数控刀具补偿原理

3.3 刀具补偿原理

刀具补偿（又称偏置），在20世纪60～70年代的数控加工中没有补偿的概念，所以编程人员不得不围绕刀具的理论路线和实际路线的相对关系来进行编程，容易产生错误。补偿的概念出现以后很大地提高了编程的效率。

具有刀具补偿功能，在编制加工程序时，可以按零件实际轮廓编程，加工前测量实际的刀具半径、长度等，作为刀具补偿参数输入数控系统，可以加工出合乎尺寸要求的零件轮廓。

刀具补偿功能还可以满足加工工艺等其他一些要求，可以通过逐次改变刀具半径补偿值大小的办法，调整每次进给量，以达到利用同一程序实现粗、精加工循环。另外，因刀具磨损、重磨而使刀具尺寸变化时，若仍用原程序，势必造成加工误差，用刀具长度补偿可以解决这个问题。

刀具补偿分为2种：

☆刀具长度补偿；

☆刀具半径补偿。

文献《刀具补偿在数控加工中的应用》（工具技术，2OO4年第38卷No7，徐伟，广东技术师范学院）中提到在数控加工中有4种补偿：

☆刀具长度补偿；

☆刀具半径补偿；

☆夹具补偿；

☆夹角补偿（G39）。

这四种补偿基本上能解决在加工中因刀具形状而产生的轨迹问题。

3.3.1 刀具长度补偿

1．刀具长度的概念

刀具长度是一个很重要的概念。我们在对一个零件编程的时候，首先要指定零件的编程中心，然后才能建立工件编程坐标系，而此坐标系只是一个工件坐标系，零点一般在工件上。长度补偿只是和Z坐标有关，它不象X、Y平面内的编程零点，因为刀具是由主轴锥孔定位而不改变，对于Z坐标的零点就不一样了。每一把刀的长度都是不同的，例如，我们要钻一个深为50mm的孔，然后攻丝深为45mm，分别用一把长为250mm的钻头和一把长为350mm的丝锥。先用钻头钻孔深50mm，此时机床已经设定工件零点，当换上丝锥攻丝时，如果两把刀都从设定零点开始加工，丝锥因为比钻头长而攻丝过长，损坏刀具和工件。此时如果设定刀具补偿，把丝锥和钻头的长度进行补偿，此时机床零点设定之后，即使丝锥和钻头长度不同，因补偿的存在，在调用丝锥工作时，零点Z坐标已经自动向Z+（或Z）补偿了丝锥的长度，保证了加工零点的正确。

2.刀具长度补偿指令

通过执行含有G43（G44）和H指令来实现刀具长度补偿，同时我们给出一个Z坐标值，这样刀具在补偿之后移动到离工件表面距离为Z的地方。另外一个指令G49是取消G43

（G44）指令的，其实我们不必使用这个指令，因为每把刀具都有自己的长度补偿，当换刀时，利用G43（G44）H指令赋予了自己的刀长补偿而自动取消了前一把刀具的长度补偿。

G43表示存储器中补偿量与程序指令的终点坐标值相加，G44表示相减，取消刀具长度偏置可用G49指令或H00指令。程序段N80 G43 Z56 H05与中，假如05存储器中值为16，则表示终点坐标值为72mm。

3.刀具长度补偿的两种方式

(1)用刀具的实际长度作为刀长的补偿（推荐使用这种方式）。使用刀长作为补偿就是使用对刀仪测量刀具的长度，然后把这个数值输入到刀具长度补偿寄存器中，作为刀长补偿。使用刀具长度作为刀长补偿的理由如下：

首先，使用刀具长度作为刀长补偿，可以避免在不同的工件加工中不断地修改刀长偏置。这样一把刀具用在不同的工件上也不用修改刀长偏置。在这种情况下，可以按照一定的刀具编号规则，给每一把刀具作档案，用一个小标牌写上每把刀具的相关参数，包括刀具的长度、半径等资料，事实上许多大型的机械加工型企业对数控加工设备的刀具管理都采用这种办法。这对于那些专门设有刀具管理部门的公司来说，就用不着和操作工面对面地告诉刀具的参数了，同时即使因刀库容量原因把刀具取下来等下次重新装上时，只需根据标牌上的刀长数值作为刀具长度补偿而不需再进行测量。

其次，使用刀具长度作为刀长补偿，可以让机床一边进行加工运行，一边在对刀仪上进行其他刀具的长度测量，而不必因为在机床上对刀而占用机床运行时间，这样可以充分发挥加工中心的效率。这样主轴移动到编程Z坐标点时，就是主轴坐标加上（或减去）刀具长度补偿后的Z坐标数值。

（2）利用刀尖在Z方向上与编程零点的距离值（有正负之分）作为补偿值。这种方法适用于机床只有一个人操作而没有足够的时间来利用对刀仪测量刀具的长度时使用。这样做当用一把刀加工另外的工件时就要重新进行刀长补偿的设置。使用这种方法进行刀长补偿时，补偿值就是主轴从机床Z坐标零点移动到工件编程零点时的刀尖移动距离，因此此补偿值总是负值而且很大。

3.3.2 刀具半径补偿

1．刀具半径补偿概念

在轮廓加工时，刀具中心运动轨迹（刀具中心或金属丝中心的运动轨迹）与被加工零件的实际轮廓要偏移一定距离，这种偏移称为刀具半径补偿，又称刀具中心偏移。如图3-1所示，在加工内轮廓时，刀具中心向工件轮廓的内部偏移一个距离；而加工外轮廓时，刀具中心向工件的外侧偏移一个距离，这个偏移，就是所谓的刀具半径补偿。图中，粗实线为工件轮廓，虚线为刀具中心轨迹。本图中的偏移量为刀具半径值。而在粗加工和半精加工时，偏移量为刀具半径和加工余量之和。

图3-1 B功能刀具补偿的交叉点和间断点

由于数控系统控制的是刀具中心轨迹，因此数控系统要根据输入的零件轮廓尺寸及刀具半径补偿值计算出刀心轨迹。由此可见，刀具半径补偿在数控加工有着非常重要的作用，根据刀具补偿指令，数控加工机床可自动进行刀具半径补偿。特别是在手工编程时，刀具半径补偿尤为重要。手工编程时，运用刀具半径补偿指令，就可以根据零件的轮廓值编程，不需计算刀心轨迹编程，这样就大大减少了计算量和出错率。虽然利用CAD/CAM自动编程，手工计算量小，生成程序的速度快，但当刀具有少量磨损或加工轮廓尺寸与设计尺寸稍有偏差时或者在粗铣、半精铣和精铣的各工步加工余量变化时，仍需作适当调整，而运用了刀具半径补偿后，不需修改刀具尺寸或建模尺寸而重新生成程序，只需要在数控机床上对刀具补偿参数做适当修改即可。既简化了编程计算，又增加了程序的可读性。

刀具半径补偿有B功能（Basic）和C功能（Complete）两种补偿形式。由于B功能刀具半径补偿只根据本段程序进行刀补计算，不能解决程序段之间的过渡问题，要求将工件轮廓处理成圆角过渡如图3-1所示，因此工件尖角处工艺性不好。而且编程人员必须事先估计出刀补后可能出现的间断点和交叉点，并进行人为处理，显然增加编程的难度；而C功能刀具半径补偿能自动处理两程序段刀具中心轨迹的转接，可完全按照工件轮廓来编程，因此现代CNC数控机床几乎都采用C功能刀具半径补偿。这时要求建立刀具半径补偿程序段的后续至少两个程序段必须有指定补偿平面的位移指令（G00、G01，G02、G03等），否则无法建立正确的刀具补偿。

