数控加工中刀补值测定方法的探讨
数控加工的补偿方法
数控加工的补偿方法在20世纪六七十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，这样容易产生错误。
补偿的概念出现以后，大大地提高了编程的工作效率。
在数控加工中有刀具半径补偿、刀具长度补偿和夹具补偿。
这三种补偿方法基本上能解决在加工中因刀具形状而产生的轨迹问题。
1、刀具半径补偿在数控机床进行轮廓加工时，由于刀具有一定的半径（如铣刀半径），因此在加工时，刀具中心的运动轨迹必须偏离实际零件轮廓一个刀具半径值，否则实际需要的尺寸将与加工出的零件尺寸相差一个刀具半径值或一个刀具直径值。
此外，在零件加工时，有时还需要考虑加工余量和刀具磨损等因素的影响。
有了刀具半径补偿后，在编程时就可以不过多考虑刀具直径的大小了。
刀具半径补偿一般只用于铣刀类刀具，当铣刀在内轮廓加工时，刀具中心向零件内偏离一个刀具半径值；在外轮廓加工时，刀具中心向零件外偏离一个刀具半径值。
当数控机床具备刀具半径补偿功能时，数控编程只需按工件轮廓进行，然后再加上刀具半径补偿值，此值可以在机床上设定。
程序中通常使用G41/G42指令来执行，其中G41为刀具半径左补偿，G42为刀具半径右补偿。
根据ISO标准，沿刀具前进方向看去，当刀具中心轨迹位于零件轮廓右边时，称为刀具半径右补偿；反之，称为刀具半径左补偿。
在使用G41、G42进行半径补偿时，应采取如下步骤：设置刀具半径补偿值；让刀具移动来使补偿有效（此时不能切削工件）；正确地取消半径补偿（此时也不能切削工件）。
当然要注意的是，在切削完成且刀具补偿结束时，一定要用G40使补偿无效。
G40的使用同样遇到和使补偿有效相同的问题，一定要等刀具完全切削完毕并安全地退出工件后，才能执行G40命令来取消补偿。
2、刀具长度补偿根据加工情况，有时不仅需要对刀具半径进行补偿，还要对刀具长度进行补偿。
程序员在编程的时候，首先要指定零件的编程中心，才能建立工件编程的坐标系，而此坐标系只是一个工件坐标系，零点一般在工件上。
数控加工过程中“刀具半径补偿”应用探讨
关键 词 ： 数控铣床 ； 刀具半 径补偿 ； 探讨 ； 注意事项
中图分 类号 ：Ｇ １ Ｔ Ｔ
在应用数控铣床进行零件加工时 ， 对加工余量
的铣 削 ， 往采 用手 动方 式完 成 。因此 ， 工 端面 的 往 加
２ 数 控加 工 中 “ 具 半 径 补偿 ＂ 刀 在零
பைடு நூலகம்
表面粗糙度就不尽人意 ， 对于加工零件 的整体效果 影响相 当大 。但如果采用 另编程序完成加工 ， 则显 得复杂且效率低下。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， 只需更改程序 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。数控加工中主要有以下 四
参数设置值放大 ， 例如，ｍ 刀具 中心就在离轮廓 ６ ｍ，
所谓刀具半径补偿指 当用半 径为 Ｒ的圆柱铣 刀铣削工件轮廓时 ， 如果机床不具备刀具半 径补偿 功能 ， 编程人员就要按照离开轮廓距离为 Ｒ的刀具 中心运动轨迹的坐标值 进行 编程 。显然 ， 】 涉及到
一
半径补偿 的定义 ， 以轮廓坐标值 编程。但要利用 刀 具半径补偿 ， 使刀具中心沿轮廓线 自动调整 出刀具
一
葛小 霞 ｒ
（ 兰州理工大学 机 电学 院工程训练 中心 ， 甘肃 兰州 ７ ０ ５ ） ３０ ０
摘
要 ： ： 了数控铣床上 刀具半径 补偿 的定义 、 目的 介绍 应用 及在 建立 刀具半径 补偿 时的注意事 项等 ； 方法 ： 运用 了
