浅议数控机床加工中c刀具补偿下的过切现象
浅议数控机床加工中C刀具补偿下的过切现象
摘要：随着计算机技术的发展，在数控机床中运用计算机技术也得到了较快的发展。早期数控机床主要由数字逻辑电路组成硬件数控系统，即NC系统，随着计算技术的运用，该系统已被淘汰，取而代之的是计算机数控系统，即CNC系统。CNC系统在存储能力及运算速度方面大幅提高，且柔性较为良好。本文主要是在装备CNC系统基础上的数控车床进行分析，对其C刀具补偿下的过切现象进行研究，并提出解决的措施。
关键词：C刀具；CNC系统；数控机床；补偿
数控机床中有一种特殊的功能，即刀具补偿，其作用是数控系统在工件轮廓程序及刀具中心偏移量的条件下，自动对刀具的轨迹进行计算。在CNC系统中，刀具补偿分为B刀具补偿和C刀具补偿。B刀具补偿采用读、算、走依次进行的控制方法，对程序间的过渡问题很难解决，工作人员需要先对刀补后的交叉点及间断点情况进行预计，然后人为进行处理，其加工工艺较差。而C刀具补偿很好的解决了B刀具补偿的不足，可直接求出刀具中心轨迹焦点，刀具加工的路径大大缩短，加工工艺大幅提高，这也是目前数控系统中比较先进的刀具补偿方法。但是在加工过程中，要是编程方法不合适，就会出现过切现象，对零件的质量及精度都有严重的影响，本文主要对C刀具补偿中的过切现象进行分析研究，提出消除过切的方法。
1、C刀具补偿中的过切现象分析
1.1刀补平面内两段及以上没有移动指令时的过切现象
刀具补偿时，平面内两段及以上没有移动指令时，往往会出现过切的现象。如图1所示，某工件经过数控铣削加工时，其程序如下：
图1 过切现象一
O0002
N10 S800 M03
N20 G90 G54 G00 X0 Y0
N30 Z100
N40 G41 X20 Y10 D01 //刀补建立
N50 Z5 //Z方向下刀
N60 G01 Z-1 F80 //Z方向下刀
N70 Y50 //加工外轮廓
N80 X50
……
N120 M30
对其主要原因进行分析可知，刀具补偿从N40程序段开始，其建立时，数控程序只能读出两个程序间断，此时N50、N60两程序段都在z轴上移动，与x、y轴无关，因此，数控车床不能正确的判断出下一个补偿的方向，虽然采用了G41进行刀补，然而刀补的中心却没有加上刀补值，直接到达A点完成了N50、N60段的补偿后进行N70段补偿，从A点移动向B点使，刀具中心将工件的一部分切掉，因此产生了过切现象。
1.2刀补平面内存在一个移动距离为0的指令产生过切现象
在刀补状态下，平面内两个运动指令间存在一个移动为0的指令，就会产生过切现象，如图2所示，某工件经过数控铣削加工时，其程序如下：
图2 过切现象二
O0003
N10 M03 S1000
N20 G54 G00 X0 Y0 Z5
N30 G01 Z-1 F100
N40 G41 G01 X20 Y10 D01
N50 Y40
N60 Y40
N70 X30
……
N120 M30
对其原因进行分析，刀具加工至N40段时，可以对N50、N60两段进行预读，这两段的位移量均为0，此时没有零件的轮廓信息，因此不存在矢量变化，这时刀补中心也没有加上刀补值，刀具中心停留在A点，刀补中心向B点移动时，向下预读到N70段时，出现过切现象。
1.3连续两辅助功能程序段产生过切现象
刀具补偿状态下，存在两个连续辅助功能程序段时，往往会产生过切现象，如图3所示，某工件经过数控铣削加工时，其程序如下：
图3 过切现象三
O0004
N10 M03 S1000
N20 G54 G00 X0 Y0 Z5
N30 G01 Z-1 F100
N40 G41 G01 X20 Y10 D01
N50 Y40
N60 M08
N70 M09
N80 G01 X30
……
N120 M30
对其原因进行分析，在刀具补偿加工N50段的时候，对N60、N70段进行预读，这两段均为辅助功能指令，因此缺乏零件轮廓信息，沿AB轮廓的垂直矢量缺失，没有刀补值。从A点向B点移动时，经过N80段时出现过切现象。
2、C刀具出现过切现象的解决方法
从以上分析可以知道，C刀具在补偿时的过切现象虽然形式不一，但本质都是要严格根据C刀补规则进行。第二、三种过切现象主要是由于编程不合理造成，是可以避免的，第一种过切解决的主要方向是深度的进给。因此本文主要针对第一种过切现象提出以下几种解决的方法：
2.1切至切削深度后，启动刀补
在进行刀补之前，首先选择安全的位置将刀具一次性进给到切削深度，然后进行刀具补偿，其程序如下：
O0005
N10 S1000 M03
N20 G54 G00 X0 Y0 Z5
N30 G01 Z-1 F100 //z轴进给至切削深度
N40 G41 G01 X20 Y10 D01 //建立刀具补偿
N50 Y50
……
N120 M30
2.2首先启动刀补，然后在深度方向一次进给到切削深度
启动刀具补偿后，选择安全位置，在深度方向上一次性进给到切削的深度。程序如下：
O0006
N10 S1000 M03
N20 G54 G00 X0 Y0 Z5
N30 G41 G01 X20 Y10 D01 //建立刀具补偿
N40 G01 Z-1 F100 //z轴一次进给到切削深度
N50 Y50
……
N120 M30
2.3刀补启动时，3个坐标同时进给
刀具补偿启动的时候，选择安全位置，使刀具在坐标三个方向同时进给，且使z轴进给到切削的深度，其程序如下：
O0007
N10 S1000 M03
N20 G54 G00 X0 Y0 Z5
N30 G41 G01 X20 Y10 Z-1 D01 F100 //三个坐标同时制定刀具偏置
N40 Y50
……
N120 M30
2.4同一方向，两次进给至切削深度
启动刀具补偿后，选择安全位置，在平面内同一直线方向，向深度两次进给至切削深度，如图4所示程序：
图4 防止过切措施
O0008
N10 S1000 M03
N20 G54 G00 X0 Y0 Z40
N30 G41 X20 Y10 D01
N40 Y12
N50 Z5
N60 G01 Z-1 F100
N70 Y50
……
N120 M30
3、结束语
在数控机床中，应用最广泛的就是C刀具补偿指令，也是最重要的指令，如果没有该指令，数控铣削编程是非常复杂的，零件的质量和精度也不能得到保证。对铣削中的过切现象，只要对C刀具补偿动作严格按照编程规则，是可以避免的。
参考文献：
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[5]李艳霞.C功能刀具半径补偿中过切的分析与改进措施[J].机床与液压.2010(18).