2.刀具半径补偿指令

根据ISO规定，当刀具中心轨迹在程序规定的前进方向的右边时称为右刀补，用G42表示；反之称为左刀补，用G41表示。

G41是刀具左补偿指令（左刀补），即顺着刀具前进方向看(假定工件不动)，刀具中心

轨迹位于工件轮廓的左边，称左刀补。如图3.2(a)所示。

G42是刀具右补偿指令（右刀补），即顺着刀具前进方向看(假定工件不动)，刀具中心

轨迹位于工件轮廓的右边，称右刀补。如图3.2(b)所示。

G40是为取消刀具半径补偿指令。使用该指令后，Ｇ41、Ｇ42指令无效。

在使用G41、G42进行半径补偿时应采取以下步骤：

（1）设置刀具半径补偿值：程序启动前，在刀具补偿参数区内设置补偿值。

（2）刀补的建立：刀具从起刀点接近工件，刀具中心轨迹的终点不在下一个程序段指

定的轮廓起点，而是在法线方向上偏移一个刀具补偿的距离。在该段程序中，动

作指令只能用G00或G01。

（3）刀补进行：在刀具补偿进行期间，刀具中心轨迹始终偏离编程轨迹一个刀具半径

的偏移值。在此状态下，G00、G01、G02、G03都可以使用。

（4）刀补的取消：在刀具撤离工件、返回原点的过程中取消刀补。此时只能用G00、

G01。

3.B 功能刀具半径补偿

对直线而言，刀具补偿后的轨迹是与原直线平行的直线，只需要计算出刀具中心轨迹的

起点和终点坐标值。

如图3-3所示，被加工直线段的起点在坐标原点，终点坐标为A 。假定上一程序段加工

完后，刀具中心在O ′点坐标已知。刀具半径为r ，现要计算刀具右补偿后直线段O ′A ′的

终点坐标A ′。设刀具补偿矢量AA ′的投影坐标为,则

图3-2刀具半径的左右补偿

(a) 外轮廓补偿 (b) 内轮廓补偿

X X X Y Y Y '=+?'=+?xO A A A K α'∠=∠

=s in X r r α?==

c o s X Y r r α?=-=-

X X '=+

对于圆弧而言，刀具补偿后的刀具中心轨迹是一个与圆弧同心的一段圆弧。只需计算刀

补后圆弧的起点坐标和终点坐标值。如图3-4所示，被加工圆弧的圆心坐标在坐标原点O ，

圆弧半径为R ，圆弧起点A ，终点B ，刀具半径为r 。

假定上一个程序段加工结束后刀具中心为A ′，其坐标已知。那么圆弧刀具半径补偿计

算的目的，就是计算出刀具中心轨迹的终点坐标B ′。设BB ′在两个坐标上的投影 为,X Y ??，则

以图3-1的加工外轮廓为例，采用B 功能刀具半径补偿方法，加工完第一个程序段，刀具中心落在B /、点上，而第二个程序段的起点为A /

，两个程序段之间出现了断点，只有刀具

中心走一个从B /、至A /的附加程序，即在两个间断点之间增加一个半径为刀具半径的过渡圆

弧B 1B 2，才能正确加工出整个零件轮廓。

可见，B 刀补采用了读一段，算一段，再走一段的控制方法，，无法预计到由于刀具半

径所造成的下一段加工轨迹对本程序段加工轨迹的影响，相邻两程序段的刀具中心轨迹之间

可能出现间断点或交叉点。为解决下一段加工轨迹对本段加工轨迹的影响，在计算本程序段

轨迹后，提前将下一段程序读入，然后根据它们之间转接的具体情况，

再对本段的轨迹作适

Y Y '=-

O x y ′,Y ′) ) (X a ′,Y a ′) O ′ 图3-3 直线刀具补偿 图3-4 圆弧刀具补偿

/b b X X X =+?b b Y Y Y '=+?B O x B B K β'∠=∠=c o s s in b b X X r r R Y Y r r R ββ?==?==b b b b b b r X X X R r Y Y Y R '=+'=+

当修正，得到本段正确加工轨迹，这就是C功能刀具补偿。C功能刀补更为完善，这种方法能根据相邻轮廓段的信息自动处理两个程序段刀具中心轨迹的转换，并自动在转接点处插入过渡圆弧或直线从而避免刀具干涉和断点情况。

4.C功能刀具半径补偿

目前，通常的CNC系统中，实际所能控制的轮廓只有直线和圆弧，相应的有如下转接线形：直线与直线转接、直线与圆弧转接、圆弧与圆弧转接、圆弧与直线转接。

根据两段轨迹的矢量夹角和刀具补偿方向的不同，有以下几种转接过渡方式：缩短型、伸长型、插入型。

1）矢量计算中采用平面解析几何方法，而不采用解联立方程组的方法，这是因为解联立方程组的方法除计算软件比较复杂以外，当存在多个解时，还必须进行更复杂的唯一解的确定。

P55，板书

3.3.3 夹具偏置补偿（坐标系偏置）

正如刀具长度补偿和半径补偿一样，让编程者可以不用考虑刀具的长短和大小，夹具偏置可以让编程者不考虑工件夹具的位置而使用夹具偏置。当一台加工中心在加工小的工件时，工装上一次可以装夹几个工件，编程者不用考虑每一个工件在编程时的坐标零点，而只需按照各自的编程零点进行编程，然后使用夹具偏置来移动机床在每一个工件上的编程零点。夹具偏置是使用夹具偏置指令G54～G59来执行的。还有一种方法就是使用G92指令设定坐标系。当一个工件加工完成之后，加工下一个工件时使用G92来重新设定新的工件坐标系。

3.3.4 夹角补偿

加工中两平面相交为夹角，可能产生超程过切现象，导致加工误差的产生，此时可采用夹角补偿(G39)来解决。使用夹角补偿(G39)指令时需注意，本指令为非模态指令，只在本程序段内有效，而且只能在G41或G42指令后才能使用，该指令主要用于加工中心和数控铣床。

以上是数控加工中的四种补偿方式，给我们的编程和加工带来很大的方便，能大大地提高生产效率和产品合格率。

数控机床加工中的刀具补偿工艺

数控机床加工中的刀具补偿工艺 一、刀具补偿的提出： 用立铣刀在数控机床上加工工件，可以清楚看出刀具中心运动轨计与工件轮廓不重合，这是因为工件轮廓是立铣刀运动包络形成的。立铣刀的中心称为刀具的刀位点(4、5坐标数控机床称为刀位矢量)，刀位点的运动轨计即代表刀具的运动轨迹。在数控加工中，是按工件轮廓尺寸编制程序，还是按刀位点的运动轨迹尺寸编制程序，这要根据具体情况来处理。 数控机床立铣刀加工 在全功能数控机床中，数控系统有刀具补偿功能，可按工件轮廓尺寸进行编制程序，建立、执行刀补后，数控系统自动计算，刀位点自动调整到刀具运动轨迹上。直接利用工件尺寸编制加工程序，刀具磨损，更换加工程序不变，因此使用简单、方便。 经济型数控机床结构简单，售价低，在生产企业中有一定的拥有量。在经济型数控机床系统中，如果没有刀具补偿功能，只能按刀位点的运动轨迹尺寸编制加工程序，这就要求先根据工件轮廓尺寸和刀具直径计算出刀位点的轨迹尺寸。因此计算量大、复杂，且刀具磨损、更换需重新计算刀位点的轨迹尺寸，重新编制加工程序。 二、全功能数控机床系统中刀具补偿： 1.数控车床刀具补偿 数控车床刀具补偿功能包括刀具位置补偿和刀具圆弧半径补偿两方面。在加工程序中用T功能指定，T***X中前两个XX为刀具号，后两个XX为刀具补偿号，如T0202。如果刀具补偿号为00，则表示取消刀补。 (1)刀具位置补偿刀具磨损或重新安装刀具引起的刀具位置变化，建立、执行刀具位置补偿后，其加工程序不需要重新编制。办法是测出每把刀具的位置并输入到指定的存储器内，程序执行刀具补偿指令后，刀具的实际位置就代替了原来位置。 如果没有刀具补偿，刀具从0点移动到1点，对应程序段是N60 G00 C45 X93 T0200，如果刀具补偿是X=+3，Z=+4，并存入对应补偿存储器中，执行刀补后，刀具将从0点移动到2点，而不是1点，对应程序段是N60 G00 X45 Z93 T0202。 (2)刀具圆弧半径补偿编制数控车床加工程序时，车刀刀尖被看作是一个点(假想刀尖P点)，但实际上为了提高刀具的使用寿命和降低工件表面粗糙度，车刀刀尖被磨成半径不大的圆弧(刀尖AB圆弧)，这必将产生加工工件的形状误差。另一方面，刀尖圆弧所处位置，车刀的形状对工件加工也将产生影响，而这些可采用刀具圆弧半径补偿来解决。车刀的形状和位置参数称为刀尖方位，用参数0～9表示，P点为理论刀尖点。 (3)刀补参数每一个刀具补偿号对应刀具位置补偿(X和Z值)和刀具圆弧半径补偿(R和T值)共4个参数，在加工之前输入到对应的存储器，CRT上显示。在自动执行过程中，数控

