数控加工中的补偿(车工常忽略) 补偿(偏置)的概念在我们生活中应用很多,例如,汽车驾驶员 在驾驶汽车绕过一块石头的时候,他要让汽车靠石头的一边绕过 石头,而且他要考虑到汽车是有一定宽度的,所以让汽车中心线 远离石头至少半个车宽的距离。在20世纪60~70年代的数控加 工中没有补偿的概念,所以编程人员不得不围绕刀具的理论路线 和实际路线的相对关系来进行编程,容易产生错误。补偿的概念 出现以后很大地提高了编程的工作效率。 在数控加工中有3种补偿: 刀具长度的补偿; 刀具半径补偿 夹具补偿。 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。 、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 个零件编程的时候,首先要指定零件的编程中心,然后才
数控加工中的补偿(车工常忽略) 补偿（偏置）的概念在我们生活中应用很多，例如，汽车驾驶员 在驾驶汽车绕过一块石头的时候，他要让汽车靠石头的一边绕过 石头，而且他要考虑到汽车是有一定宽度的，所以让汽车中心线 远离石头至少半个车宽的距离。在 20 世纪 60～70 年代的数控加 工中没有补偿的概念，所以编程人员不得不围绕刀具的理论路线 和实际路线的相对关系来进行编程，容易产生错误。补偿的概念 出现以后很大地提高了编程的工作效率。 在数控加工中有 3 种补偿： • 刀具长度的补偿； • 刀具半径补偿； • 夹具补偿。 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3 50mm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刀具长度补偿的工作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刀具长度补偿的两种方式
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 3 50mm 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.刀具长度补偿的工作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.刀具长度补偿的两种方式
。用刀具的实际长度作为刀长的补偿(推荐使用这种方 式)。使用刀长作为补偿就是使用对刀仪测量刀具的 长度,然后把这个数值输入到刀具长度补偿寄存器 中,作为刀长补偿。使用刀具长度作为刀长补偿的理 由如下 首先,使用刀具长度作为刀长补偿,可以避免在不同的工件加工 中不断地修改刀长偏置。这样一把刀具用在不同的工件上也不用 修改刀长偏置。在这种情况下,可以按照一定的刀具编号规则, 给每一把刀具作档案,用一个小标牌写上每把刀具的相关参数, 包括刀具的长度、半径等资料,事实上许多大型的机械加工型企 业对数控加工设备的刀具管理都采用这种办法。这对于那些专门 设有刀具管理部门的公司来说,就用不着和操作工面对面地告诉 刀具的参数了,同时即使因刀库容量原因把刀具取下来等下次重 新装上时,只需根据标牌上的刀长数值作为刀具长度补偿而不需 再进行测量。 其次,使用刀具长度作为刀长补偿,可以让机床一边进行加工运 行,一边在对刀仪上进行其他刀具的长度测量,而不必因为在机 床上对刀而占用机床运行时间,这样可以充分发挥加工中心的效 率。这样主轴移动到编程Z坐标点时,就是主轴坐标加上(或减 去)刀具长度补偿后的Z坐标数值
o 用刀具的实际长度作为刀长的补偿（推荐使用这种方 式）。使用刀长作为补偿就是使用对刀仪测量刀具的 长度，然后把这个数值输入到刀具长度补偿寄存器 中，作为刀长补偿。使用刀具长度作为刀长补偿的理 由如下： 首先，使用刀具长度作为刀长补偿，可以避免在不同的工件加工 中不断地修改刀长偏置。这样一把刀具用在不同的工件上也不用 修改刀长偏置。在这种情况下，可以按照一定的刀具编号规则， 给每一把刀具作档案，用一个小标牌写上每把刀具的相关参数， 包括刀具的长度、半径等资料，事实上许多大型的机械加工型企 业对数控加工设备的刀具管理都采用这种办法。这对于那些专门 设有刀具管理部门的公司来说，就用不着和操作工面对面地告诉 刀具的参数了，同时即使因刀库容量原因把刀具取下来等下次重 新装上时，只需根据标牌上的刀长数值作为刀具长度补偿而不需 再进行测量。 其次，使用刀具长度作为刀长补偿，可以让机床一边进行加工运 行，一边在对刀仪上进行其他刀具的长度测量，而不必因为在机 床上对刀而占用机床运行时间，这样可以充分发挥加工中心的效 率。这样主轴移动到编程 Z 坐标点时，就是主轴坐标加上（或减 去）刀具长度补偿后的 Z 坐标数值
利用刀尖在Z方向上与编程零点的距离值(有正负之分) 作为补偿值。这种方法适用于机床只有一个人操作而没有足够的时间来 利用对刀仪测量刀具的长度时使用。这样做当用一把刀加工另外的工件 时就要重新进行刀长补偿的设置。使用这种方法进行刀长补偿时,补偿 值就是主轴从机床Z坐标零点移动到工件编程零点时的刀尖移动距离, 因此此补偿值总是负值而且很大 、刀具半径补偿: 1.刀具半径补偿的概念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。当编程者准备编一个用铣刀加工一个工件的外 形的程序时,首先要根据工件的外形尺寸和刀具的半径进行细致 的计算坐标值来明确刀具中心所走的路线。此时所用的刀具半径 只是这把铣刀的半径值,当辛辛苦苦编完程序后发现这把铣刀不