文献 资料法和实验法 ； 结论 ： 通过介 绍使 编程人员或学生对数控 实际加 工中刀具半径补偿 常出现的问题 有效避免 。
数控车床对刀方法及调刀补的探讨
程 序
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} 程今名 一
姗 台 扣 调用G, 4工件坐标系， 日 6 设定主轴转通
该方法是以机床霉点为参考点， 通过对刀 找出工件原点在机械坐标系中的机械坐标值， 把此值作为刀具补偿量直接输人到机床的刀 具形状补偿中， 通过调用此值来使坐标系产生 定 编 程原 点 选在 工 件右 端 面的 中 心处 。 偏移 ， 从而建立起工件坐标系。因此方法是 以机械琴点为参考点的 所以开机后首先须回 ， 50指令设定工件坐标系 用G 机床零点以建立机床坐标系。该对 刀方法不 该方法是通过刀具刀位点的位置相对于 程序中有‘ 50 召甲中无‘ 即 说 用 存在基准刀， 且方便可行， 在数控车床上， 我们 工件坐标系原点的位置来建立工件坐标系的 常用此对刀方法。但需要注意的是， 在使用 州 洲1 】 仪 1002 程序名 (如田I 所示)。该指令可编制在加工程序的开 该方法时， 在程序的开头出现移动指令的程序 头， 也可以直接在操作面板上输人井执行。采 设1 工件坐标系， 权 段之前. 必须先有调用刀补的程序段。 用 G50 设定的工件坐标系， 不具有记忆功能， Z 1 0 幻 其对刀步骤如下: 序起动前刀具的刀 当机床关机后， 设定的坐标系立即消失， 且在 ( 1)先将外部坐标偏移、G54 - G59 及刀 位点须在X 2100. 80. 执行该指令前， 刀具必须位于G 5 0 指定的位 补号里的值清零。 置， 鉴于此， 这种方法现较少使用。 坐标处 (2)选择任意一把刀， 不带刀 。 补 (3)试切工件外圆同 1,选择操作面板中的 "O F F S ET " 键， “ 在 形状份中找到对应的 刀具编号， 镬入X d 再按$(R .此时系统自动 2 用G 54--G59指令设定工件坐 标系 计算 X 向的工件原点( 当前刀位点的机械坐标 该方法相当于将机床原点移至工件原点， 值减去工件的直径d )并设定， 所以在用 G54- G59 设置工件坐标系时 开机 (4)试切工件右端面同 1.选择操作面板中 后首先须回机床零点以建立机床坐标系。这 的 “ F F S ET " 键， “ O 在 形状”中我到对应 种方法适用于批量生产且工件在卡盘上有固 的刀具编号， 键入ZO 再按测里.此时系统自 ， 动 定装夹位置的加工. 计算Z 向的工件原点( 当前刀 位点的机械坐标 图 1 用 G50 设定工件坐稿 ;系 其对刀步骤如下: 值 )井设 定， ( 1)先将外部坐标偏移、G54 - G59 及刀 (5 )其余刀的对刀步骤同(3 ), (4) , 其对刀步骤如下: 补号里的值清零， (6)至此， 用本方法对刀结束， 可以调出程 ( 1)先将外部坐标偏移、G54 - G 59 及刀 (2) 选择任意一把刀， 不带刀补(一般是加 序进行加工了。 补号里的值清零: 工中的第一把刀， 将此刀作为墓准刀). (2)选择任意一把刀， 不带 刀 补(一般是加 (3)试切工件外圆同1 选择操作面板中的 程 序 说 明 工中的第一把刀， 将此刀作为基准刀) ， "O FF S ET" 键 ， “ 在 坐标系”中找到G 54 , ③在手动操作方式下， 用所选刀具在加工 a 加 1 加 程序名 键人Xd .