数控铣床与加工中心刀具补偿讲解
数控铣床与加工中心刀具补偿讲解
数控铣床与加工中心 5.4 刀具补偿和偏置功能 刀具补偿可分为刀具长度补偿和刀具半径补偿，其内容和方法已在前面章节中作了详细说明，本章拟用另外一种指令格式对刀具长度补偿功能进行介绍，目的在于进一步强调不同的数控系统对同一编程功能可能采用不同的指令格式。 5.4.1 刀具半径补偿G41、G42、G40 刀具半径补偿有两种补偿方式，分别称为B 型刀补和C型刀补。B型刀补在工件轮廓的拐角处用圆弧过渡，这样在外拐角处，由于补偿过程中刀具切削刃始终与工件尖角接触，使工件上尖角变钝，在内拐角处会则引起过切。C型刀补采用了比较复杂的刀偏矢量计算的数学模型，彻底消除了B型刀补存在的不足。下面仅讨论C型刀补。 (1).指令格式 指令格式： G17/G18/G19 G00/G01 G41/G42 G41：刀具半径左补偿
G42：刀具半径右补偿 半径补偿仅能在规定的坐标平面内进行，使用平面选择指令G17、G18或G19可分别选择XY、ZX或YZ平面为补偿平面。半径补偿必须规定补偿号，由补偿号L存入刀具半径值，则在执行上述指令时，刀具可自动左偏(G41)或右偏(G42)一个刀具半径补偿值。由于刀补的建立必须在包含运动的程序段中完成，因此以上格式中，也写入了GOO(或GO1)。在程序结束前应取消补偿。具体的判断方法见本书第二章。 (2).刀补过程 刀具补偿包括刀补建立，刀补执行和刀补取消这样三个阶段，其中刀补建立与刀补取消均应在非切削状态下进行。程序中含有G41或G42的程序段是建立刀补的程序段，含有G40的程序段是取消刀补的程序段，在执行刀补期间刀具始终处于偏置状态。为了在建立刀补和取消刀补时，避免发生过切或撞刀，以及在刀补执行期间掌握刀具在运动段的拐角处的运动情况，有必要对刀补过程作一简要说明。 (3).刀具偏置矢量 刀具偏置矢量是二维矢量，其大小等于D代
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
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加工中心对刀与刀具补偿操作教程 时间：2012-05-30 作者：模具联盟网点击： 1479 评论：0 字体：T|T 一、对刀 对刀方法与具体操作同数控铣床。 二、刀具长度补偿设置 加工中心上使用的刀具很多，每把刀具的长度和到 Z 坐标零点的距离都不相同，这些距离的差值就是刀具的长度补偿值，在加工时要分别进行设置，并记录在刀具明细表中，以供机床操作人员使用。一般有两种方法： 1、机内设置 这种方法不用事先测量每把刀具的长度，而是将所有刀具放入刀库中后，采用 Z 向设定器依次确定每把刀具在机床坐标系中的位置，具体设定方法又分两种。 （ 1 ）第一种方法将其中的一把刀具作为标准刀具，找出其它刀具与标准刀具的差值，作为长度补偿值。具体操作步骤如下： ①将所有刀具放入刀库，利用 Z 向设定器确定每把刀具到工件坐标系 Z 向零点的距离，如图 5-2 所示的 A 、 B 、 C ，并记录下来； ②选择其中一把最长（或最短）、与工件距离最小（或最大）的刀具作为基准刀，如图 5-2 中的 T03 （或 T01 ），将其对刀值 C （或 A ）作为工件坐标系的 Z 值，此时 H03=0 ； ③确定其它刀具相对基准刀的长度补偿值，即 H01= ±│ C-A │， H02= ±│ C-B │，正负号由程序中的 G43 或 G44 来确定。 ④将获得的刀具长度补偿值对应刀具和刀具号输入到机床中。 （ 2 ）第二种方法将工件坐标系的 Z 值输为 0 ，调出刀库中的每把刀具，通过 Z 向设定器确定每把刀具到工件坐标系 Z 向零点的距离，直接将每把刀具到工件零点的距离值输到对应的长度补偿值代码中。正负号由程序中的 G43 或 G44 来确定。 2、机外刀具预调结合机上对刀 这种方法是先在机床外利用刀具预调仪精确测量每把在刀柄上装夹好的刀具的轴向和径向尺寸，确定每把刀具的长度补偿值，然后在机床上用其中最长或最短的一把刀具进行 Z 向对刀，确定工件坐标系。这种方法对刀精度和效率高，便于工艺文件的编写及生产组织。 三、刀具半径补偿设置 进入刀具补偿值的设定页面，移动光标至输入值的位置，根据编程指定的刀具，键入刀具半径补偿值，按 INPUT 键完成刀具半径补偿值的设定。 一、对刀 对刀方法与具体操作同数控铣床。 二、刀具长度补偿设置 加工中心上使用的刀具很多，每把刀具的长度和到 Z 坐标零点的距离都不相同，这些距离的差值就是刀具的长度补偿值，在加工时要分别进行设置，并记录在刀具明细表中，以供机床操
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数控车床的刀尖圆弧半径教案例
