数控加工中的刀具补偿技术详解

数控加工中的刀具补偿技术详解

在数控加工过程中，刀具补偿是一个重要的技术环节。它通过调整刀具中心或刀架相关点的运动轨迹，来弥补刀尖或刀刃边缘与刀具中心之间的尺寸偏差。本文将详细介绍刀具补偿的概念、指令及其建立模式，帮助读者更好地理解和应用这一技术。

刀具补偿概述

刀具补偿主要分为刀具长度补偿和刀具半径补偿两大类。在数控加工中，系统实际控制的是刀具中心或刀架相关点的运动轨迹，而刀尖或刀刃边缘的实际切削位置与这些参考点之间存在尺寸偏差。刀具补偿就是通过计算这种偏差，确保零件轮廓的准确加工。

要启用软件中的刀具补偿功能，用户需要将参数“刀具补偿有效”设置为“是”。当刀具磨损、重新刃磨或更换新刀具后，只需修改相应的刀具参数值，无需修改加工程序，即可实现补偿。

刀具补偿指令

刀具补偿相关的G代码指令如下：

注意：以上指令必须与G00（快速定位）或G01（直线插补）共同使用才能建立刀具补偿。

刀补建立模式

刀具在进行补偿前需要建立刀补，加工完成后需要撤销刀补。刀补建立可以有三种模式：

1. 正常模式
   原编程路径90°平移后得到刀补建立段2，将建立段2的首点设置为建立段1的尾点，得到刀具半径补偿后的刀具中心路径。该模式不支持圆弧建立刀补。

2. 求交模式
   原编程路径平移后得到刀补建立段2，将建立段2的首点设置为建立段1的尾点，得到刀具半径补偿后的刀具中心路径。该模式同样不支持圆弧建立刀补。

3. 插入模式
   原编程路径平移后，建立段1和建立段2相交求得相交点，在刀补建立段1的偏移前的起点到偏移后的起点之间插入一段线段，刀具可以顺着这个线段直接偏移到所需要的位置。该模式支持圆弧建立刀补，但需要多走一段路径，影响效率。

刀具半径补偿原理

刀具半径补偿是通过创建一个偏置矢量来实现的。偏置矢量的长度等于刀具半径，方向与刀具的前进方向垂直，从工件朝向刀具中心。在起刀后，可以通过直线插补或圆弧插补使刀具仅偏置某一偏置矢量后进行加工。最后，通过取消刀具半径补偿使刀具返回到起点。

刀具半径补偿方向

刀具半径补偿可按照补偿方向分为左刀补和右刀补。左刀补即刀具向刀具前进方向左侧偏移，右刀补即刀具向刀具前进方向右侧偏移。下图展示了刀补的示意图。