数控加工常用的三种补偿方法

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在数控加工中有三种补偿：这三种补偿基本上能解决在加工中因刀具形状而产生的轨迹问题。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，如果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。

此时如果设定刀具补偿，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G43、G44、G49

系统规定除Z轴之外，其他轴也可以使用刀具长度补偿，但同时规定长度补偿只能同时加在一个轴上，要对补偿轴进行切换，必须先取消对前面轴的补偿。

(1)指令格式：

G43α___H___;(α指X、Y、Z任意一轴)，刀具长度补偿“ ”。

G44α___H___;刀具长度补偿“-”。

G49或H00：取消刀具长度补偿。

指令中用G43、G44指令偏移的方向，用H指令偏置量存储器的偏置号;G43指令叫正向补偿，即当用G43对刀具长度补偿值指定一个正值时，刀具按照正向移动。G44指令叫负向补偿，即当用G44对刀具长度补偿值指定一个正值时，刀具按照负向移动。G43和G44是模态G代码。它们一直有效，直到指定同组的G代码为止。执行程序前，需在与地址H所对应的偏置量存储器中，存入相应的偏置值。以z轴补偿为例，若指令 GOO G43 Z100.0 H01;并于H01中存入“-200.0”，则执行该指令时，将用Z坐标值100.与H01中所存“-200.”进行“ ”运算，即100.0 (-200.0)=-100，并将所求结果作为Z轴移动值。加工程序每调用不同的刀具的时候，都要先取消掉原先的刀具补偿，再把新调用的刀具长度补偿进去;而在程序结束前也要记得插入取消指令G49或H0.

二、刀具半径补偿

1.刀具半径补偿的概念

数控加工中心在程序运行时将刀具当做一个点做轨迹运动。比如用刀具R3铣边长100的正方形凸台时，程序按边长100的正方形尺寸输入，而刀具轴心的轨迹是边长106的正方形，则工件上铣削的是符合图纸尺寸的100的正方形。假如不用刀具半径补偿功能，则加工时刀具轴心的轨迹是边长100的正方形，则工件上铣削出的是边长为94的正方形凸台，不符合图纸尺寸的要求。

正像使用了刀具长度补偿在编程时基本上不用考虑刀具的长度一样，因为有了刀具半径补偿，我们在编程时可以不要考虑太多刀具的直径大小了。刀长补偿对所有的刀具都适用，而刀具半径补偿则一般只用于铣刀类刀具。

当铣刀加工工件的外或内轮廓时，就用得上刀具半径补偿，当用端面铣刀加工工件的端面时则只需刀具长度补偿。因为刀具半径补偿是一个比较难以理解和使用的一个指令，所以在编程中很多人不愿使用它。但是我们一旦理解和掌握了它，使用起来对我们的编程和加工将带来很大的方便。

2.刀具半径补偿的使用

刀具半径补偿有B功能和C功能两种补偿形式。由于B功能刀具半径补偿只根据本段程序进行刀补计算，不能解决程序段之间的过渡问题，要求将工件轮廓处理成圆角过渡，因此工件尖角处工艺性不好;C功能刀具半径补偿能自动处理两程序段刀具中心轨迹的转接，可完全按照工件轮廓来编程，因此现代CNC数控机床几乎都采用C功能刀具半径补偿。

刀具半径补偿的方向怎么样判断呢?判断的方法：“顺着刀具运行的方向”上看去刀具在工件的左面为左补偿，刀具在工件的右面为右补偿。补偿可以为“负”，当刀具半径补偿取负值时，G41和G42的功能互换。

刀具的半径值预先存入存储器Dxx中，xx为存储器号，当一个程序需用到几把刀时，建议刀具号Txx和存储器Dxx相对应，即T1号刀具半径补偿值相应地使用D01号存储器，这样加工时不容易搞错。执行刀具半径补偿后，数控系统自动计算，并使刀具按照计算结果自动补偿。在加工的过程中，如果零件轮廓尺寸与图纸尺寸有差别，就可以通过修正存储器Dxx中的半径补偿值，再重新运行程序以达到要求。取消刀具半径补偿用G40，也可用D00取消刀具半径补偿。

使用中需注意：建立、取消刀补时，G41、G42、G40指令必须与G00或G01指令共段，即使用G41、G42、G40指令的程序段中必须同时使用G00或G01指令，而不得同时使用G02或G03，并且建立、取消刀补时所运行的直线段的长度要大于所要补偿的刀具半径值，否则补偿功能不起作用;而在补偿方式中，写入2个或更多刀具不移动的程序段(辅助功能，暂停等等)，刀具将产生过切或欠削。

3.指令格式

G17/G18/G19 G00/G01 G41/G42 IP_D_

G41：刀具半径左补偿

G42：刀具半径右补偿

半径补偿仅能在规定的坐标平面内进行，使用平面选择指令G17、G18或G19可分别选择XY、ZX或YZ平面为补偿平面。半径补偿必须规定补偿号，由补偿号D存入刀具半径值，则在执行上述指令时，刀具可自动左偏(G41)或右偏(G42)一个刀具半径补偿值。由于刀补的建立必须在包含运动的程序段中完成，因此以上格式中，也写入了G00(或G01)。在程序结束前应取消补偿。

三、夹具偏置补偿

正像刀具长度补偿和半径补偿一样让编程者可以不用考虑刀具的长短和大小，夹具偏置可以让编程者不考虑工件夹具的位置而使用夹具偏置。

当一台加工中心在加工小的工件时，工装上一次可以装夹几个工件，编程者不用考虑每一个工件在编程时的坐标零点，而只需按照各自的编程零点进行编程，然后使用夹具偏置来移动机床在每一个工件上的编程零点。夹具偏置是使用夹具偏置指令G54～G59来执行的。还有一种方法就是使用G92指令设定坐标系。当一个工件加工完成之后，加工下一个工件时使用G92来重新设定新的工件坐标系。

四、刀具补偿之间的关系

1、刀具长度补偿与半径补偿功能的关系

如果在零件的数控加工程序中，既有刀具长度补偿又有刀具半径补偿(在控制器中补偿)指令时，必须把含有长度补偿的程序段写在含有半径补偿的程序段前面，否则半径补偿无效

例如:在下面的程序段中：

N50 GOOG41X20Y20D02

N60 GOOG43Z10

数控系统不执行刀具半径补偿若改为：

N50 GOOG43Z10

N60 GOOG41X20Y20D02

则数控系统既执行刀具半径系统又执行刀具长度补偿指令。

2、刀具长度补偿与其它指令的关系

a.G43,G44指令只能用于直线运动之中，在非直线运动语句中使用时会产生报警;