《数控车床刀尖圆弧半径加工带圆弧锥轴类零件》教学案例一、教学背景 刀尖圆弧半径是影响零件的加工精度因素之一，本课题通过带圆锥轴类零件的加工，让学生掌握刀具刀尖圆弧半径补偿的基本原理及基本操作，以保证加工零件的加工精度。 本课题完成课时为4学时，学生人数为40人，分4人／组，每组完成一个工件。 教学目标：通过本课题的学习使学生掌握刀尖圆弧半径的补偿原理和方法，及补偿参数的设置，提高零件的加工精度。 时间资源：课前，课后和课内的设计和安排 材料资源：45#材料 信息资源：网络技术，多媒体技术，工具书，手册 人员资源：双师型工作团队。1位专业教师2位培训师。学生小组和组长。 设备资源：FANUC系统数控车床2—3人，台；外圆粗、精车刀、螺纹车刀、切槽刀每台机床各1把；刀架扳手、卡盘扳手、划线盘、角度样板每台机床1付，垫铁若干；游标卡尺、千分尺、螺纹环规、粗糙度样板每台机床各1把。 环境资源：数控实训车间、数控仿真机房 二、课程的实施 (一)复习导入新课 老师：同学们，见过外圆车刀吗？在哪见过？ 学生：见过，在普车实习时，就见过，而且也用过 老师：不错，学过的知识没忘记。车刀的刀尖是尖吗？ 学生：是，但不是绝对尖。 老师：答得好。请看下图,a图是理论刀尖，b图是实际刀尖。这就是我们今天要讲的新课知识，刀尖圆弧半径补偿。 (a) (b) 图1 圆头刀假想刀尖 (二)提出问题，探究新课 老师：看图回答问题。请大家思考，下图是用一假设带了刀尖的圆头刀在数控车床上加工的路径，两种刀具切削会带来什么影响？刀尖圆弧半径对加工零件的精度有影响吗？
学生：车圆锥面有影响 老师：答得好，观察能力强。那么有何影响？ 学生：在切圆柱面时无影响；切圆锥面时，圆头刀切得浅一些，有尖定的切得深一些。 老师：分析得非常正确。请同学们看下图讨论的刀尖圆弧半径在数控加工中的影响。 学生：刀尖圆弧半径对圆柱没影响，对圆锥和圆弧有影响并产生了误差。 老师：很对。因为编制数控车床加工程序时，理论上是将车刀刀尖看成一个点，如图1a所示的P点就是理论刀尖。但为了提高刀具的使用寿命和降低加工工件的表面粗糙度，通常将刀尖磨成半径不大的圆弧（一般圆弧半径R是0.4—1.6之间），如图1b所示X向和Z向的交点P称为假想刀尖，该点是编程时确定加工轨迹的点，数控系统控制该点的运动轨迹。然而实际切削时起作用的切削刃是圆弧的切点A、B，它们是实际切削加工时形成工件表面的点。很显然假想刀尖点P与实际切削点A、B是不同点，所以如果在数控加工或数控编程时不对刀尖圆角半径进行补偿，仅按照工件轮廓进行编制的程序来加工，势必会产生加工误差。 如果不进行刀尖圆弧半径补偿，在加工过程中，会产生什么现象呢？（请看下图） 学生：图的右边产生了少切，左边产生的过切。 老师：答得非常好，棒极了。这就是在数控加工中产生的过切和少切现象。在编程过程中如何实现刀具圆弧半径补偿，这是这次课的重点内容。 (三)知识学习 1.在实际加工过程中可以使用刀尖圆弧是0吗？这样做的目的是激发学生的求知欲，可以适
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
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。
数控铣床与加工中心刀具补偿讲解
数控铣床与加工中心刀 具补偿讲解 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
数控铣床与加工中心 刀具补偿和偏置功能 刀具补偿可分为刀具长度补偿和刀具半径补偿，其内容和方法已在前面章节中作了详细说明，本章拟用另外一种指令格式对刀具长度补偿功能进行介绍，目的在于进一步强调不同的数控系统对同一编程功能可能采用不同的指令格式。 5.4.1刀具半径补偿G41、G42、G40 刀具半径补偿有两种补偿方式，分别称为B型刀补和C型刀补。B型刀补在工件轮廓的拐角处用圆弧过渡，这样在外拐角处，由于补偿过程中刀具切削刃始终与工件尖角接触，使工件上尖角变钝，在内拐角处会则引起过切。C型刀补采用了比较复杂的刀偏矢量计算的数学模型，彻底消除了B型刀补存在的不足。下面仅讨论C型刀补。 (1).指令格式 指令格式： G17/G18/G19 G00/G01 G41/G42 G41：刀具半径左补偿 G42：刀具半径右补偿 半径补偿仅能在规定的坐标平面内进行，使用平面选择指令G17、G18或G19可分别选择XY、ZX或YZ平面为补偿平面。半径补偿必须规定补偿号，由补偿号L存入刀具半径值，则在执行上述指令时，刀具可自动左偏(G41)或右偏(G42)一个刀具半径补偿值。由于刀补的建立必须在包含运动的程序段中完成，因此以上格式中，也写入了GOO(或GO1)。在程序结束前应取消补偿。具体的判断方法见本书第二章。