数控机床加工中的刀具补偿

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/2e18012623.html, 数控机床加工中的刀具补偿 作者：王晓晓 来源：《读与写·上旬刊》2018年第06期 摘要：随着数字化控制机床的产生，许多机械加工的工艺也变得越来越简便。本论文通过对数控机床中刀具补偿的作用和方法的分析，阐述如何利用这一功能来提高工件的尺寸精准，优化刀具的性能，减少生产费用，为车间生产工作提供操作数据与积累经验。 关键词：数控车床；刀具补偿；位置补偿；加工生产 中图分类号：G718 文献标识码：B文章编号：1672-1578（2018）16-0246-02 引言 機床的价格与型号不同，就会拥有着不一样的配置，例如刀具补偿这个配置在经济机床上就不具有，需要重复多次的对刀。此种人工操作的方式不仅操作麻烦且容易出现尺寸偏差；而数控车床则能对刀具的外形与大小进行智能计算，自动对刀调控工件至合适位置，而且获得的精度也高。这两种车床在生产中有明显的质量和效率差距。所以，数控车床成为大多数技工院校和企业的选择。 1.刀具补偿 1.1 刀具补偿的重要性。 数控机床在前期需要编程，通常会将各刀位点设置在刀架的固定位置上，理论上每次设定的刀位点都是相同的。但在具体执行当中，因为刀具的尺寸与形状偏差问题，通常是无法将刀尖保持一致的。尤其在换刀过程中，由于刀具的磨损和人工操作的误差，新安装刀具的刀位点也很难与前一个刀具的刀位点完全重合，误差就这样轻易的出现了。为了改善这些因素造成的误差而带来的数值偏差，必须进行刀具补偿，需要使用刀具补偿，不然生产出的产品会与图纸要求产生一定的形状和尺寸上的差异。 1.2 刀具补偿的作用。 在数控机床加工工件时，由于刀具磨损或重新安装刀具引起的刀具位置变化以及刀具刀尖被磨成半径不大的圆弧，这必将产生加工工件位置误差和形状误差。这样一方面可以将在加工时所用的刀具和设计时所使用的刀具之间的数值偏差降到最低，另一方面确保了加工零件的精确度。 1.3 刀具补偿表示方法。

1-7刀具补偿功能

1-7刀具补偿功能

福建省鸿源技工学校课时授课计划 （2013 —2014 学年度第2学期） 课程名称：数控机床编程与操作任课教师：王公海 章节内容1-7刀具补偿功能 授课班级12数控授课日期 授课方式讲授作业练习习题册对应部分 目的要求掌握刀具补偿功能原理 重点难点G40/G41/G42 复习题巩固上节课知识点 仪器教具粉笔黑板 审批意见 审批人： 20 年月日 讲授内容和过程方法与指导一、数控车床用刀具的交换功能 1．刀具的交换 指令格式一：T0101； 该指令为FANUC系统转刀指令，前面的T01表示换1号刀，后 面的01表示使用1号刀具补偿。 福建省劳动和社会保障厅制

第页 讲授内容和过程方法与指导二、刀具补偿功能 1．刀具补偿功能的定义 定义：数控机床根据刀具实际尺寸，自动改变机床坐标轴或刀 具刀位点位置，使实际加工轮廓和编程轨迹完全一致的功能。 分类：刀具偏移（也称为刀具长度补偿）、刀尖圆弧半径补偿。 2．刀位点的概念 概念：指编制程序和加工时，用于表示刀具特征的点，也是对 刀和加工的基准点。 数控车刀的刀位点 三、刀具偏移补偿 1．刀具偏移的含义 含义：用来补偿假定刀具长度与基准刀具长度之长度差的功 能。车床数控系统规定X轴与Z轴可同时实现刀具偏移。 分类：刀具几何偏移、刀具磨损偏移。 刀具偏移补偿功能示例

第页 讲授内容和过程方法与指导FANUC 系统的刀具几何偏移补偿参数设置 图中的代码“T”指刀沿类型，不是指刀具号，也不是指刀补 号。 FANUC 系统的刀具几何偏移补偿参数设置 图中的代码“T”指刀沿类型，不是指刀具号，也不是指刀补 号。 2．利用刀具几何偏移进行对刀操作 （1）对刀操作的定义 定义：调整每把刀的刀位点，使其尽量重合于某一理想基准点。 （2）对刀操作的过程 1）手动操作加工端面，记录下刀位点的Z向机械坐标值。 2）手动操作加工外圆，记录下刀位点的X向机械坐标值，停 机测量工件直径，计算出主轴中心的机械坐标值。 3）将X、Z值输入相应的刀具几何偏移存储器中。

数控机床刀具补偿功能

刀具补偿功能 （实际生产步骤） 在数控编程过程中，一般不考虑刀具的长度与刀尖圆弧半径，而只考虑刀位点与编程轨迹重合。但在实际加工过程中，由于刀尖圆弧半径与刀具长度各不相同，在加工中会产生很大的误差。因此，实际加工时必须通过刀具补偿指令，使数控机床根据实际使用的刀具尺寸，自动调节各坐标轴的移动量，确保实际加工轮廓和编程轨迹完全一致。数控机床根据刀具实际尺寸，自动改变机床坐标轴或刀具刀位点位置，使实际加工轮廓和编程轨迹完全一致的功能，称为刀具补偿功能。1.刀具半径补偿：（G40，G41，G42） G40：取消半径刀补 G41：刀具左补偿（沿着刀具前进的方向看，刀具在工件的左边） G42：刀具右补偿（·································右边） 数控机床加工时以刀具中心轴的坐标进行 走刀，依据G41或G42使刀具中心在原来 的编程轨迹的基础上伸长或缩短一个刀具 半径值，即刀具中心从与编程轨迹重合过 渡到与编程轨迹偏离一个刀具半径值，如图 刀具补偿指令是模态指令，一旦刀具补偿建立后一直有效，直至刀具补偿撤销。在刀具补偿进行期间，刀具中心轨迹始终偏离编程轨迹一个刀具半径值的距离。 刀具半径补偿仅在指定的2D 坐标平面内进行。而平面由G 指令代码

