车削刀具补偿指令

刀具补偿是补偿实际加工时所用的刀具与编程时使用的理想刀具或对刀时用的基准刀具之间的差值，从而保证加工出符合图纸尺寸要求的零件。

2.5.1 刀具的几何补偿与磨损补偿

刀具几何补偿是补偿刀具形状和刀具安装位置与编程时理想刀具或基准刀具的偏移，刀具磨损补偿则是用于补偿当刀具使用磨损后刀具头部与原始尺寸的误差。这些补偿数据通常是通过对刀后采集到的，而且必须将这些数据准确地储存到刀具数据库中，然后通过程序中的刀补代码来提取并执行。

刀补指令用T代码表示。常用T代码格式为T ×× ××，即T后可跟4位数，其中前2位表示刀具号，后两位表示刀具补偿号。当补偿号为0或00时，表示不进行补偿或取消刀具补偿。若设定刀具几何补偿和磨损补偿同时有效时，刀补量是两者的矢量和。刀具的补偿可以根据实际需要分别或同时对刀具轴向和径向的偏移量实行修正。在程序中必须事先编入刀具及其刀具号(例如，在粗加工结束后精加工开始前，在程序中专门输入“T0101”)，每个刀补号的X向补偿值或Z向补偿值根据实际需要由操作者输入，当程序在执行如“T0101”后，系统就调用了补偿值，使刀尖从偏离位置恢复到编程轨迹上，从而实现刀具偏移量的修正。

如图2-77所示，以1号刀作为基准刀具，工件原点为A点，则其他刀具与基准刀具的长度差值(比基准刀具短用负值表示)及换刀后刀具从刀位点到A点的移动距离见表2-12。

图2-77 刀具偏移

表2-12 刀具补偿值表 mm

当换为2号刀后，由于2号刀在X直径方向比基准刀具短10mm，而在Z方向比基准刀具长5mm，因此，与基准刀具相比，2号刀具的刀位点从换刀点移动到A点时，在X方向要多移动10 mm，而在Z方向要少移动5mm。4号刀具移动的距离计算方法与2号刀具的相同。

FANUC系统的刀具补偿参数设定画面如图2-78所示，图中的代码“T”指刀具切削类型，不是指刀具号，也不是指刀补号。如要进行刀具磨损偏置设置则按下“摩耗”键进入相应的设置画面。

图2-78 刀具补偿参数设定画面

2.5.2 刀尖半径补偿

数控程序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点或刀尖圆弧圆心点(如图2-79中的A点)。但实际加工中的车刀，由于工艺或其他要求，刀尖往往不是一理想点，而是一段圆弧(如图2-79中的BC圆弧)，切削加工时，刀具切削点在刀尖圆弧上变动。在切削内孔、外圆及端面时，刀尖不影响加工尺寸和形状;但在切削锥面和圆弧时，会造成过切或欠切现象，如图2-80所示，此时，可以用刀尖半径补偿功能来消除误差。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一致。

图2-79 假想刀尖示意图

图2-80 刀尖圆角R造成的欠切与过切

具有刀具半径补偿功能的数控车床，编程时不用计算刀尖半径的中心轨迹，只需按零件轮廓编程，并在加工前输入刀具半径数据，通过程序中的刀具半径补偿指令，数控装置可自动计算出刀具中心轨迹，并使刀具中心按此轨迹运动。也就是说，执行刀具半径补偿后，刀具中心将自动在偏离工件轮廓一个半径值的轨迹上运动，从而加工出所要求的工件轮廓。

1. 刀尖圆弧半径补偿指令

1) 刀具半径左补偿指令G41

沿刀具运动方向看，刀具在工件左侧时，称为刀具半径左补偿，如图2-81(a)所示。

2) 刀具半径右补偿指令G42

沿刀具运动方向看，刀具在工件右侧时，称为刀具半径右补偿，如图2-81(b)所示。

图2-81 刀尖圆弧半径补偿方向的判别

3) 取消刀具半径补偿指令G40

若要取消刀具半径补偿，可使用指令G40。

4) 指令格式

刀具半径左补偿:G41 G01(G00) X(U)_ Z(W)_ F_;

刀具半径右补偿:G42 G01(G00) X(U)_ Z(W)_ F_;

取消刀具半径补偿:G40 G01(G00) X(U)_ Z(W)_ ;

说明:

(1) G41、G42和G40是模态指令。G41和G42指令不能同时使用，即前面的程序段中如果有G41，就不能接着使用G42，必须先用G40取消G41刀具半径补偿后，才能使用G42，否则补偿就不正常。

(2) 不能在圆弧指令段建立或取消刀具半径补偿，只能在G00或G01指令段建立或取消。

2. 刀具半径补偿的过程

刀具半径补偿的过程分为三步:第一步为刀补的建立，刀具中心从编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏移量的过程;第二步为刀补的进行，执行G41或G42指令的程序段后，刀具中心始终与编程轨迹相距一个偏移量;第三步为刀补的取消，刀具离开工件，刀具中心轨迹过渡到与编程重合的过程。如图2-82所示为刀补建立与取消的过程。

图2-82 刀补建立与取消过程

3. 刀尖方位的确定

刀具刀尖半径补偿功能执行时除了与刀具刀尖半径大小有关外，还与刀尖的方位有关。不同的刀具，刀尖圆弧的位置不同，刀具自动偏离零件轮廓的方向就不同。如图2-83所示，车刀方位有9个，分别用参数0～9表示。例如，车削外圆表面时，方位为3。

图2-83 刀尖方位号

4. 刀尖半径补偿指令举例

【例2-14】 编制如图2-84所示锥度部分外圆加工程序。

图2-84 刀尖半径补偿例题

……

G42 G00 X60; (刀补的建立)

G01 X120 W-159 F100; (刀补的进行)

G40 G90 X300 W150 I40 K-30; (刀补的取消，I和K为下一程序段工件的方向，增量方式，半径值指定)

……