(2).刀补过程 刀具补偿包括刀补建立，刀补执行和刀补取消这样三个阶段，其中刀补建立与刀补取消均应在非切削状态下进行。程序中含有G41或G42的程序段是建立刀补的程序段，含有G40的程序段是取消刀补的程序段，在执行刀补期间刀具始终处于偏置状态。为了在建立刀补和取消刀补时，避免发生过切或撞刀，以及在刀补执行期间掌握刀具在运动段的拐角处的运动情况，有必要对刀补过程作一简要说明。 (3).刀具偏置矢量 刀具偏置矢量是二维矢量，其大小等于D代码所规定的偏置量，矢量方向的计算是依照各轴刀具进给情况而于控制单元内自动完成的。通过该偏置矢量计算出刀具中心偏离编程轨迹的实际轨迹。偏置计算在由G17、G18和G19确定的平面内进行，该平面称之为偏置平面。 例如在已经选择了XY平面时，仅对程序中(X、Y)或(1、J)计算偏置量，并计算偏置矢量。不在偏置平面内的轴的坐标值不受偏置的影响。在3轴联动控制中，投影到偏置平面上的刀具轨迹才得到偏置补偿。 (4).刀补的建立与刀补的取消 刀补的建立是进入切削加工前的一个辅助程序段，刀补的取消是加工完成时要写入到程序中的辅助程序段，如果处理得好则有利于简捷快速而又安全地使刀具进入切入位置和加工完了时退出刀具。刀补建立时的核心问题是刀具从何处下刀并进入到工件加工的起始位置，刀补取消时则主要应考虑刀具沿何方向退离工件。系统操作说明书中讨论了各种可能遇到的情况，为简化叙述，下面仅根据习惯的编程方法讨论刀补建立与刀补取消的问题。不使用这些方法一般也可以正确地完成刀补建立与刀补取消的过程，但特殊情况下可能出现过切或报警。
刀具长度补偿
Bewise Inc. https://www.wendangku.net/doc/3014190338.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。
数控铣床与加工中心刀具补偿讲解
数控铣床与加工中心 5.4 刀具补偿和偏置功能 刀具补偿可分为刀具长度补偿和刀具半径补偿，其内容和方法已在前面章节中作了详细说明，本章拟用另外一种指令格式对刀具长度补偿功能进行介绍，目的在于进一步强调不同的数控系统对同一编程功能可能采用不同的指令格式。 5.4.1 刀具半径补偿G41、G42、G40 刀具半径补偿有两种补偿方式，分别称为B型刀补和C型刀补。B型刀补在工件轮廓的拐角处用圆弧过渡，这样在外拐角处，由于补偿过程中刀具切削刃始终与工件尖角接触，使工件上尖角变钝，在内拐角处会则引起过切。C型刀补采用了比较复杂的刀偏矢量计算的数学模型，彻底消除了B型刀补存在的不足。下面仅讨论C型刀补。 (1).指令格式 指令格式： G17/G18/G19 G00/G01 G41/G42 G41：刀具半径左补偿 G42：刀具半径右补偿 半径补偿仅能在规定的坐标平面内进行，使用平面选择指令G17、G18或G19可分别选择XY、ZX或YZ平面为补偿平面。半径补偿必须规定补偿号，由补偿号L存入刀具半径值，则在执行上述指令时，刀具可自动左偏(G41)或右偏(G42)一个刀具半径补偿值。由于刀补的建立必须在包含运动的程序段中完成，因此以上格式中，也写入了GOO(或GO1)。在程序结束前应取消补偿。具体的判断方法见本书第二章。 (2).刀补过程 刀具补偿包括刀补建立，刀补执行和刀补取消这样三个阶段，其中刀补建立与刀补取消均应在非切削状态下进行。程序中含有G41或G42的程序段是建立刀补的程序段，含有G40的程序段是取消刀补的程序段，在执行刀补期间刀具始终处于偏置状态。为了在建立刀补和取消刀补时，避免发生过切或撞刀，以及在刀补执行期间掌握刀具在运动段的拐角处的运动情况，有必要对刀补过程作一简要说明。 (3).刀具偏置矢量 刀具偏置矢量是二维矢量，其大小等于D代码所规定的偏置量，矢量方向的计算是依照各轴刀具进给情况而于控制单元内自动完成的。通过该偏置矢量计算出刀具中心偏离编程轨迹的实际轨迹。偏置计算在由G17、G18和G19确定的平面内进行，该平面称之为偏置平面。 例如在已经选择了XY平面时，仅对程序中(X、Y)或(1、J)计算偏置量，并计算偏置矢量。不在偏置平面内的轴的坐标值不受偏置的影响。在3轴联动控制中，投影到偏置平面上的刀具轨迹才得到偏置补偿。 (4).刀补的建立与刀补的取消 刀补的建立是进入切削加工前的一个辅助程序段，刀补的取消是加工完成时要写入到程序中的辅助程序段，如果处理得好则有利于简捷快速而又安全地使刀具进入切入位置和加工完了时退出刀具。刀补建立时的核心问题是刀具从何处下刀并进入到工件加工的起始位置，刀补取消时则主要应考虑刀具沿何方向退离工件。系统操作说明书中讨论了各种可能遇到的情况，为简化叙述，下面仅根据习惯的编程方法讨论刀补建立与刀补取消的问题。不使用这些方法一般也可以正确地完成刀补建立与刀补取消的过程，但特殊情况下可能出现过切或报警。 1)使用GOO或G01的运动方式均可完成刀补建立或取消的过程，事实上使用G01往往是出于安全的考虑。而如果不把刀补的建立(包括刀补的取消)建立在加工时的Z轴高度上，而采取先建立补偿再下刀或先提刀再取消补偿的方法，则既使在GOO的方式下建立(或取消)刀补也是安全的。