G17( xy平面)、G18( zx平面)、G19( yz平面)确定。刀具半径值则由刀具号H(D)确定 2.刀具长度补偿 所谓刀具长度补偿，就是把工件轮廓按刀具长度在坐标轴(车床为x、z轴)上的补偿分量平移。对于每一把刀具来说，其长度是一定的，它们在某种刀具夹座上的安装位置也是一定的。因此在加工前可预先分别测得装在刀架上的刀具长度在x和z方向的分量，即Δx刀偏和Δz 刀偏。通过数控装置的手动数据输入工作方式将Δx和Δz 输入到CNC 装置，从CNC 装置的刀具补偿表中调出刀偏值进行计算。数控车床需对x轴、z轴进行刀具长度补偿计算，数控铣床只需对z轴进行刀具长度补偿计算。

南京工程学院数控原理与系统课程设计_直线-直线刀具补偿刀补程序源代码

数控122 太劣阿昕哥 四、程序设计 Public X0 As Double, Y0 As Double, X1 As Double, Y1 As Double, X2 As Double, Y2 As Double, R As Double Public Xs1 As Double, Ys1 As Double, Xs2 As Double, Ys2 As Double Public Ori As Integer Public Xl1 As Double, Yl1 As Double, Xl2 As Double, Yl2 As Double, dX1 As Double, dY1 As Double, dX2 As Double, dY2 As Double, d1 As Double, d2 As Double Private Sub Command1_Click() Dim X1_FWD As Integer, Y1_FWD As Integer, X2_FWD As Integer, Y2_FWD As Integer Dim alfa As Double, beta As Double Call PaintAxis '绘制补偿前图像 Picture1.ForeColor = vbBlue Picture1.DrawWidth = 1 Picture1.Line (X0, Y0)-(X1, Y1) Picture1.Line (X1, Y1)-(X2, Y2) '算法设计 '计算坐标增量 dX1 = X1 - X0 dY1 = Y1 - Y0 dX2 = X2 - X1 dY2 = Y2 - Y1 alfa = Atn(dY1 / dX1) beta = Atn(dY2 / dX2) If dX1 >= 0 Then X1_FWD = 1 Else X1_FWD = -1 End If If dX2 >= 0 Then X2_FWD = 1

刀具长度补偿功能的应用与分析

刀具长度补偿功能的应用与分析 刀具长度补偿功能的应用与分析 加工中心是一种综合加工能力较强的设备，加工中心配备有刀库和自动换刀装置，在加工过程中可以进行自动选刀和换刀，由于每把刀具的长度都是不同的，同时由于刀具的磨损或换刀等其他原因引起刀具长度发生变化，在对被加工零件设置工件坐标系零点（一般为工件的上表面）后，如果更换的刀具比编程时的标准刀具稍长则将使零件产生过切的现象，反之使零件产生欠切的现象。 利用数控系统的刀具长度补偿功能，可以不必通过重新调整刀具或重新对刀，而是通过刀具长度补偿来补偿长度方向的误差让机床达到程序中的指定位置。 一、刀具长度补偿的应用及问题分析 1.刀具长度补偿的应用 1.1刀具长度补偿功能可以实现对零件深度的精确控制 例如，某工件的深度为40±0.02毫米，由于对刀或刀具磨损等误差加工后的实测深度为39.93毫米，如果程序中用G43 G00 Z5 H01指令，则实测之后设置的H01中的值设置为-0.07。 1.2利用刀具长度补偿可以实现分层加工 例如某一零件要加工深度为10mm，实际加工过程中，考虑到保护刀具及机床刚度等因素，需要分层加工，设每层加工5毫米深度，编程原点在工件上表面，可以在下刀到Z-10的程序段中建立G43的长度补偿，即G43 G01 Z-10H01F100；先按正常对刀设定G54坐标系中的对刀值，在第一层加工中，将H01中的值设置为5，在第二层加工中，将H01中的值设置为0。 1.3利用刀具长度补偿可以减少对刀次数 当某一零件需要多把刀时，以第一把刀为基准，测量并记录刀位点与刀柄端部距离，当用第二把刀时，测量第二把刀刀位点与刀柄端部距离，与第一把刀进行比较，在用第二把刀的时候程序中用刀具长度补偿指令，并将两把刀与刀柄端部的距离之差值作为补偿量。这样

数控刀具补偿原理

3.3 刀具补偿原理 刀具补偿（又称偏置），在20世纪60～70年代的数控加工中没有补偿的概念，所以编程人员不得不围绕刀具的理论路线和实际路线的相对关系来进行编程，容易产生错误。补偿的概念出现以后很大地提高了编程的效率。 具有刀具补偿功能，在编制加工程序时，可以按零件实际轮廓编程，加工前测量实际的刀具半径、长度等，作为刀具补偿参数输入数控系统，可以加工出合乎尺寸要求的零件轮廓。 刀具补偿功能还可以满足加工工艺等其他一些要求，可以通过逐次改变刀具半径补偿值大小的办法，调整每次进给量，以达到利用同一程序实现粗、精加工循环。另外，因刀具磨损、重磨而使刀具尺寸变化时，若仍用原程序，势必造成加工误差，用刀具长度补偿可以解决这个问题。 刀具补偿分为2种： ☆刀具长度补偿； ☆刀具半径补偿。 文献《刀具补偿在数控加工中的应用》（工具技术，2OO4年第38卷No7，徐伟，广东技术师范学院）中提到在数控加工中有4种补偿： ☆刀具长度补偿； ☆刀具半径补偿； ☆夹具补偿； ☆夹角补偿（G39）。 这四种补偿基本上能解决在加工中因刀具形状而产生的轨迹问题。 3.3.1 刀具长度补偿 1．刀具长度的概念 刀具长度是一个很重要的概念。我们在对一个零件编程的时候，首先要指定零件的编程中心，然后才能建立工件编程坐标系，而此坐标系只是一个工件坐标系，零点一般在工件上。长度补偿只是和Z坐标有关，它不象X、Y平面内的编程零点，因为刀具是由主轴锥孔定位而不改变，对于Z坐标的零点就不一样了。每一把刀的长度都是不同的，例如，我们要钻一个深为50mm的孔，然后攻丝深为45mm，分别用一把长为250mm的钻头和一把长为350mm的丝锥。先用钻头钻孔深50mm，此时机床已经设定工件零点，当换上丝锥攻丝时，如果两把刀都从设定零点开始加工，丝锥因为比钻头长而攻丝过长，损坏刀具和工件。此时如果设定刀具补偿，把丝锥和钻头的长度进行补偿，此时机床零点设定之后，即使丝锥和钻头长度不同，因补偿的存在，在调用丝锥工作时，零点Z坐标已经自动向Z+（或Z）补偿了丝锥的长度，保证了加工零点的正确。 2.刀具长度补偿指令 通过执行含有G43（G44）和H指令来实现刀具长度补偿，同时我们给出一个Z坐标值，这样刀具在补偿之后移动到离工件表面距离为Z的地方。另外一个指令G49是取消G43

刀具补偿原理

刀具半径补偿原理及补偿规则Post By：2006-12-14 20:14:00 在加工过程中，刀具的磨损、实际刀具尺寸与编程时规定的刀具尺寸不一致以及更换刀具等原因，都会直接影响最终加工尺寸，造成误差。 为了最大限度的减少因刀具尺寸变化等原因造成的加工误差，数控系统通常都具备有刀具误差补偿功能。通过刀具补偿功能指令，CNC系统可以根据输入补偿量或者实际的刀具尺寸，使机床自动加工出符合程序要求的零件。 1．刀具半径补偿原理 （１）刀具半径补偿的概念 用铣刀铣削工件的轮廓时，刀具中心的运动轨迹并不是加工工件的实际轮廓。如图所示，加工内轮廓时，刀具中心要向工件的内侧偏移一定距离；而加工外轮廓时，同样刀具中心也要向工件的外侧偏移一定距离。由于数控系统控制的是刀心轨迹，因此编程时要根据零件轮廓尺寸计算出刀心轨迹。零件轮廓可能需要粗铣、半精铣和精铣三个工步，由于每个工步加工余量不同，因此它们都有相应的刀心轨迹。另外刀具磨损后，也需要重新计算刀心轨迹，这样势必增加编程的复杂性。为了解决这个问题，数控系统中专门设计了若干存储单元，存放各个工步的加工余量及刀具磨损量。数控编程时，只需依照刀具半径值编写公称刀心轨迹。加工余量和刀具磨损引起的刀心轨迹变化，由系统自动计算，进而生成数控程序。进一步地，如果将刀具半径值也寄存在存储单元中，就可使编程工作简化成只按零件尺寸编程。这样既简化了编程计算，又增加了程序的可读性。 刀具半径补偿原理

