加工中心刀具长度补偿值的快速确定及改变方法∗

彭中年

（武汉工程职业技术学院，湖北武汉 430080）

加工中心刀具长度补偿值的快速确定及改变方法∗

彭中年

（武汉工程职业技术学院，湖北武汉 430080）

介绍了数控加工中心有基准刀时的对刀过程，在对刀过程中快速确定刀具长度补偿的方法，分析该方法的特点。同时介绍了可编程数据输入指令G10的格式，结合加工实例，以Fanuc Oi Mate数控系统的格式，阐述了通过G10指令在程序中改变刀具长度补偿值的编程方法。

刀具；长度补偿；G10；切削

1 引 言

加工中心在运行过程中需要经常交换刀具，而每把刀具的长度是不相同的，所以在同一个坐标系中，在程序指令Z值相同的情况下，可能使得每把刀具的刀位点在Z向的实际位置有所不同，给编程带来困难。为了解决这个问题，加工中心设定了刀具长度补偿功能，利用刀具长度补偿指令（G43、G44）能够有效地解决这一问题。在调用刀具长度补偿之前需手动设置每一把刀具的长度补偿值，如何能快速准确的确定刀具的长度补偿值，是每一位加工中心操作人员所必须掌握的一项基本功。在加工过程中，如何在执行程序时改变刀具长度补偿值，则是刀具长度补偿应用中的一个技巧。

2 刀具长度补偿值的快速确定

2.1 长度补偿值的确定方法

确定刀具长度补偿值的方法有多种，“基准刀”对刀法是常用的方法之一，就是对刀时，采用其中的一把刀建立工件坐标系（G54～G59），这把刀称为基准刀，不需要给长度补偿，其他刀具均需要给长度补偿，长度补偿值为与基准刀的长度差值。如图1所示。具体步骤如下：

（1）以其中的一把刀作为基准刀对刀（如图1所示），其刀具长度补偿值H1设置为0。

（2）通过手动使基准刀的刀位点接触工件上表面，记录当前机床坐标系Z1值，并作为工件坐标系中的Z轴偏置量，输入到相应的工件坐标系中（假设创建的工件坐标系用G54表示）。

（3）在MDI方式下运行G54。

（4）调用2号刀，手动使2号刀的刀位点接触工件上表面，查看绝对坐标的Z轴坐标，记录为Z2，此时Z2值就是2号刀的长度补偿值。

（5）调用其它的刀具，用同样的方法设定每一把刀的长度补偿值。

2.2 特点分析

（1）采用这种方法对刀，不需要计算基准刀与其他刀具的长度差，而是在显示器上直接读出刀具的长度差，即刀具长度补偿值。由于省略了手工计算过程，避免了可能出现的计算错误，为高效切削提供了保障。

（2）采用这种方法对刀，开始时每把刀都要对刀，但如果使用这一组刀具来加工另一批零件，那么对于新的工件高度，只要用基准刀重复步骤（1）、（2）就可以了，其它刀具补偿值只与基准刀相关，保持不变，节省了时间［1］。

（3）加工时如果其中有一把非基准刀损坏，更换新的刀具后，该刀的长度补偿值要重新设定。

（4）如果基准刀损坏，则需要全部重新对刀，重新确定每一把刀具的长度补偿值。

3 刀具长度补偿值的改变

在生产实践中，经常会遇到Z轴方向切削余量比较大的工件，如果刀具的刚性不足，就要采用分层切削的加工方法，可通过在程序中改变基准刀的长度补偿值，方便的实现分层切削。用可编程数据输入指令G10，可实现在程序中改变刀具的长度补偿值。

3.1 G10指令的格式

G10指令也被称为“可编程数据输入”，即在程序中，用H或D地址指定的代码，从存储器中选择刀具补偿值，该值用于刀具长度补偿、刀具半径补偿或刀具偏置，G10指令的格式取决于使用的刀具补偿存储器，如表1所列［2］。

表1 刀具补偿存储器和刀具补偿值的设置范围

表中各参数代表的意义如下：

P：刀具补偿号；

R：绝对值指令（G10）方式时的刀具补偿值；增量值指令（G10）方式时的刀具补偿值与指定的刀具补偿号内的值相加之和（刀具补偿值）。

L：R一刀具的补偿量，可以用Ll代替L11。

以上4种指令格式中，R后面的刀具补偿值同样可以是变量，如G10L10P18R＃5，表示变量＃5代表的值等于“H18”所代表的刀具长度补偿值，即在程序中输入刀具的长度补偿值。

3.2 G10应用举例

在立式加工中心上加工如图示2所示工件，走刀路线为ABCDEFG，如图3所示。以工件的几何中心为工件坐标系原点，工件的上表面为Z轴的0点。用ϕ63 mm的刀具按图3所示路线运行一周可以切除外轮廓的全部余量，所以在平面内不需要分层切削；由于Z轴方向的加工余量较大，不能一次切除，需要采用分层切削，通过G10指令改变刀具的长度补偿，每层背吃刀量5 mm，加工前设定H01的值为0，D01值为31.5。

图2 加工零件

图3 走刀路线

加工程序如下（按Fanuc Oi Mate数控系统的格式编写）。

4 结 语

刀具长度补偿给编程带来很多方便，实际应用过程中，一定要注意快速准确的确定刀具长度补偿值，避免过切和其他意外事故，保证加工的正常进行。深度方向的分层切削，除了改变刀具的长度补偿的方法外，还有其他的方法可以实现，在这里不一一介绍。

［1］ 陈祥林.数控加工刀具长度补偿的应用与分析［J］.煤矿机械，2007（3）：102－103.

［2］ 林定兰.数控铣削中G10指令的巧用［J］.金属加工（冷加工），2009（3）：67－69.

Rapid Determination of Tool Length Compensation Value and Change the Method of Machining Center

PENG Zhong－nian
（Wuhan Engineering Institute，Wuhan Hubei 430080，China）

In this paper，the process of NC machining center with a reference tool knife is introduced，rapid determination method of tool length compensation in the cutting process and the characteristics of this method are analyzed.At the same time programmable data input G10 format is introduced，and combining with the machining examples，based on Fanuc oi Mate CNC system format，the change of the programming method of tool length compensation value is expounded through the G10 instruc⁃tion in the program.

tool；length compensation；G10；cutting

TH133

A

1007－4414（2013）04－0108－02

图1 刀具长度补偿原理

2013－06－19

彭中年（1969－），男，湖北潜江人，讲师，研究方向：数控加工技术。