数控加工中心刀具长度补偿的研究
加工中心刀具补偿的研究摘要:数控加工中心加工一个零件往往需要数把刀，为了简化编程，CNC系统采用刀具长度补偿可使在备制零件的加工程序时，不必考虑刀具的实际长度.阐述了刀具长度补偿的原理，研究了数控系统使用长度补偿旨令G43(G44)和H完成长度补偿功能，提出了刀具运行的实际位呈与编程中指令位置的计算方法.论述了刀具民数在CNC 系统中的存分配，分析了刀具长度补偿的方式、特点及CNC系统中刀具长度补偿功能与其他指令的关系.结果表明:使用刀具长度补偿功能提高了加工效率。 加工中心是一种综合加工能力较强的设备，加工中心设置有刀库和自动换刀装置，在加工过程中由程序自动选刀和换刀，由于加工中心常用来加工形状复杂、工序多、精度要求较高、需用多种类型的普通机床和众多刀具、夹具且经多次装夹和调整才能完工的零件，因而加工一个零件需用十几把刀具甚至更多，由于每把刀具的长度都是不同的，在对被加工零件设置工件坐标系零点(一般为工件的卜表面)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Ul，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，可以解决上述问题. 刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向(Z向)的补偿，它使刀具在Z方向上的实际位移量比程序给定值增加或减少一个偏置值t2]，这样在编制零件的加工程序时，不必考虑刀具的实际长度以及各把刀具不同的长度尺寸.另外，当刀具磨损、更换新刀或刀具安装有误差时，也可使用刀具长度补偿指令，以补偿刀具在长度方向上的尺寸变化，而不需要重新编 制加工程序、重新对刀或重新调整刀具.大大简化了编程，减少了工时，提高了效率。 1 CNC系统执行刀具长度补偿功能分析 1.1刀具长度补偿功能的运行分析 刀具长度补偿是通过执行含有G43 ( G44)和H指令来实现，其指令格式为G43Z_H_或G44Z_H_,即把编程的Z坐标值加上(或减去)H_
数控加工中巧用刀具半径补偿指令
数控加工中巧用刀具半 径补偿指令 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
数控加工中巧用刀具半径补偿指令【论文摘要】：本文通过对刀具半径补偿功能的分析，总结出刀具半径补偿功能要点，给我们的编程和加工带来很大的方便。 【关键词】：刀具半径补偿 G41 G42 G40。 一、前言 零件加工程序通常是按零件轮廓编制的，而数控机床在加工过程中的控制点是刀具中心，因此在数控加工前数控系统必须将零件轮廓变换成刀具中心的轨迹。只有将编程轮廓数据变换成刀具中心轨迹数据才能用于插补。在数控铣床上进行轮廓加工时，因为铣刀有一定的半径，所以刀具中心（刀心）轨迹和工件轮廓不重合，如不考虑刀具半径，直接按照工件轮廓编程是比较方便的，而加工出的零件尺寸比图样要求小了一圈（加工外轮廓时），或大了一圈（加工内轮廓时），为此必须使刀具沿工件轮廓的法向偏移一个刀具半径，这就是所谓的刀具半径补偿指令。应用刀具半径补偿功能时，只需按工件轮廓轨迹进行编程，然后将刀具半径值输入数控系统中，执行程序时，系统会自动计算刀具中心轨迹，进行刀具半径补偿，从而加工出符合要求的工件形状，当刀具半径发生变化时也无需更改加工程序，使编程工作大大简化。实践证明，灵活应用刀具半径补偿功能，合理设置刀具半径补偿值，在数控加工中有着重要的意义。 二、刀具半径补偿方式有B功能刀具补偿和C功能刀具补偿两种。 1．B功能刀具半径补偿 早期的数控系统在确定刀具中心轨迹时，都采用读一段、算一段、再走一段的B 功能刀具半径补偿（简称B刀补）控制方法，它仅根据程序段的编程轮廓尺寸进行刀具半径补偿。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直
试谈数控加工中刀具补偿的应用
毕业论文 题目：数控加工中刀具补偿的应用系部：机电工程系 专业：数控技术 班级：08数控（2）班 学生：罗贤强 学号：08313244 指导老师：刘晓秋老师职称：
