立刀尖半徑補償后，在Z軸的切削移動量必須大于其刀尖半徑值；在X軸的切削移動量必須大于2倍刀尖半徑值，這是因為X軸用直徑值表示的緣故。(車削）5

G41/G42不帶參數(shù)，其補償號(代表所用刀具對應的刀尖半徑補償值)由T代碼指定。其刀尖圓弧補償號與刀具偏置補償號對應。刀尖圓弧半徑補償寄存器中，定義了車刀圓弧半徑及刀尖的方向號。車刀刀尖的方向號定義了刀具刀位點與刀尖圓弧中心的位置關系，其從0~9有十個方向。Ⅱ.刀尖方位的設置車刀形狀很多，使用時安裝位置也各異，由此決定刀尖圓弧所在位置。把代表車刀形狀和位置的參數(shù)輸入到數(shù)據(jù)庫中。以刀尖方位號表示。若刀尖方位碼設為0或9時，機床將以刀尖圓弧中心為刀位點進行刀補計算處理；當?shù)都夥轿淮a設為1～8時，機床將以假想刀尖為刀位點，根據(jù)相應的代碼方位進行刀補計算處理。假想刀尖方向是指假想刀尖點與刀尖圓弧中心點的相對位置關系。0與9的假想刀尖點與刀尖圓弧中心點重疊。刀具補償參數(shù)設定刀具按圖示走刀路線進行精加工，已知進給量為0.1mm/r，主軸轉速800r/min，試建立刀尖圓弧半徑補償編程。O4004；S800M03；T0303；G00G42X26.Z2.；G01Z0.F0.1；X56.；X60.Z-2.0；Z-12.；G02X80.Z-22.R10.；G01X90.；U6.0W-3.；G00G40X100.Z100.；M30；【例1：刀尖半徑補償在精加工程序中應用】例2：考慮刀尖半徑補償O1111N1G92X40.0Z10.0N2T0101N3M03S400N4G00X40.0Z5.0N5G00X0.0N6G42G01Z0F60(加刀補)N7G03X24.0Z-24R15N8G02X26.0Z-31.0R5N9G40G00X30(取消刀補)N10G00X45Z5N11M30COD（24，-24）O3345

N1T0101

（換一號刀，確定其坐標系）N2M03S400

（主軸以400r/min正轉）N3G00X40Z5

（到程序起點位置）N4G00X0

（刀具移到工件中心）N5G01G42Z0F60

（加入刀具園弧半徑補償，工進接觸工件）N6G03U24W-24R15（加工R15圓弧段）N7G02X26Z-31R5

（加工R5圓弧段）N8G01Z-40

（加工Φ26外圓）N9G00X30

（退出已加工表面）N10G40X40Z5

（取消半徑補償，返回程序起點位置）N11M30

（主軸停、主程序結束并復位）N10G50X200Z175；

N20M04S1000T0100；

N30G00G42X58Z10T0101M08；

N40G96S200；

N50G01Z0F0.1；

N60X70F0.05；

N70X78Z-4F0.15；

N80X83；

N90X85Z-5；N91Z-15；

N100G02X91Z-18R3；

N110G01X94；

N120X97Z-19.5；

N130X100；

N140G00G40G97X120Z0T0100M09；N150G28U2W2；

N160M30；例：應用刀尖圓弧自動補償功能加工圖示零件。

R15R102528601503020φ302510R10150對刀點160刀補引入刀補取消φ87545120刀座20采用刀座對刀后安裝刀具H01=45D01=8wZYXXG42w刀補編程舉例3%0004G92X150.0Y160.0Z120.0G90G00X100.0Y60.0G43Z-2.0H01S100M03

G42G01X75.0D01F100X35.0G02X15.0R10.0G01Y70.0G03X-15.0R15.0G01Y60.0G02X-35.0R10.0G01X-75.0G09Y0主程序號建立工件坐標系絕對值方式，快進到X=100，Y=60指令高度Z=-2，實際到達高Z=-43處刀徑補償引入，插補至X=75，Y=60直線插補至

X=35，Y=60順圓插補至

X=15，Y=60直線插補至

X=15，Y=70逆圓插補至

X=-15，Y=70直線插補至

X=-15，Y=60順圓插補至

X=-35，Y=60直線插補至

X=-75，Y=60直線插補至

X=-75，Y=0處，

程序單G01X45.0X75.0Y20.0Y65.0

G40G00X100.0Y60.0

G49Z120.0

X150.0Y160.0M05M30直線插補至

X=45，Y=45直線插補至

X=75，Y=20直線插補至

X=75，Y=65，輪廓切削完畢取消刀補，快速退至（100，60）的下刀處，快速抬刀至Z=120的對刀點平面快速退刀至對刀點主軸停，程序結束，復位。

程序單采用機床自動刀補的程序與不考慮刀補的程序并沒有多大的不同，只是在原來的程序上增加了有關刀補指令而已。考慮刀補后的程序適應性強，對不同長度、不同半徑的刀具僅只需改變刀具補償量即可。

半徑補償時的過切現(xiàn)象及防止①加工半徑小于刀具半徑的內圓?、诒汇娤鞑鄣讓挾刃∮诘毒咧睆舰奂庸け鹊毒甙霃叫〉呐_階④無移動類指令⑤刀具偏移指令（自學）G45IP_D_；增加一個刀具偏移量的移動距離G46IP_D_；減少一個刀具偏移量的移動距離G47IP_D_；增加二個刀具偏移量的移動距離G48IP_D_；減少二個刀具偏移