基于同一把刀具在不同铣削数控系统粗精加工的实现

　　在数控加工时，时常会遇到使用同一把刀具对同一个工件进行粗精加工的情况，但由于数控系统设计厂家的不同，在具体数控系统上的编程和操作有着很大的不同，其中特别具体数控系统上刀具补偿及其设定的特定性常造成使用者的困惑，而目前一般的参考资料在此问题上基本没有进行区分说明。本文就此问题，综合市场上主流的FAUNC与SIEMENS数控系统并结合实例进行比较说明，总结出其共性与个性，以供参考。

1 使用同一把刀具对同一工件进行粗精加工的理论基础

　　1.1 产生的原因

　　在数控铣削加工时，南于工厂的具体条件限制或者出于减少使用刀具数量而节省换刀时间以提高加工效率的需要，常会需要使用同一刀具对同一个工件进行粗精加工的情况，由于使用的是同一把刀具，其切削刃的特征在机床的位置是固定的，而数控铣削加工编程时，又总是按照工件的最终轮廓进行编程，这就需要在编程和操作时在深刻理解刀具补偿的原理的基础上对同一把刀具的粗精加工的参数进行区分。

　　1.2 铣削类刀具补偿的基本原理

　　在数控铣削类编程中需要进行刀具补偿，简称刀补。一般铣刀的刀补可分为刀具半径补偿、刀具长度补偿、刀具磨损补偿等。由于使用的刀具半径长度等不同，冈此在不具备刀补自动补偿功能的数控系统中，编程极为不便，而目前绝大多数数控系统均已具备了刀具补偿功能，在这些数控系统中，可以直接按加工工件的轮廓尺寸编程，系统使用刀补功能进行自动的计算处理，从而使编程大大简化，但是不同的数控系统在具体实现上常有着很大的区别，这就要求编程人员必须掌握典型数控系统刀补功能的正确的不同的合理的使用方法。

　　1.3 数控铣刀的半径补偿

　　数控铣床是通过程序控制主轴旋转中心即刀具中心的运动轨迹，而安装在主轴上的铣刀具有一定半径，所以在铣削时，刀具中心的轨迹与工件轮廓会不重合。当代主流系统一般均具备刀具半径补偿功能，编程时只需要按照实际的工件轮廓线进行编程，将补偿刀具的直径(或半径)存储在相应的刀具参数库里，数控系统将会自动计算刀具中心轨迹坐标，使刀具偏离工件轮廓一个半径值，进而完成不同尺寸要求的工件加工。

　　刀具半径补偿方向的判断方法一般法则：沿垂直于刀补平面的第三坐标正方向的反向观察，顺着刀具前进方向看去，刀具位于工件加工轮廓左侧时为刀具半径左补偿G41，反之刀具位于工件加工轮廓右侧时为刀具半径右补偿G42。需要特别指出的是孔加工类刀具如钻头、铰刀不需要考虑刀具半径补偿，因为孔加工的刀具的半径就是所要加工孔的尺寸。

　　1.4 数控铣刀的长度补偿

　　由于在加工时使用的不同刀具相对于主轴装刀基准面伸出的长度不同，所以数控系统除具有刀具半径补偿功能外，还需要具有刀具长度补偿功能。目前设置刀具长度补偿值的方法主要有机内试切法、机内对刀法和机外对刀法等。较好的方法是采用机外对刀法，可以减少占机时间。但是所有刀具长度补偿值必须在机床开始加工以前进行测量并输人到该刀具对应的机床补偿参数表中，通过程序中的刀具长度补偿功能指令的调用，数控系统可以根据输入补偿量来调整刀具Z轴的实际运行轨迹，从而加工出符合要求的零件。