江西理工大学南昌校区 毕业设计（论文）任务书机电工程系系部数控专业2008级（2011届）数控（2）班学生罗贤强 题目：数控加工中刀具补偿的应用 专题题目（若无专题则不填）： 原始依据(包括设计（论文）的工作基础、研究条件、应用环境、工作目的等)：工作基础： 在20世纪60年代的数控加工中还没有出现补偿的概念，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，这样不仅很容易产生错误，而且生产效率低下。当刀具补偿概念出现并应用到数控系统中后，编程人员就可以直接按照轮廓尺寸进行程序编制。在建立、执行刀补后，由数控系统自动计算，自动调整刀位点到刀具的运动轨迹。当刀具磨损或更换后，加工程序不变，只须更改程序中刀具补偿的数值。因此刀具补偿的应用不仅提高了生产效率，还大大降低了技术人员的劳动强度。 研究条件： 利用网络资源，参考相关文献，并在老师的提示和指导下熟悉并掌握刀具补偿的基本应用和相关注意事项。 应用环境： 刀具补偿广泛用于数控车床、数控铣床、加工中心等淑红设备中。提高了数控加工的精度。 工作目的： 深入了解刀具补偿的概念以及分类，着重掌握数控车床车削加工中的刀具半径补偿的问题和车床的对刀问题。并通过本论文提高自己在刀具补偿方面的理论水平。 主要内容和要求：（包括设计（研究）内容、主要指标与技术参数，并根据课题性质对学生提出具体要求）： 研究内容：
1数控车床加工的对象： 数控车床是目前使用比较广泛的数控机床，主要用干轴类和盘类回转体工件的加工，能自动完全内外圆面、柱面、锥面、圆弧、螺纹等工序的切削加工，并能进行切槽、钻、扩、铰孔等加工，适合复杂形状工件的加工。与常规车床相比，数控车床还适合加工如下工件。 ( 1 ) 轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件， ( 2 ) 精度要求高的零件。 ( 3 ) 特殊的螺旋零件。 ( 4 ) 淬硬工件的加工。 2数控车床的对刀问题： （ 1）一般对刀。 （ 2）机外对刀仪对刀。 （ 3）自动对刀。 3 数控车削加工中刀尖圆弧半径补偿有关问题： 编制数控车床加工程序时，理论上是将车刀刀尖看成一个点，但为了提高刀具的使用寿命和降低加工工件的表面粗糙度，通常将刀尖磨成半径不大的圆弧(一般圆弧半径R是0.4一1.6 之间)，所以如果在数控加工或数控编程时不对刀尖圆角半径进行补偿，仅按照工件轮廓进行编制的程序来加工，势必会产生加工误差。假想刀尖的轨迹分析与偏置值计算分为加工圆锥面的误差析与偏置值计算和加工圆弧面的误差分析与偏置值计算。 (一)刀尖半径补偿编程原则。 1 ) 将刀具的刀尖圆角半径值及刀具的指向编码数存入刀具偏置文档的相应偏置序号处，偏置序号必须先于刀尖半径补偿激活。 2 ) 为了激活刀尖半径补偿，在一个或两个坐标轴都处于非切削状态的直线运动段中编入G41或G42，至少其中一个坐标轴的移动编程量大于或等于刀尖圆角半径值。 3 ) 进入和退出工件切削时必须垂直于工件表面。 4 ) 刀尖半径补偿在下列的工作模式中不起作用: G32,G34,G71,G72,G73, G74,G75,G76,G92。 5 ) 若在G90,G94固定循环中使用刀尖半径补偿，刀尖半径补偿必须先于 G90,G94指令激活。 (二)刀尖回角半径补偿方法。 现代数控系统一般都有刀具圆角半径补偿器，具有刀尖圆弧半径补偿功能( 即G41左补偿和G42右补偿功能)，对于这类数控车床，编程员可直接根据零件轮廓形状进行编程，编程时可假设刀具圆角半径为零，在数控加工前必须在数控机床上的相应刀具补偿号输人刀具圆弧半径值，加工过程中，数控系统根据加工程序和刀具圆弧半径自动计算假想刀尖轨迹，进行刀具圆角半径补偿，完成零件的加工。刀具半径变化时，不需修改加工程序，只需修改相应刀号补偿号刀具圆弧半径值即可。 (三)数控车床刀尖圆弧半径补偿。 1 ) 格式。 2 ) 偏置功能。
数控铣编程中刀具半径补偿和长度补偿
数控铣编程中刀具半径补偿和长度补偿 【摘要】刀具中心轨迹与工作轨迹常不重合。通过刀具补偿功能指令，数控铣床系统可以根据输入补偿量或者实际的刀具尺寸，使数控铣床自动加工出符合程序要求的零件。刀具半径补偿即根据按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。 【关键词】数控铣床；刀具；半径补偿；长度补偿 1.刀具半径补偿 由于数控加工的刀具总有一定的半径，刀具中心运动轨迹并不等于所需加工零件的实际轮廓，而是偏移轮廓一个刀具半径值。在进行外轮廓加工时，使刀具中心偏移零件零件的外轮廓表面一个刀具半径值，加工内轮廓时，使刀具中心偏移零件内轮廓表面一个刀具半径值，这种偏移习惯上称为刀具半径补偿 数控铣床刀具类型0-9种，这些内容应当事前输入刀具编制文件。刀具半径补偿的轮廓切削。刀具半径补偿的灵活应用，灵活应用的思路使用刀具半径补偿功能。随着计算机技术和数控技术的发展都经历了B（Base）功能C极坐标法，法、矢量判断法。刀具补偿技术和C功能刀具半径技术。