（2）刀具半径补偿的数学处理 ①基本轮廓处理 要根据轮廓尺寸进行刀具半径补偿，必需计算刀具中心的运动轨迹，一般数控系统的轮廓控制通常仅限于直线和圆弧。对于直线而言，刀补后的刀具中心轨迹为平行于轮廓直线的一条直线，因此，只要计算出刀具中心轨迹的起点和终点坐标，刀具中心轨迹即可确定；对于圆弧而言，刀补后的刀具中心轨迹为与指定轮廓圆弧同心的一段圆弧，因此，圆弧的刀具半径补偿，需要计算出刀具中心轨迹圆弧的起点、终点和圆心坐标。 ②尖角处理 在普通的CNC装置中，所能控制的轮廓轨迹只有直线和圆弧，其连接方式有：直线与直线连接、直线与圆弧连接、圆弧与圆弧连接。图所示为直线与直线连接时各种转接的情况，编程轨迹为OA→AP。 直线至直线左刀补情况 （a）、（b）缩短型转换；（c）伸长型转换；（d）插入型转换 图（a）、（b）中，AB、AD为刀具半径值，刀具中心轨迹IB与DK的交点为C，由数控系统求出交点C的坐标值，实际刀具中心轨迹为IC→CK。采取求交点的方法，从根本上解决了内轮廓加工时刀具的过切现象。由于IC→CK相对于OA与AP缩短了CB与DC的长度，因此这种求交点的内轮廓过渡称为缩短型转换，这里求交点是核心任务。 图（c）中，C点为IB与DK延长线的交点，由数控系统求出交点C的坐标，实际刀具中心轨迹为IC→CK。同上道理，这种外轮廓过渡称为伸长型转换。 图（d）中，若仍采用求IB与DK交点的方法，势必过多地增加刀具的非切削空行程时间，这显然是不合理的。因此刀补算法在这里采用插入型转换，即令

数控车床的对刀与刀具补偿(附图)

数控车床的对刀与刀具补偿(附图) 一、对刀 对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置，对刀点可以设在零件上、夹具上或机床上，对刀时应使对刀点与刀位点重合。 数控车床常用的对刀方法有三种：试切对刀、机械对刀仪对刀（接触式）、光学对刀仪对刀（非接触式），如图3-9 所示。 1、试切对刀 1 ）外径刀的对刀方法 如图3-10 所示。

Z 向对刀如(a) 所示。先用外径刀将工件端面( 基准面) 车削出来；车削端面后，刀具可以沿X 方向移动远离工件，但不可Z 方向移动。Z 轴对刀输入：“Z0 测量”。 X 向对刀如(b) 所示。车削任一外径后，使刀具Z 向移动远离工件，待主轴停止转动后，测量刚刚车削出来的外径尺寸。例如，测量值为Φ50.78mm, 则X 轴对刀输入：“X50.78 测量”。 2 ）内孔刀的对刀方法 类似外径刀的对刀方法。 Z 向对刀内孔车刀轻微接触到己加工好的基准面（端面）后，就不可再作Z 向移动。Z 轴对刀输入：“Z0 测量”。 X 向对刀任意车削一内孔直径后，Z 向移动刀具远离工件，停止主轴转动，然后测量已车削好的内径尺寸。例如，测量值为Φ45.56mm, 则X 轴对刀输入：“X45.56 测量”。

3 ）钻头、中心钻的对刀方法 如图3-11 所示。 Z 向对刀如（a ）所示。钻头( 或中心钻) 轻微接触到基准面后，就不可再作Z 向移动。Z 轴对刀输入：“Z0 测量”。 X 向对刀如（b ）所示。主轴不必转动，以手动方式将钻头沿X 轴移动到钻孔中心，即看屏幕显示的机械坐标到“X0.0 ”为止。X 轴对刀输入：“X0 测量”。 2、机械对刀仪对刀 将刀具的刀尖与对刀仪的百分表测头接触，得到两个方向的刀偏量。有的机床具有刀具探测功能，即通过机床上的对刀仪测头测量刀偏量。 3、光学对刀仪对刀

刀具半径补偿功能

刀具半径补偿功能 教学内容：刀具半径补偿指令的学习。 教学目标：通过刀具半径补偿的学习让学生明白刀具半径补偿的作用和应用。重点：刀具半径补偿的运用。 难点：使用刀具半径补偿进行编程和加工。 教学流程：旧课复习→新课导入→例题讲解→习题与例题对比→机床实操→布置作业→教学总结 一、旧课复习（5分钟） 1、按照轮廓加工，加工出来的工件尺寸小（大）一个直径。 二、刀具半径补偿G41、G42、G40 （15分钟） 1、刀具半径左补偿G41 说明：沿刀具前进方向的左边进行左补偿，如下图 2、刀具半径右补偿G42 说明：沿刀具前进方向的右边进行右补偿，如下图 总结：假设人站在加工的起点上，眼睛沿着加工方向观察，刀具在人的左面叫左补偿，刀具在人的右面叫右补偿。 3、G41、G42程序格式

G41 X＿Y ＿D ＿ G42 说明：①X＿Y ＿表示加工到达的终点坐标 ②D ＿表示半径补偿值的寄存器位置,共100个，分别是D0~D99 4、取消刀具半径补偿值G40 例：应用刀补指令进行以下图形轮廓加工加工深度2MM ，刀具为φ12。 1、加工路径：H →F →B →C →D →E →H 2、计算坐标点： H（-70，-50）E（-60，-50）B（-60，40）C（60，40） D（60，-40）F（-70，-40）H（-70，-50） 3、加工程序： O0002（程序名） G90 G40 G21；（加工前G 代码准备） G00 Z20；（提刀至安全高度） M03 S1800；（主轴正转，转速1800r/min X-70 Y-50；（快速定位O→H） Z2；（快速接近工件表面） G01 Z-2 F600；（下刀深度） G41 G01 X-60 D01；(01=6)（H→E建立刀具半径左补偿） Y40 ；（E→B） X60 ；（B→C）(执行刀具半径左 Y-40 ；（C→D）补偿加工轮廓) X-70 ；（D→F） G40 G00 X-70 Y-50 ；(取消刀具半径补偿) Z20 ；（快速提刀至安全高度） X0 Y0 ；（快速退刀） M05 ；（主轴停转） M30 ；（程序结束）

