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[摘 要]机械产品制造日益向高精密方向发展。为提高制造产品的精度，操作者在机械加工中采用各种方法。其中最常用的方式是补偿技术。补偿中最常用的是刀具补偿和机床电气补偿。本文着重介绍这两种补偿技术的原因、补偿原理、采用的补偿方法以、补偿时注意的事项及在机械加工中的应用。
[关键词]刀具补偿；电气补偿；精度；制造
中图分类号：F416.44 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）21-0226-01
在机械加工过程中，操作人员对机床进行操作，采用刀具对零件进行加工。可以说，操作人员的技术水平、机床的精度及刀具的磨损，这些都会对零件的精度产生影响。为提高零件的精度，操作者必须减少这些因素的影响。而在这些因素中，操作人员的水平需要不断积累提高，可以说，减少操作者技术原因的影响的难度比较高。为提高机械产品的制造精度，操作人员常采用减少刀具对加工的影响和机床对加工的影响，采用的主要方式就是补偿方法。补偿刀具对加工精度的影响方式为刀具补偿，补偿机床对加工精度的影响方式为机床补偿。无论采用那种补偿方式，均要通过程序进行补偿。分别介绍一下这两种补偿方式。
机床在加工过程中，加工的主要设备为机床。由于机床本身制造影响、加工过程中发热、机床使用过程中的变形、使用过程中的磨损。这些都会使机床的精度降低。如果机床因为这些原因，对零件加工精度的影响是均匀的，那么我们可以通过机床的电气系统对机床精度进行补偿。虽然是对机床的精度（既所谓的机床机械部分加工精度）进行补偿，但是是通过电气控制系统实现的，所以，说到机床的补偿，主要是机床的电气补偿。我们看一下机床工作原理图（如图1）：首先根据编写的程序，由数控装置发出脉冲指令，经过功率放大器，驱动电动机转动，电动机经主传动系统到机床主轴，经进给传动系统到机床的进给轴，然后驱动主轴（或主轴与进给轴）运动，进而完成对零件的加工。如果在此过程中，中间的任何环节有误差，都影响主轴或进给轴的位置或速度，最终会影响零件的加工精度。如果通过位置或速度反馈，将主轴（或进给轴）的实际实际位置或速度反馈给数控指令，通过与原指令对比，将产生的误差通过机床电气软件补偿。采用机床电气补偿的好處是能将机床系统本身的误差通过软件的形式进行补偿，但此种方式只适合闭环或半闭环的机床，对开环控制的数控机床，因无法進行位置和速度检测，所以不适合。
机床在加工过程中，必须要用刀具。由于刀具本身具有直径，或者刀具在使用过程中存在磨损，这些对机械加工会产生影响。数控机床在加工时，需提前编写程序，将写好的程序输入到机床中。程序编写时。加工时，刀与工件接触，编写程序时，将刀看成一个点，用刀尖点的运动轨迹对零件进行加工的。但实际上，刀尖总有一定的圆弧半径，或者刀具本身具有一定的半径。所以刀具在加工过程中，编程所选取的刀尖点运动轨迹并不是所加工零件的实际轮廓。这时编程点和所加工零件的实际轮廓所差的距离为刀具的圆弧（或刀具）的半径（如图2所示）。
如果实际机械的距离存在，会对零件的加工加工的有影响（如图3）所示。这时候会看到，加工后的后零件的实际轨迹与加工要求的轨迹不一致，这不一致就是产生的误差，这种误差会对零件的精度产生影响。可以看到，如果刀具的半径越大，产生的误差越大。为消除这种影响，要使刀的实际运动轨迹与要求的轨迹重合，这时需要偏移一个值，所偏移的值就是刀具补偿。由于补偿时候，顺着刀具的运动方向看，刀具在工件的左侧或右侧。如果刀具在工件的左侧，为左补偿；如果刀具在工件的右侧为右补偿。