刀具偏置补偿：让加工程序不受刀尖位置影响的功能

一、刀具补偿功能指令

刀具的补偿包括刀具的偏置和磨损补偿，以及刀尖半径补偿。

注意：刀具的偏置和磨损补偿是由T代码指定的功能，而不是由G代码规定的准备功能。但为了方便用户阅读，保持整个说明书的系统性和连贯性，改在此处描述。

编程时，设定刀架上各刀在工作位时，其刀尖位置是一致的。但由于刀具的几何形状及安装的不同，其刀尖位置是不一致的，其相对于工件原点的距离也是不同的。因此，需要将各刀具的位置值进行比较或设定，称为刀具偏置补偿。刀具偏置补偿可使加工程序不随刀尖位置的不同而改变。刀具偏置补偿有以下两种形式：

图6.4　刀具偏置的相对补偿形式

1.相对补偿形式

如图6.4所示，在对刀时，确定一把刀为标准刀具，并以其刀尖位置A为依据建立坐标系。这样，当其他各刀转到加工位置时，刀尖位置B相对于标准刀具刀尖位置A就会出现偏置，原来建立的坐标系就不再适用。因此，应对非标刀具相对于标准刀具之间的偏置值Δx，Δz进行补偿。使刀尖位置B移至位置A。标准刀具偏置值为机床回到机床零点时，工件坐标系零点相对于工作位上标准刀具刀尖位置的有向距离。

2.绝对补偿形式

绝对补偿形式是指机床回到机床零点时，工件坐标系零点，相对于刀架工作位上各刀刀尖位置的有向距离。当执行刀偏补偿时，各刀以此值设定各自的加工坐标系，如图6.5所示。

刀具使用一段时间后的磨损也会使产品尺寸产生误差。因此，需要对其进行补偿。该补偿与刀具偏置补偿存放在同一个寄存器的地址号中。各刀的磨损补偿只对该刀有效（包括标准刀具）。

刀具的补偿功能由T代码指定，其后的4位数字分别表示选择的刀具号和刀具偏置补偿号。T代码的说明为

T××+××

刀具号+刀具补偿号

图6.5　刀具偏置的绝对补偿形式

刀具补偿号是刀具偏置补偿寄存器的地址号。该寄存器存放刀具的X轴和Z轴偏置补偿值、刀具的X轴和Z轴磨损补偿值。

T加补偿号表示开始补偿功能。补偿号为00表示补偿量为0，即取消补偿功能。

系统对刀具的补偿或取消都是通过拖板的移动来实现的。补偿号可与刀具号相同，也可不同，即一把刀具可对应多个补偿号（值）。

如图6.6所示，如果刀具轨迹相对编程轨迹具有X向、Z向上补偿值（由X向、Z向上的补偿分量构成的矢量，称为补偿矢量），那么程序段中的终点位置加上或减去由T代码指定的补偿量（补偿矢量），即刀具轨迹段终点位置。

如图6.7所示，先建立刀具偏置磨损补偿，后取消刀具偏置磨损补偿。

图6.6　经偏置磨损补偿后的刀具轨迹

图6.7　刀具偏置磨损补偿编程

编制程序如下：

%1234；

T0202　M03　S800；(www.xing528.com)

G01　X50　Z100；

G01　Z200；

G01　X100　Z250　T0200；

M30；

二、刀尖圆弧半径补偿G40，G41，G42

格式：

说明：

数控程序一般是针对刀具上的某一点（即刀位点），按工件轮廓尺寸编制的。车刀的刀位点一般为理想状态下的假想刀尖A点或刀尖圆弧圆心O点。但实际加工中的车刀，因工艺或其他要求，刀尖往往不是一理想点，而是一段圆弧。当切削加工时，刀具切削点在刀尖圆弧上变动，造成实际切削点与刀位点之间的位置有偏差，故造成过切或少切。这种刀尖不是一理想点而是一段圆弧所造成的加工误差，可用刀尖圆弧半径补偿功能来消除。刀尖圆弧半径补偿是通过G41，G42，G40代码及T代码指定的刀尖圆弧半径补偿号，加入或取消半径补偿。

G40：取消刀尖半径补偿。

G41：左刀补（在刀具前进方向左侧补偿），如图6.8所示。

G42：右刀补（在刀具前进方向右侧补偿），如图6.8所示。

图6.8　左刀补和右刀补

X，Z：G00/G01的参数，即建立刀补或取消刀补的终点。

注意：G40，G41，G42都是模态代码，可相互注销。

注意：

①G41/G42不带参数，其补偿号（代表所用刀具对应的刀尖半径补偿值）由T代码指定。其刀尖圆弧补偿号与刀具偏置补偿号对应。

②刀尖半径补偿的建立与取消只能用G00或G01指令，不能是G02或G03；刀尖圆弧半径补偿存储器中，定义了车刀圆弧半径及刀尖的方向号；车刀刀尖的方向号定义了刀具刀位点与刀尖圆弧中心的位置关系，从0～9有10个方向，如图6.9所示。

图6.9　车刀刀尖位置码的定义

三、编程实例

根据图形轮廓形状，在考虑刀尖圆弧半径补偿的前提下，编制如图6.10所示的零件加工程序。

图6.10　圆弧半径补偿编程实例

编制程序如下：