数控车床刀具半径补偿G40G41G42 1

刀尖圆弧半径补偿 G40，G41，G42
当编写数控轨迹代码时，一般是以刀具中心为基准。但实际中，刀具通常是 圆形的， 刀具中心并不是刀具与加工零件接触的部分，所以刀具中心的的轨迹应 偏离实际零件轨迹一个刀具半径的距离。 简单的将零件外形的轨迹偏移一个刀具 半径的方法就是 B 型刀补，这样的方法虽然简单，但会出现一定的问题，如产 生过切现象。而且由于刀尖圆弧的影响，实际加工结果与工件程序会存在误差， 而 C 型刀补可实现刀具半径补偿解决上述问题、 消除上述误差。 C 型刀补的基 本思想是并不马上执行读入的程序，而是再读入下一段程序，判断两段轨迹之间 的转接情况，根据转接情况计算相应的运动轨迹（转接向量） 。由于多读了一段 程序进行预处理，故 C 型刀补能进行更精确的补偿、消除圆形刀具其中心不 在刀尖上带来的误差，从而能实现精密加工。如图所示。
刀尖圆角 R 造成的少切与过切 为了更好的理解和使用 C 型刀具半径补偿功能，就必须先理解下列几个相 关的基本概 假想刀尖概念 下图中刀尖 A 点即为假想刀尖点，实际上不存在，故称之为假想刀尖（或 理想刀尖） 。假想刀尖的设定是因为一般情况下刀尖半径中心设定在起始位置比 较困难， 而假想刀尖设在起始位置是比较容易的， 如下图所示。 与刀尖中心一样， 使用假想刀尖编程时不需考虑刀尖半径。

图 1-1 刀尖半径中心和假想刀尖 注： 对有机械零点的机床来说， 一个标准点如刀架中心可以将其当作起点。 从这个标准点 （起 点）到刀尖半径中心或假想刀尖的距离就设置为刀具偏置值。 将标准点当作起点， 从标准点到刀尖半径中心的距离设置为偏置值就如同将刀尖半径中心设 置为起点， 而从标准点到假想刀尖的距离设置为偏置值就如同将假想刀尖设置为起点。 为了 设置刀具偏置值， 通常测量从标准点到假想刀尖的距离比测量从标准点到刀尖半径中心的距 离容易，所以通常就以标准点到假想刀尖的距离来设置刀具偏置值，图 1-2、图 1-3 和图 1-.4 分别为以刀尖中心编程和以假想刀尖编程的刀具轨迹。
1）说明： 数控程序一般是针对刀具上的某一点即刀位点，按工件轮廓尺寸编制的。车 刀的刀位点一般为理想状态下的假想刀尖 A 点或刀尖圆弧圆心 O 点。 但实际加 工中的车刀，由于工艺或其他要求，刀尖往往不是一理想点，而是一段圆弧。当 切削加工时刀具切削点在刀尖圆弧上变动； 造成实际切削点与刀位点之间的位置 有偏差，故造成过切或少切。这种由于刀尖不是一理想点而是一段圆弧，造成的 加工误差，可用刀尖园弧半径补偿功能来消除。 2）刀尖园弧半径补偿是通过 G41、G42、G40 代码及 T 代码指定的刀尖园 弧半径补偿号，加入或取消半径补偿。 G40：取消刀尖半径补偿； G41：左刀补(在刀具前进方向左侧补偿)，
G42：右刀补(在刀具前进方向右侧补偿)，

刀具补偿功能

福建省鸿源技工学校课时授课计划 （2013 —2014 学年度第2学期） 课程名称：数控机床编程与操作任课教师：王公海 章节内容1-7刀具补偿功能 授课班级12数控授课日期 授课方式讲授作业练习习题册对应部分 目的要求掌握刀具补偿功能原理 重点难点G40/G41/G42 复习题巩固上节课知识点 仪器教具粉笔黑板 审批意见 审批人： 20 年月日 讲授内容和过程方法与指导一、数控车床用刀具的交换功能 1．刀具的交换 指令格式一：T0101； 该指令为FANUC系统转刀指令，前面的T01表示换1号刀，后 面的01表示使用1号刀具补偿。 福建省劳动和社会保障厅制

第页 讲授内容和过程方法与指导二、刀具补偿功能 1．刀具补偿功能的定义 定义：数控机床根据刀具实际尺寸，自动改变机床坐标轴或刀 具刀位点位置，使实际加工轮廓和编程轨迹完全一致的功能。 分类：刀具偏移（也称为刀具长度补偿）、刀尖圆弧半径补偿。 2．刀位点的概念 概念：指编制程序和加工时，用于表示刀具特征的点，也是对 刀和加工的基准点。 数控车刀的刀位点 三、刀具偏移补偿 1．刀具偏移的含义 含义：用来补偿假定刀具长度与基准刀具长度之长度差的功 能。车床数控系统规定X轴与Z轴可同时实现刀具偏移。 分类：刀具几何偏移、刀具磨损偏移。 刀具偏移补偿功能示例

第页 讲授内容和过程方法与指导FANUC 系统的刀具几何偏移补偿参数设置 图中的代码“T”指刀沿类型，不是指刀具号，也不是指刀补 号。 FANUC 系统的刀具几何偏移补偿参数设置 图中的代码“T”指刀沿类型，不是指刀具号，也不是指刀补 号。 2．利用刀具几何偏移进行对刀操作 （1）对刀操作的定义 定义：调整每把刀的刀位点，使其尽量重合于某一理想基准点。 （2）对刀操作的过程 1）手动操作加工端面，记录下刀位点的Z向机械坐标值。 2）手动操作加工外圆，记录下刀位点的X向机械坐标值，停 机测量工件直径，计算出主轴中心的机械坐标值。 3）将X、Z值输入相应的刀具几何偏移存储器中。

数控车床刀具半径补偿G40G41G42 1教学内容

数控车床刀具半径补 偿 G40G41G42 1

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刀尖圆弧半径补偿 G40，G41，G42
当编写数控轨迹代码时，一般是以刀具中心为基准。但实际中，刀具通常
是圆形的，刀具中心并不是刀具与加工零件接触的部分，所以刀具中心的的轨
迹应偏离实际零件轨迹一个刀具半径的距离。简单的将零件外形的轨迹偏移一
个刀具半径的方法就是 B 型刀补，这样的方法虽然简单，但会出现一定的问
题，如产生过切现象。而且由于刀尖圆弧的影响，实际加工结果与工件程序会
存在误差，而
C 型刀补可实现刀具半径补偿解决上述问题、消除上述误
差。C 型刀补的基本思想是并不马上执行读入的程序，而是再读入下一段程
序，判断两段轨迹之间的转接情况，根据转接情况计算相应的运动轨迹（转接
向量）。由于多读了一段程序进行预处理，故 C 型刀补能进行更精确的补
偿、消除圆形刀具其中心不在刀尖上带来的误差，从而能实现精密加工。如图
所示。
刀尖圆角 R 造成的少切与过切
为了更好的理解和使用
C 型刀具半径补偿功能，就必须先理解下列
几个相关的基本概
假想刀尖概念
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下图中刀尖 A 点即为假想刀尖点，实际上不存在，故称之为假想刀尖（或 理想刀尖）。假想刀尖的设定是因为一般情况下刀尖半径中心设定在起始位置 比较困难，而假想刀尖设在起始位置是比较容易的，如下图所示。与刀尖中心 一样，使用假想刀尖编程时不需考虑刀尖半径。
图 1-1 刀尖半径中心和假想刀尖 注：对有机械零点的机床来说，一个标准点如刀架中心可以将其当作起点。从 这个标准点（起点）到刀尖半径中心或假想刀尖的距离就设置为刀具偏置值。 将标准点当作起点，从标准点到刀尖半径中心的距离设置为偏置值就如同将刀 尖半径中心设置为起点，而从标准点到假想刀尖的距离设置为偏置值就如同将 假想刀尖设置为起点。为了设置刀具偏置值，通常测量从标准点到假想刀尖的 距离比测量从标准点到刀尖半径中心的距离容易，所以通常就以标准点到假想
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数控车床的对刀与刀具补偿