左右补偿所采用的代码不一样，分别是G41和G42。在加工过程中，如果想要对刀具进行补偿，需要在编写的程序中，加入刀具补偿补偿指令，采用程序G41（G42）G01（00）X Z F，只要准备输入的值便可，所输入的值为刀具移动的终点坐标值。如果因为刀具磨损、重新刃磨或者更换刀具时，这时刀具的半径发生变化，原有的补偿程序不符合，需要重新更改程序，此时只需要刀具偏置界面中改变刀具半径的值，而原有的加工程序不需要改变。但如果要改变刀具的的补偿方向（左右刀具补偿变化），这时候需要先用G40解除原有的刀具补偿命令，然后在用G41（G42）指令重新设定刀具终点坐标值，此时需要修改程序。使用刀具补偿虽然容易，但注意使用过程中，不能与G02、G03、G71、G72、G73和G76指令出现在同一程序段。
刀具还有一个补偿为刀具的长度补偿。刀具长度是一个重要概念，长度补偿只涉及一个方向，即Z轴。补偿的长度以实际到达点与程序中指定点的距离，即H后的数值。补偿时采用把编程的Z值加上或减去H代码，加的指令为正补偿，采用G43；减的指令为负补偿，采用G44（见图4）。如果刀具的长度有变化，直接在程序中修改相应侄就可以。
在机械加工中，由于一些原因存在，直接影响零件的加工精度。在这些因素中，尽量减少对加工的影响。所以，在加工过程中，一定要采用补偿技术。而且还应注意补偿值的变化，如果补偿值变化，要重新进行补偿。
参考文献
[1] 孙芹.浅谈数控车床编程中刀具补偿功能应用.机械管理开发.2011年第6期.
[2] 邹竹青.数控铣削加工中刀具补偿应用.装备制造技术.2011年第2期.
[3] 李振兴.机械零件加工的影响因素及相应的处理方法分析.科技创新与应用.2016年第17期.
[4] 丁海萍.刀具补偿在数控加工中的应用.装备制造技术.2008年第5期
[5] 尹汝湘.数控加工中刀具半径补偿的应用.中国新技术新产品.2012年第11期.
作者简介
王海燕，黑龙江安达，1980年9月，硕士研究生，工程师。从事机械制造方面研究。身份证232302198009215025。
[关键词]刀具补偿；电气补偿；精度；制造
中图分类号：F416.44 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）21-0226-01
在机械加工过程中，操作人员对机床进行操作，采用刀具对零件进行加工。可以说，操作人员的技术水平、机床的精度及刀具的磨损，这些都会对零件的精度产生影响。为提高零件的精度，操作者必须减少这些因素的影响。而在这些因素中，操作人员的水平需要不断积累提高，可以说，减少操作者技术原因的影响的难度比较高。为提高机械产品的制造精度，操作人员常采用减少刀具对加工的影响和机床对加工的影响，采用的主要方式就是补偿方法。补偿刀具对加工精度的影响方式为刀具补偿，补偿机床对加工精度的影响方式为机床补偿。无论采用那种补偿方式，均要通过程序进行补偿。分别介绍一下这两种补偿方式。
机床在加工过程中，加工的主要设备为机床。由于机床本身制造影响、加工过程中发热、机床使用过程中的变形、使用过程中的磨损。这些都会使机床的精度降低。如果机床因为这些原因，对零件加工精度的影响是均匀的，那么我们可以通过机床的电气系统对机床精度进行补偿。虽然是对机床的精度（既所谓的机床机械部分加工精度）进行补偿，但是是通过电气控制系统实现的，所以，说到机床的补偿，主要是机床的电气补偿。我们看一下机床工作原理图（如图1）：首先根据编写的程序，由数控装置发出脉冲指令，经过功率放大器，驱动电动机转动，电动机经主传动系统到机床主轴，经进给传动系统到机床的进给轴，然后驱动主轴（或主轴与进给轴）运动，进而完成对零件的加工。如果在此过程中，中间的任何环节有误差，都影响主轴或进给轴的位置或速度，最终会影响零件的加工精度。如果通过位置或速度反馈，将主轴（或进给轴）的实际实际位置或速度反馈给数控指令，通过与原指令对比，将产生的误差通过机床电气软件补偿。采用机床电气补偿的好處是能将机床系统本身的误差通过软件的形式进行补偿，但此种方式只适合闭环或半闭环的机床，对开环控制的数控机床，因无法進行位置和速度检测，所以不适合。
