刀具长度补偿功能的应用与分析

刀具长度补偿功能的应用与分析

刀具长度补偿功能的应用与分析

加工中心是一种综合加工能力较强的设备，加工中心配备有刀库和自动换刀装置，在加工过程中可以进行自动选刀和换刀，由于每把刀具的长度都是不同的，同时由于刀具的磨损或换刀等其他原因引起刀具长度发生变化，在对被加工零件设置工件坐标系零点（一般为工件的上表面）后，如果更换的刀具比编程时的标准刀具稍长则将使零件产生过切的现象，反之使零件产生欠切的现象。

利用数控系统的刀具长度补偿功能，可以不必通过重新调整刀具或重新对刀，而是通过刀具长度补偿来补偿长度方向的误差让机床达到程序中的指定位置。

一、刀具长度补偿的应用及问题分析

1.刀具长度补偿的应用

1.1刀具长度补偿功能可以实现对零件深度的精确控制

例如，某工件的深度为40±0.02毫米，由于对刀或刀具磨损等误差加工后的实测深度为39.93毫米，如果程序中用G43 G00 Z5 H01指令，则实测之后设置的H01中的值设置为-0.07。

1.2利用刀具长度补偿可以实现分层加工

例如某一零件要加工深度为10mm，实际加工过程中，考虑到保护刀具及机床刚度等因素，需要分层加工，设每层加工5毫米深度，编程原点在工件上表面，可以在下刀到Z-10的程序段中建立G43的长度补偿，即G43 G01 Z-10H01F100；先按正常对刀设定G54坐标系中的对刀值，在第一层加工中，将H01中的值设置为5，在第二层加工中，将H01中的值设置为0。

1.3利用刀具长度补偿可以减少对刀次数

当某一零件需要多把刀时，以第一把刀为基准，测量并记录刀位点与刀柄端部距离，当用第二把刀时，测量第二把刀刀位点与刀柄端部距离，与第一把刀进行比较，在用第二把刀的时候程序中用刀具长度补偿指令，并将两把刀与刀柄端部的距离之差值作为补偿量。这样

以来可以减少对刀次数。

2.问题分析

在数控铣床和加工中心上应用的刀具长度补偿时，可能出现的问题，如下所示。

2.1在换刀时，如果引起刀具长度变化，需要使用刀具长度补偿功能G43/G44，往往初学者在编程中漏写了刀具偏置代号H××，等同于没加长度补偿，或者是刀具偏置代号H××的值输入有错误。

2.2刀具长度补偿功能G43/G44，使用错误。

2.3在程序结束或者换刀前必须取消刀具长度补偿。由于长度正补偿使刀具抬高了一把刀具的长度，取消时导致刀具下行碰撞到工件或者夹具。

二、解决方法及安全措施

根据以上原因，结合实际操作经验，现提出如下几点对策。

1.在程序调试过程中，下刀程序中尽量采用直线插补指令G01，而不使用快速点定位指令G00，因为G00的移动速度较快，且刀具轨迹并非一条直线。G01的速度可以由本行的F值决定，即使出现上述前2项错误，也可以在刀具撞向工件或夹具时作出反应，及时按下进给保持键。这里建议下刀时可分两步走：先让刀具下刀到安全平面，如Z30，经目测或用平板尺测量后确定无误后下刀到既定的位置。调试好程序后，可以再改为G00，以提高加工效率。

2.针对第2项错误，采用刀具长度负补偿的方法，虽然使用长度正补偿G43，但寄存器里的数值是负数，等同于负补偿G44。所以很容易使用错误，因此按照下面方法会帮助你正确使用G43/G44指令。

假设对过刀的刀具长度为标准长度，刀具长度补偿指令如果采用G43，则在数控系统的长度补偿H一栏输入所用刀具长度减去标准长度的代数值；如标准长度是100毫米，所用刀具长度为120，则拿所用刀具长度120减去标准长度100，得到的数据为代数值-20，连带符号输入。

刀具长度补偿指令如果采用G44，则在数控系统的长度补偿H一栏输入标准长度减去所用刀具长度的代数值；

3.针对第3项错误，在加工结束或者换下一把刀具加工时，一般

情况需要先抬高刀具到安全高度，然后取消刀具长度补偿；取消长度补偿指令可以用G49，但要防止刀具下行，与工件或者夹具相撞。G49本身不会使刀具发生运动，但需要注意在换刀前的Z坐标位置，通常情况下可以使用G28，格式一般为G28 G91 Z0，可以使刀具在当前位置直接抬刀到参考点位置，同时取消了长度补偿，这是一种很有效的方法。

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