数控车床的对刀与刀具补偿 一、对刀 对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置，对刀点可以设在零件上、夹具上或机床上，对刀时应使对刀点与刀位点重合。 数控车床常用的对刀方法有三种：试切对刀、机械对刀仪对刀（接触式）、光学对刀仪对刀（非接触式），如图 3-9 所示。 1、试切对刀 1 ）外径刀的对刀方法 如图 3-10 所示。 Z 向对刀如 (a) 所示。先用外径刀将工件端面 ( 基准面 ) 车削出来；车削端面后，刀具可以沿 X 方向移动远离工件，但不可 Z 方向移动。 Z 轴对刀输入：“ Z0 测量”。

X 向对刀如 (b) 所示。车削任一外径后，使刀具 Z 向移动远离工件，待主轴停止转动后，测量刚刚车削出来的外径尺寸。例如，测量值为Φ 50.78mm, 则 X 轴对刀输入：“ X50.78 测量”。 2 ）内孔刀的对刀方法 类似外径刀的对刀方法。 Z 向对刀内孔车刀轻微接触到己加工好的基准面（端面）后，就不可再作 Z 向移动。Z 轴对刀输入：“ Z0 测量”。 X 向对刀任意车削一内孔直径后，Z 向移动刀具远离工件，停止主轴转动，然后测量已车削好的内径尺寸。例如，测量值为Φ 45.56mm, 则 X 轴对刀输入：“ X45.56 测量” 。 3 ）钻头、中心钻的对刀方法 如图 3-11 所示。 Z 向对刀如（ a ）所示。钻头 ( 或中心钻 ) 轻微接触到基准面后，就不可再作 Z 向移动。 Z 轴对刀输入：“ Z0 测量”。 X 向对刀如（ b ）所示。主轴不必转动，以手动方式将钻头沿 X 轴移动到钻孔中心，即看屏幕显示的机械坐标到“ X0.0 ”为止。X 轴对刀输入：“ X0 测量”。 2、机械对刀仪对刀 将刀具的刀尖与对刀仪的百分表测头接触，得到两个方向的刀偏量。有的机床具有刀具探测功能，即通过机床上的对刀仪测头测量刀偏量。 3、光学对刀仪对刀 将刀具刀尖对准刀镜的十字线中心，以十字线中心为基准，得到各把刀的刀偏量。

刀具半径补偿原理(详细)

刀具半径补偿原理 一、刀具半径补偿的基本概念 （一）什么是刀具半径补偿 根据按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数，实时自动生成刀具中心轨迹的功能成为刀具半径补偿功能。 （二）刀具半径功能的主要用途 （1）由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具半径变化时，不必重新编程，只需修改相应的偏置参数即可。 （2）加工余量的预留可通过修改偏置参数实现，而不必为粗、精加工各编制一个程序。 （三）刀具半径补偿的常用方法 1．B刀补 特点：刀具中心轨迹的段间都是用圆弧连接过渡。 优点：算法简单，实现容易。 缺点： （1）外轮廓加工时，由于圆弧连接时，刀具始终在一点切削，外轮廓尖角被加工成小圆角。 （2）内轮廓加工时，必须由编程人员人为的加一个辅助的过渡圆弧，且必须保证过渡圆弧的半径大于刀具半径。这样：一是增加编程工作难度；二是稍有疏忽，过渡圆弧半径小于刀具半径时，会因刀具干涉而产生过切，使加工零件报废。 2．C刀补 特点：刀具中心轨迹段间采用直线连接过渡。直接实时自动计算刀具中心轨迹的转接交点。 优点：尖角工艺性好；在加工内轮廓时，可实现过切自动预报。 两种刀补在处理方法上的区别： B刀补采用读一段，算一段，走一段的处理方法。故无法预计刀具半径造成的下一段轨迹对本段轨迹的影响。 C刀补采用一次对两段进行处理的方法。先处理本段，再根据下一段来确定刀具中心轨迹的段间过渡状态，从而完成本段刀补运算处理。 二、刀具半径补偿的工作原理 （一）刀具半径补偿的过程 刀具半径补偿的过程分三步。 1．刀补建立 刀具从起点接近工件，在编程轨迹基础上，刀具中心向左（G41）或向右（G42）偏离一个偏置量的距离。不能进行零件的加工。 2．刀补进行 刀具中心轨迹与编程轨迹始终偏离一个偏置量的距离。 3．刀补撤消 刀具撤离工件，使刀具中心轨迹终点与编程轨迹终点（如起刀点）重合。不能进行加工。 （二）C机能刀具半径补偿的转接形式和过渡方式 1．转接形式

数控机床的插补原理

教案用纸 页 学科 数 控 加 工 工 艺 学 第一章第 6 节 课题数控机床的插补原理 授课时数2H 累计时间8H 授课日期2010-09-10 授课班级数加维7090102 数控技术50901 教学目的与要求1．了解数控机床的插补原理2．掌握直线插补的计算 教学重点与难点重点：数控机床的插补原理难点：计算直线插补 授课方法讲授法教具 执行后摘记

复习 数控机床的坐标系及方向的确定 新课讲解： 1-6数控机床的插补原理 一、 插补基本概念 1、插补 数控系统的插补是指根据给定的数学函数，在理想的轨迹和轮廓上已知点之间进行数据密化处理的过程。常用脉冲当量的数值有0.01mm/脉冲、0.001mm/脉冲。目前有些数控机床的加工精度已达0.1um 、0.01um 。 2、分类 插补功能的好坏直接影响系统控制精度和速度，是数控系统的主要技术性能指标，所以插补软件是数控系统的核心软件。 二、逐点比较法 逐点比较法是被控制的对象在按要求的轨迹原点时，每走一步都要与现实的轨迹比较，由比较结果决定下一步移动的方向插补过程中每处理一步都要完成以下四个工作节拍：偏差判别、坐标进给、偏差计算、终点判别。 （1）插补步骤流程图 （2）第一象限直线插补 1、直线插补（第一象限） 1）、偏差判别 e m e m m Y X X Y F -=，若0=m F ，则动点恰好在直线上；若0>m F ，则动点 在直线上方；若0

刀具长度补偿

Bewise Inc. https://www.wendangku.net/doc/2e18012623.html, Reference source from the internet. 刀具长度补偿功能，是数控机床的一项重要功能，在准备功能中用G43、G44、G49表示，但是若使用得不好很容易造成撞车和废品事故。下面以加工中心为例，介绍生产实践中常用的几种刀具长度补偿方法。 1 刀具长度补偿功能的执行过程 典型的指令格式为G43 Z_H_；或G44 Z_H_。其中G43指令加补偿值，也叫正向补偿，即把编程的Z值加上H代码指定的偏值寄存器中预设的数值后作为CNC实际执行的Z坐标移动值。相应的，G44指令减去预设的补偿值，也叫负向补偿。 当指令G43时，实际执行的Z坐标值为Z’=Z_+(H_)； 当指令G44时，实际执行的Z坐标值为Z’=Z_-(H_)； 这个运算不受G90绝对值指令或G91增量值指令状态的影响。偏值寄存器中可预设正值或负值，因此有如下等同情况。 指令G43、H设正值等同于指令G44、H设负值的效果： 指令G43、H设负值等同于指令G44、H设正值的效果。 因此一般情况下，为避免指令输入或使用时失误，可根据操作者习惯采用两种方式： 只用指令G43，H设正值或负值： H只设正值，用指令G43或G44。 以下介绍使用较多的第一种情况。 指令格式中Z值可以为0，但H0或H00将取消刀具长度补偿，与G49效果等同，因为0号偏值寄存器被NC永远置0。 一般情况下，为避免失误，通过设定参数使刀具长度补偿只对Z轴有效。例如当前指令为G43X_H_；时，X轴的移动并没有被补偿。 被补偿的偏置值由H后面的代码指定。例如H1设20.、H2设-30.，当指令“G43 Z100.H1；”时，Z轴将移动至120.处：而当指令“G43 Z100. H2；”时，Z轴将移动至70.处。 G43(G44)与G00、G01出现在一个程序段时，NC将首先执行G43(G44)。 可以在固定循环的程序段中指令G43(G44)，这时只能指令一个H代码，刀具长度补偿同时对Z值和R值有效。