机床在加工过程中，必须要用刀具。由于刀具本身具有直径，或者刀具在使用过程中存在磨损，这些对机械加工会产生影响。数控机床在加工时，需提前编写程序，将写好的程序输入到机床中。程序编写时。加工时，刀与工件接触，编写程序时，将刀看成一个点，用刀尖点的运动轨迹对零件进行加工的。但实际上，刀尖总有一定的圆弧半径，或者刀具本身具有一定的半径。所以刀具在加工过程中，编程所选取的刀尖点运动轨迹并不是所加工零件的实际轮廓。这时编程点和所加工零件的实际轮廓所差的距离为刀具的圆弧（或刀具）的半径（如图2所示）。
如果实际机械的距离存在，会对零件的加工加工的有影响（如图3）所示。这时候会看到，加工后的后零件的实际轨迹与加工要求的轨迹不一致，这不一致就是产生的误差，这种误差会对零件的精度产生影响。可以看到，如果刀具的半径越大，产生的误差越大。为消除这种影响，要使刀的实际运动轨迹与要求的轨迹重合，这时需要偏移一个值，所偏移的值就是刀具补偿。由于补偿时候，顺着刀具的运动方向看，刀具在工件的左侧或右侧。如果刀具在工件的左侧，为左补偿；如果刀具在工件的右侧为右补偿。左右补偿所采用的代码不一样，分别是G41和G42。在加工过程中，如果想要对刀具进行补偿，需要在编写的程序中，加入刀具补偿补偿指令，采用程序G41（G42）G01（00）X Z F，只要准备输入的值便可，所输入的值为刀具移动的终点坐标值。如果因为刀具磨损、重新刃磨或者更换刀具时，这时刀具的半径发生变化，原有的补偿程序不符合，需要重新更改程序，此时只需要刀具偏置界面中改变刀具半径的值，而原有的加工程序不需要改变。但如果要改变刀具的的补偿方向（左右刀具补偿变化），这时候需要先用G40解除原有的刀具补偿命令，然后在用G41（G42）指令重新设定刀具终点坐标值，此时需要修改程序。使用刀具补偿虽然容易，但注意使用过程中，不能与G02、G03、G71、G72、G73和G76指令出现在同一程序段。
刀具还有一个补偿为刀具的长度补偿。刀具长度是一个重要概念，长度补偿只涉及一个方向，即Z轴。补偿的长度以实际到达点与程序中指定点的距离，即H后的数值。补偿时采用把编程的Z值加上或减去H代码，加的指令为正补偿，采用G43；减的指令为负补偿，采用G44（见图4）。如果刀具的长度有变化，直接在程序中修改相应侄就可以。
在机械加工中，由于一些原因存在，直接影响零件的加工精度。在这些因素中，尽量减少对加工的影响。所以，在加工过程中，一定要采用补偿技术。而且还应注意补偿值的变化，如果补偿值变化，要重新进行补偿。
参考文献
[1] 孙芹.浅谈数控车床编程中刀具补偿功能应用.机械管理开发.2011年第6期.
[2] 邹竹青.数控铣削加工中刀具补偿应用.装备制造技术.2011年第2期.
[3] 李振兴.机械零件加工的影响因素及相应的处理方法分析.科技创新与应用.2016年第17期.
[4] 丁海萍.刀具补偿在数控加工中的应用.装备制造技术.2008年第5期
[5] 尹汝湘.数控加工中刀具半径补偿的应用.中国新技术新产品.2012年第11期.
作者简介
王海燕，黑龙江安达，1980年9月，硕士研究生，工程师。从事机械制造方面研究。身份证232302198009215025。