目前，数控系统中普遍采用的是C功能刀具半径补偿技术。 2.C功能刀具半径补偿的基本思想 数控系统C功能刀具半径补偿的硬件结构由缓冲寄存器CS、工作寄存器AS和输出寄存器OS等部分组成。在C功能刀补工作状态中，数控铣床装置内部总是同时存储着三个程序段的信息。进行补偿时，第一段加工程序先被读入BS，在BS中算得的第一段编程轨迹被送到CS暂存后，又将第二段程序读入BS，算出第二段的编程轨迹。接着对第一、第二两段编程轨迹的连接方式进行判别，根据判别结果，再对CS中的第一段编程轨迹进行相应的修正。修正结束后，顺序地将修正后的第一段编程轨迹由CS送到AS，第二段编程轨迹由BS送入CS。随后，由CPU将AS中的内容送到OS进行插补运算，运算结果送到伺服驱动装置予以执行。当修正了第一段编程轨迹开始被执行后，利用插补间隙，CPU又命令第三段程序读入BS。随后，又根据BS、CS中的第三、第二段编程轨迹的连接方式，对CS中的第二段编程轨迹进行修正。 3.功能刀具补偿类型及判别方法 通常数控铣床装置中能控制加工的轨迹通常只有直线和圆弧。所有编程轨迹一般由四种轨迹转接方式，你直线与直线转接、直线与圆弧转接、圆弧与直线转接和圆弧与圆弧转接。根据前后两段程序程序轨迹交角外在工作侧的角度（矢量的夹角）的不同，有伸长型、缩短型和插入型三种过渡（转接）类型。图2为直线转接情况；
数控加工中刀具补偿的应用
数控加工中刀具补偿的应用 朱卫峰 [中国长江动力公司(集团)] 摘要:刀具补偿是数控机床的主要功能之一,他分为:刀具长度补偿、刀具半径补偿、刀具偏置补偿种。它们基本上能解决加工过程中根据刀具几何形状尺寸产生零件轮廓轨迹等问题,从而保证加工出符合图纸尺寸要求的零件。 关键词: 刀具半径补偿,刀具长度补偿,刀具几何补偿,磨损补偿 引言:刀具补偿的理论及其实现,在各类数控系统中都已经是比较成熟的技术。在使用数控机床加工零件的过程中,刀具的运动轨迹不等同于工件的轮廓。为了保证工件轮廓形状,加工时数控系统必须根据工件轮廓和刀具的几何形状尺寸计算出刀具中心运动轨 迹。在建立、执行刀补后,数控系统自动计算、自动调整刀位点到刀具的运动轨迹从而加工出符合图纸尺寸要求的形状。当刀 具磨损或更换后，加工程序不变，只须更改程序中刀具补偿的 数值。刀具补偿使用简单方便，能极大提高编程的工作效率。 下面就刀具补偿在一般数控加工中的应用进行探讨: 一.刀具半径补偿 1.刀具半径补偿的概念 A.在轮廓加工过程中，由于刀具总有一定的半径，刀具中心的运 动轨迹与所需加工零件的实际轮廓并不重合。在进行轮廓加工时，刀具中心偏离零件的实际轮廓表面(图纸中所要加工对象的轮廓)一个刀具半径值。这种偏移，称为刀具半径补偿。
B.采用刀具半径补偿的作用和意义 数控机床一般都具备刀具半径补偿的功能。在加工中，使用数控系统的刀具半径补偿功能，就能避开数控编程过程中的繁琐计算，而只需计算出工件加工轮廓轨迹的起始点坐标值即可。同时，利用刀具半径补偿功能，还可以实现同一程序的粗、精加工以及同一程序的阴阳模具加工等功能。 C.刀具半径补偿指令的使用方式 根据ISO 标准规定，当刀具中心轨迹在编程轨迹前进方向的左 边时，称为左刀补，用G41表示；刀具中心轨迹在编程轨迹前 进方向的右边时，称为右刀补，用G42表示；注销刀具半径补 偿时用G40表示。 2 刀具半径补偿过程 A.刀具半径补偿建立：当输入的程序段包含有G41/G42命令时， 系统认为此时已进入刀补建立状态。当以下条件成立时，加工 中心以移动坐标轴的形式开始补偿动作。 a.有G41或G42被指定； b.在补偿平面有轴的移动； c.指定了一个补偿号或已经指定一个补偿号但不能是D00； d.补偿平面被指定或已经被指定；
浅议数控机床加工中c刀具补偿下的过切现象
浅议数控机床加工中C刀具补偿下的过切现象 摘要：随着计算机技术的发展，在数控机床中运用计算机技术也得到了较快的发展。早期数控机床主要由数字逻辑电路组成硬件数控系统，即NC系统，随着计算技术的运用，该系统已被淘汰，取而代之的是计算机数控系统，即CNC系统。CNC系统在存储能力及运算速度方面大幅提高，且柔性较为良好。本文主要是在装备CNC系统基础上的数控车床进行分析，对其C刀具补偿下的过切现象进行研究，并提出解决的措施。 关键词：C刀具；CNC系统；数控机床；补偿 数控机床中有一种特殊的功能，即刀具补偿，其作用是数控系统在工件轮廓程序及刀具中心偏移量的条件下，自动对刀具的轨迹进行计算。在CNC系统中，刀具补偿分为B刀具补偿和C刀具补偿。B刀具补偿采用读、算、走依次进行的控制方法，对程序间的过渡问题很难解决，工作人员需要先对刀补后的交叉点及间断点情况进行预计，然后人为进行处理，其加工工艺较差。而C刀具补偿很好的解决了B刀具补偿的不足，可直接求出刀具中心轨迹焦点，刀具加工的路径大大缩短，加工工艺大幅提高，这也是目前数控系统中比较先进的刀具补偿方法。但是在加工过程中，要是编程方法不合适，就会出现过切现象，对零件的质量及精度都有严重的影响，本文主要对C刀具补偿中的过切现象进行分析研究，提出消除过切的方法。 1、C刀具补偿中的过切现象分析 1.1刀补平面内两段及以上没有移动指令时的过切现象 刀具补偿时，平面内两段及以上没有移动指令时，往往会出现过切的现象。如图1所示，某工件经过数控铣削加工时，其程序如下：