刀具半径补偿原理

刀具半径补偿原理 14机制--张哲--149050341075 一、刀具半径补偿的基本概念 （一）什么是刀具半径补偿 根据按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数，实时自动生成刀具中心轨迹的功能成为刀具半径补偿功能。 （二）刀具半径功能的主要用途 （1）由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具半径变化时，不必重新编程，只需修改相应的偏置参数即可。 （2）加工余量的预留可通过修改偏置参数实现，而不必为粗、精加工各编制一个程序。（三）刀具半径补偿的常用方法 1．B刀补 特点：刀具中心轨迹的段间都是用圆弧连接过渡。 优点：算法简单，实现容易。 缺点： （1）外轮廓加工时，由于圆弧连接时，刀具始终在一点切削，外轮廓尖角被加工成小圆角。 （2）内轮廓加工时，必须由编程人员人为的加一个辅助的过渡圆弧，且必须保证过渡圆弧的半径大于刀具半径。这样：一是增加编程工作难度；二是稍有疏忽，过渡圆弧半径小于刀具半径时，会因刀具干涉而产生过切，使加工零件报废。 2．C刀补 特点：刀具中心轨迹段间采用直线连接过渡。直接实时自动计算刀具中心轨迹的转接交点。 优点：尖角工艺性好；在加工内轮廓时，可实现过切自动预报。 两种刀补在处理方法上的区别： B刀补采用读一段，算一段，走一段的处理方法。故无法预计刀具半径造成的下一段轨迹对本段轨迹的影响。 C刀补采用一次对两段进行处理的方法。先处理本段，再根据下一段来确定刀具中心轨迹的段间过渡状态，从而完成本段刀补运算处理。 二、刀具半径补偿的工作原理 （一）刀具半径补偿的过程 刀具半径补偿的过程分三步。 1．刀补建立 刀具从起点接近工件，在编程轨迹基础上，刀具中心向左（G41）或向右（G42）偏离一个偏置量的距离。不能进行零件的加工。 2．刀补进行 刀具中心轨迹与编程轨迹始终偏离一个偏置量的距离。 3．刀补撤消

刀具半径补偿圆弧接圆弧设计资料

1.刀具半径补偿的原理 1.1刀具半径补偿的坐标计算 在机床数控技术中已经讲述了刀具半径补偿的编程指令，刀具半径补偿建立和取消时刀具中心点的运动轨迹。本节将要介绍刀具半径十限的坐标计算，在轮廓加工过程中，刀具半径补偿分三个过程：①刀具半径补偿的建立；③刀具半径补偿的进行；③刀具半径补偿的取消。在这三个过程中，刀具中心的轨迹都是根据被加工工件的轮廓计算的。通常，工件轮廓是由直线和圆弧组成的，加工直线时，刀具中心线是工件轮廓的平行线且距离等于刀具半径值，加工圆弧时，半径之差是刀具半径值，本节将要介绍的半径补偿计算是计算刀具半径补偿建立和取消时刀具中心点与工件轮廓起点和终点的位置关系；工件轮廓拐角时刀具中心拐点与工件轮廓拐点的位置关系。由于轮廓线的拐点可是直线与直线、直线与圆弧、圆弧与圆弧的交点；拐角的角度大小又不同；又由于刀具半径补偿可是左侧(c41)或右侧(跳)偏置，因此，计算公式很多，下面仅介绍部分计算公式： 1.2直线两端处刀具中心的位置 若用半径为r 的立铣刀加工图3—20中的直线45，刀具中心的轨迹在刀具左例偏置时(G41方式)，是ab 直线；右侧偏置(G42方式)时是cd 线,只要计算 出端点a,b 或c,d 的坐标值，就可使刀具准确移动。由于直线Aa ＝Ac ＝r ， 过A 点垂直于AB 线，Bb ＝Bc ＝r ，过B 点垂直于AB 线，A 点和B 点的坐标值 B B A A Y X Y X 、、、已由零件程序中给出，因此：a 点：a A X X Ag =- a A Y Y ga =+ b 点：b B X X Be =- b B Y Y eb =+ c 点：c C X X Ah =+ c A Y Y hc =- d 点：d B X X Bf =+ d b Y Y fd =- 由图1.2.1可知：agA ?、beB ?、chA ?、dfB ?都与AMB ?相似;B A AM X X =-, B A MB Y Y =- cos AM a AB = = （1-1） sin MB a AB = = （1-2） 因此：

刀具补偿功能的综合应用

刀具补偿功能的综合应用

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第三节数控铣削加工平面凸轮零件的典型实例 教学目标 通过本章的深入讲解,使学生加深对数控铣床的了解，并能熟练掌握刀具半径补偿和刀具长度补偿具体应用，和凸轮零件的数控加工工艺运用。同时，对进一步巩固前章所学的编程知识,增强工程实践动手能力,提高综合加工实训能力。 具体要求 1. 了解程序停止(Ｍ00)、程序跳段的使用方法。 2. 熟练区分左刀具半径补偿和右刀具半径补偿。 ３.合理使用刀具半径补偿值分配粗、精加工余量。 4. 掌握平面凸轮零件的编程方法。 5．正确完成调用子程序铣削工件。 实验条件 1.立式数控铣床。 2.零件图，见右图所示。 3．半精加工后的铝板一块(规格:１10×８0×1０)。 4．强力夹头刀柄一套。 ５．ф１2mm键槽刀。 6．平口钳、垫铁、夹具。 7．游标卡尺。 教学重点、难点 使用刀具半径补偿时,正确选择好起始点、走刀路径,以及改变半径补偿值D 完成粗、精加工。 学时安排 理论讲解、示范操作45分钟 教学内容 一、具半径补偿（Ｇ41、Ｇ42）的与含义 在轮廓加工中，由于刀具总有一定的半径(如铣刀半径）,刀具中心的运动轨迹并不等于所要加工零件的实际轮廓。也就是说,在数控铣床进行轮廓加工时，一般要考虑刀具半径。如下图所示，在外轮廓加工时,刀具中心需要偏移零件的外轮廓面一个半径值。这种偏移习惯上称为刀具半径补偿。

使用刀具半径补偿功能,系统可以自动计算出偏离一定距离（称偏置)的刀具轨迹。它不但大大简化了编程,而且还可以很容易地调整加工轮廓尺寸。当然,对于特别简单的零件,也可以在加工程序中偏离轮廓一个刀具半径值来编程(不使用刀具半径补偿功能）。 根据ＩSＯ标准,当刀具中心轨迹在编程轨迹（零件轮廓)前进方向左边时,称为左刀具补偿，简称左刀补，用Ｇ41表示;反之,则称为右刀补,用Ｇ４2表示（如下图所示)；当不需要进行刀补时用G40表示。 二、刀具半径补偿的应用特点 １.避免计算刀具中心轨迹,直接用零件轮廓尺寸编程。 2.刀具因磨损、重磨、换新刀而引起的刀具半径改变后,不修改程序。 3.用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具补偿值，可进行粗精加工。 ４．利用刀具补偿值，控制工件轮廓尺寸精度。 三、刀具半径补偿的建立和取消 刀补建立时,刀具从起点出发沿直线接近加工零件,根据Ｇ41或G42使刀具中心在原来的编程轨迹的基础上伸长或缩短一个刀具半径值。刀补取消时,在最后一段刀补轨迹加工完成后，应走一端直线撤消刀补,撤消刀补时应注意不能碰刀，如下图所示。