数控车床加工刀具补偿浅析

    摘 要： 本文以数控车床车刀具补偿为研究，分析了刀具位置补偿的原理和应用，并且分
析了刀尖圆弧在加工中产生误差，从而确定在数控加工中必须进行刀尖圆弧半径补偿。同时
研究了刀尖方位的确定和刀尖圆弧半径补偿指令的应用。

 

　　关键词：

 数控车床 刀具补偿 原理和应用 误差 

　　

 

　　

1.引言 

　　数控车床在改变加工对象时，除了重新装卡零件和更换刀具外，只需更换零件加工程
序即可加工出所要求的零件，而不需要对车床进行复杂的调整，具有很高的工艺适应性及
灵活性。刀具补偿的实现是十分重要，它不仅对被加工零件的质量影响巨大，而且可以决定
着机床功效的发挥和安全生产的顺利进行。所以无论是手工编程或计算机辅助编程，在编制
加工程序时，选择合理的确定刀具补偿，是提高加工质量和加工效率的前提。

 

　　

2.刀具补偿的意义和类型 

　　刀具补偿功能是用来补偿刀具实际安装位置（或实际刀尖圆弧半径）与理论编程位置
（或刀尖圆弧半径）之差的一种功能。使用刀具补偿功能后，改变刀具，只需要改变刀具位
置补偿值，而不必变更零件加工程序。刀具补偿分为刀具位置补偿（即刀具偏移补偿）和刀
尖圆弧半径补偿两种功能。

 

　　

3.刀具位置补偿 

　　

3.1 刀具位置补偿值定义 

　　工件坐标系设定是以刀具基准点（以下简称基准点）为依据的，零件加工程序中的指
令值是刀位点（刀尖）的位置值。刀位点到基准点的矢量，即刀具位置补偿值。

 

　　

3.2 刀具位置补偿基准 

　　

3.2.1 刀具位置补偿基准设定 

　　当系统执行过返回参考点操作后，刀架位于参考点上，此时刀具基准点与参考点重合。
刀具基准点在刀架上的位置，由操作者设定。一般可以设在刀夹更换基准位置或基准刀具刀
位点上。有的机床刀架上由于没有自动更换刀夹装置，此时基准点可以设在刀架边缘上；也
有用第一把刀作为基准刀具，此时基准点设在第一把刀具的刀位点上。

 

　　

3.2.2 刀具位置补偿方式 

　　分为绝对补偿和相对补偿两种方式。

 

　　

1）绝对补偿 

　　当机床回到机床零点时，工件坐标系零点，相对于刀架工作位上各刀刀尖位置的有向
距离。当执行刀偏补偿时，各刀以此值设定各自的加工坐标系。如图所示。补偿量可用机外对
刀仪测量或试切对刀方式得到。

 

　　

2）相对补偿 

　　在对刀时，确定一把刀为标准刀具，并以其刀尖位置

A 为依据建立工件坐标系。这样，

当其他各刀转到加工位置时，刀尖位置

B 相对标刀刀尖位置 A 就会出现偏置，原来建立的

坐标系就不再适用，因此应对非标刀具相对于标准刀具之间的偏置值

Δx、Δz 进行补偿，使

刀尖位置

B 移至位置 A。标准刀具偏置值为机床回到机床零点时，工件坐标系零点相对于工

作位上标准刀具刀尖位置的有向距离。

 

　　

3.2.3 刀具位置补偿类型 

　　刀具位置补偿可分为刀具几何形状补偿（

G）和刀具磨损补偿（W）两种，需分别加

以设定。刀具几何形状补偿实际上包括刀具形状几何偏移补偿和刀具安装位置几何偏移补偿，
而刀具磨损偏移补偿用于补偿刀尖磨损。