图1 过切现象一 O0002 N10 S800 M03 N20 G90 G54 G00 X0 Y0 N30 Z100 N40 G41 X20 Y10 D01 //刀补建立 N50 Z5 //Z方向下刀 N60 G01 Z-1 F80 //Z方向下刀 N70 Y50 //加工外轮廓 N80 X50 …… N120 M30 对其主要原因进行分析可知，刀具补偿从N40程序段开始，其建立时，数控程序只能读出两个程序间断，此时N50、N60两程序段都在z轴上移动，与x、y轴无关，因此，数控车床不能正确的判断出下一个补偿的方向，虽然采用了G41进行刀补，然而刀补的中心却没有加上刀补值，直接到达A点完成了N50、N60段的补偿后进行N70段补偿，从A点移动向B点使，刀具中心将工件的一部分切掉，因此产生了过切现象。 1.2刀补平面内存在一个移动距离为0的指令产生过切现象 在刀补状态下，平面内两个运动指令间存在一个移动为0的指令，就会产生过切现象，如图2所示，某工件经过数控铣削加工时，其程序如下：
铣削加工中心刀具半径补偿的应用
铣削加工中心刀具半径补偿的应用 1 前言 1)刀具半径补偿的基本概念 图1 加工中的刀具半径补偿 在轮廓加工过程中，由于刀具总有一定的半径(如铣刀半径或线切割机的钼丝半径等)，刀具中心的运动轨迹与所需加工零件的实际轮廓并不重合。如在图1中，粗实线为所需加工的零件轮廓，点划线为刀具中心轨迹。由图可见在进行内轮廓加工时，刀具中心偏离零件的内轮廓表面一个刀具半径值。在进行外轮廓加工时，刀具中心又偏离零件的外轮廓表面一个刀具半径值。这种偏移，称为刀具半径补偿。 2)采用刀具半径补偿的作用和意义 数控机床一般都具备刀具半径补偿的功能。在加工中，使用数控系统的刀具半径补偿功能，就能避开数控编程过程中的繁琐计算，而只需计算出刀具中心轨迹的起始点坐标值就可。同时，利用刀具半径补偿功能，还可以实现同一程序的粗、精加工以及同一程序的阴阳模具加工等功能。 3)刀具半径补偿指令的使用方式 根据ISO 标准规定，当刀具中心轨迹在编程轨迹前进方向的左边时，称为左刀补，用G41表示；刀具中心轨迹在编程轨迹前进方向的右边时，称为右刀补，用G42表示；注销刀具半径补偿时用G40表示。 2 刀具半径补偿过程 1)刀具半径补偿建立：当输入BS缓冲器的程序段包含有G41/G42命令时，系统认为此时已进入刀补建立状态。当以下条件成立时，加工中心以移动坐标轴的形式开始补偿动作。 有G41或G42被指定； 在补偿平面内有轴的移动； 指定了一个补偿号或已经指定一个补偿号但不能是D00； 偏置(补偿)平面被指定或已经被指定； G00或G01模式有效。
2)补偿模式：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。此时半径补偿在G00、G01、G02、G03情况下均有效。 3)取消补偿：使用G40指令消去程序段偏置值，使刀具撤离工件，回到起始位置，从而使刀具中心与偏程轨迹重合。当以下两种情况之一发生时加工中心补偿模式被取消。①给出G40同时要有补偿平面内坐标轴移动。②刀具补偿号为D00。 3 刀具半径补偿在加工中心中的应用 有了刀具半径自动补偿功能，除可免去刀心轨迹的人工计算外，还可利用同一加工程序去完成粗、精加工及阴阳模具加工等。 图2 G18指令的使用 1)不同平面内的半径补偿 刀具半径补偿用G17、G18、G19命令在被选择的工作平面内进行补偿。即当G18命令执行后，刀具半径补偿仅影响X、Z移动，而对Y轴没有作用。 铣削如图2所示圆柱面，使用刀具是半径为10mm的球形立铣刀。编程控制点有两个，即刀尖、球心，这里使用球心。O0001 N1 G9054G18G00X60.0Y0S1000M03; N2 Z0; N3 G91G01 G41X-20.0D01 F100; N4 G02X-80.0I40.0; N5 G40GG0lX20.0; ┇ ┇ N22vG90G00Z100.0; N23vX0 Y0M05; N24 M30; 2)实现同一程序的粗、精加工：刀具半径补偿除方便编程外，还可改变补偿大小的方法以用实现同一程序的粗精加工。 粗加工刀具补偿量＝刀具半径+精加工余量，精加工刀具补偿量＝刀具半径+修正量 3)实现同一程序的阴阳模具加工