o 利用刀尖在 Z 方向上与编程零点的距离值（有正负之分） 作为补偿值。这种方法适用于机床只有一个人操作而没有足够的时间来 利用对刀仪测量刀具的长度时使用。这样做当用一把刀加工另外的工件 时就要重新进行刀长补偿的设置。使用这种方法进行刀长补偿时，补偿 值就是主轴从机床 Z 坐标零点移动到工件编程零点时的刀尖移动距离， 因此此补偿值总是负值而且很大。 二、刀具半径补偿： 1. 刀具半径补偿的概念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。当编程者准备编一个用铣刀加工一个工件的外 形的程序时，首先要根据工件的外形尺寸和刀具的半径进行细致 的计算坐标值来明确刀具中心所走的路线。此时所用的刀具半径 只是这把铣刀的半径值，当辛辛苦苦编完程序后发现这把铣刀不
太适合要换用其他直径的刀具,编程员就要不辞辛劳地重新计算 刀具中心所走的路线的坐标值。这对于一个简单的工件问题不太 大,对于外形复杂的模具来说重新计算简直是太困难了。一个工 件的外形加工分粗加工和精加工,这样粗加工程序编好后也就是 完成了粗加工。因为经过粗加工,工件外形尺寸发生了变化,接 下来又要计算精加工的刀具中心坐标值,工作量就更大了。此时, 如果用了刀具半径补偿,这些麻烦都迎刃而解了。我们可以忽略 刀具半径,而根据工件尺寸进行编程,然后把刀具半径作为半径 补偿放在半径补偿寄存器里。临时更换铣刀也好、进行粗精加工 也好,我们只需更改刀具半径补偿值,就可以控制工件外形尺寸 的大小了,对程序基本不用作一点修改。 2.刀具半径补偿的使用刀具半径补偿的使用是通过指令G41、G42 来执行的。补偿有两个方向,即沿刀具切削进给方向垂直方向的 左面和右面进行补偿,符合左右手定则:G41是左补偿,符合左 手定则:G42是右补偿,符合右手定则,如图3所示。图3刀具 半径补偿使用的左右手定则在使用G41、G42进行半径补偿时, 应特别注意使补偿有效的刀具移动方向与坐标。刀具半径补偿的 起刀位置很重要,如果使用不当刀具所加工的路径容易出错,如 图4所示。图4刀具半径补偿的起刀位置如果使G42补偿有效的 过程为刀具从位置1到2,则铣刀将切出一个斜面如图4中所示 的A-B斜面。正确的走刀应该是在刀具没有切削工件之前让半 径补偿有效,然后进行正常的切削。如图4所示,先让铣刀在从
太适合要换用其他直径的刀具，编程员就要不辞辛劳地重新计算 刀具中心所走的路线的坐标值。这对于一个简单的工件问题不太 大，对于外形复杂的模具来说重新计算简直是太困难了。一个工 件的外形加工分粗加工和精加工，这样粗加工程序编好后也就是 完成了粗加工。因为经过粗加工，工件外形尺寸发生了变化，接 下来又要计算精加工的刀具中心坐标值，工作量就更大了。此时， 如果用了刀具半径补偿，这些麻烦都迎刃而解了。我们可以忽略 刀具半径，而根据工件尺寸进行编程，然后把刀具半径作为半径 补偿放在半径补偿寄存器里。临时更换铣刀也好、进行粗精加工 也好，我们只需更改刀具半径补偿值，就可以控制工件外形尺寸 的大小了，对程序基本不用作一点修改。 2. 刀具半径补偿的使用刀具半径补偿的使用是通过指令 G41、G42 来执行的。补偿有两个方向，即沿刀具切削进给方向垂直方向的 左面和右面进行补偿，符合左右手定则；G41 是左补偿，符合左 手定则；G42 是右补偿，符合右手定则，如图 3 所示。图 3 刀具 半径补偿使用的左右手定则在使用 G41、G42 进行半径补偿时， 应特别注意使补偿有效的刀具移动方向与坐标。刀具半径补偿的 起刀位置很重要，如果使用不当刀具所加工的路径容易出错，如 图 4 所示。图 4 刀具半径补偿的起刀位置如果使 G42 补偿有效的 过程为刀具从位置 1 到 2，则铣刀将切出一个斜面如图 4 中所示 的 A－B 斜面。正确的走刀应该是在刀具没有切削工件之前让半 径补偿有效，然后进行正常的切削。如图 4 所示，先让铣刀在从
位置1移动到位置3的过程中使补偿有效,然后从位置3切削到 位置2继续以下的切削,则不会出现A-B斜面。因此,在使用G 41、G42进行半径补偿时应采取以下步骤 。设置刀具半径补偿值 。让刀具移动来使补偿有效(此时不能切削工件); 。正确地取消半径补偿(此时也不能切削工件)。 记住,在切削完成而刀具补偿结束时,一定要用G40使补偿无效 G40的使用同样遇到和使补偿有效相同的问题,一定要等刀具完 全切削完毕并安全地推出工件以后才能执行G40命令来取消补 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
位置 1 移动到位置 3 的过程中使补偿有效，然后从位置 3 切削到 位置 2 继续以下的切削，则不会出现 A－B 斜面。因此，在使用 G 41、G42 进行半径补偿时应采取以下步骤： o 设置刀具半径补偿值； o 让刀具移动来使补偿有效（此时不能切削工件）； o 正确地取消半径补偿（此时也不能切削工件）。 记住，在切削完成而刀具补偿结束时，一定要用 G40 使补偿无效。 G40 的使用同样遇到和使补偿有效相同的问题，一定要等刀具完 全切削完毕并安全地推出工件以后才能执行 G40 命令来取消补 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。上面是在数控加工中常用的三种补偿, 它给我们的编程和加工带来很大的方便,能大大地提高工作效率
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。上面是在数控加工中常用的三种补偿， 它给我们的编程和加工带来很大的方便，能大大地提高工作效率