再按测量， 此时系统自动计算x 向的 余童范围内试切工件外圆 在 X 轴不动的情况 工件原点(当前刀位点的机械坐标值减去工件 7 Y 01 1 1 调用刀具及刀具补偿 下沿Z轴退刀 停止主轴并测量此时工件的直 的直径d) 并设定 . G97 ‘ 姗 56 00 主轴值转滚，刀其每转进给 佣 径d ， MDI 方式下执行 G50Xd ， 在 此时绝对坐 (4)试切工件右端面同 1.选择操作面板中 标X 显示为 “ d: 设定主轴转边600r 人 的. 的 “ F F S ET " 键 . 在 ‘ O 坐标系”中找到 (4)在手动操作方式下沿工件右端面切削， G54, 键人2 氏再按侧量.此时系 自动计算 Z 统 。 。Z 一 进 - }袂 刀 速 在 Z轴不动的情况下沿 X 轴退刀， 停止主轴 ， 向的工件原点(当前刀位点的机械坐 标值)井设 } 一 在MDI 方式下执行G5020 程序段， 此时绝对 定; 坐标Z 显示为 “ " , 0 (5)其余刀的对刀 步骤同 1 中5. 8 , 在用G54 - G 59 及刀具形抉补偿对刀时， (5)在安全位里换好另一把刀。 (6)至此 用G54 - G59 对刀结束， 可以调 (6)试切工件外圆 并测量此时工件的直径 出程序进行加工了。采用此种 法对刀， 加工 断电后上电只要回一次机械零点后即可继续 加工， 操作简单 便.
刀具长度补偿值确定的三种方法
刀具长度补偿值确定的三种方法
刀具长度补偿值和G54中的Z值有关。
（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。
此时G54中的Z值应为主轴回零后,主轴锥孔底面至工件上表面的距离(工件上表面一般为工件坐标系的Z0面)。
如图5-4-15所示,G54中的Z=-L，H01=L1，H02=L2，H03=L3。
图5-4-15 确定刀具长度补偿的方法
（2）以其中一把长刀作为标准刀具,这个标准刀具的长度补偿值为0，实际刀具长度与标准刀具长度的差值作为该刀具的长度补偿数值设置到其所使用的H代码地址内。
此时G54中的Z值应为主轴回零后,基准刀刀尖至工件上表面的距离。
如图5-4-15所示,若以1号刀作为基准刀，即G54中的Z=-N1，H01=0，H02=L2-L1，H03=L3-L1。
（3）利用每把刀具到工件坐标系原点的距离作为各把刀的刀长补偿,该值一般为负。
此时用于设定工件坐标系偏置的G54的Z值为0；如图5-4-15所示,若以1号刀作为基准刀，即G54中的Z=0，H01=-N1，H02=-N2，H03=-N3。
浅谈数控车刀补的补偿功能
浅谈数控车中刀具补偿功能【摘要】：本文介绍了数控车床中刀具半径补偿功能的使用【关键词】：数控车床，刀具半径补偿，刀尖圆弧半径。
前言加工程序时，一般将刀尖看作是一个点，然而实际上刀尖是有圆弧的，在切削内孔，外圆及端面的时侯，刀尖圆弧不影响加工尺寸以及形状，但在切削圆锥面和圆弧等加工轨迹与机床轴线不平行的曲线时，则实际的切削点和理想刀尖点之间在X，Z轴方向都会存在位置偏差，如图（1）所示。
以理想的刀尖点R编程的进给轨迹为（1）图中的轮廓线,圆弧刀尖实际切削轨迹为（1）图中斜线所示，会出现欠切或者过切现象，造成加工误差。
刀具半径补偿目的就是为了解决刀尖圆弧可能引起的加工方面的误差。
一、刀具半径补偿功能绝大多数全功能的数控车床具备了刀具半径补偿功能，在编程时，可以按工件的实际轮廓尺寸从而进行编程，再通过系统的自动补偿刀具半径值，数控系统根据程序中的工件的实际轮廓和刀具半径补偿值从而自动计算，刀具的半径刀位点自动调整到刀具运动轨迹中。
对于具有了刀具半径补偿功能的数控车床，我们在编制程序的时侯可以利用此能来消除如（2）图所示的过切或者切削残留的现象，从而加工出合功格的零件。
二、圆弧半径补偿的方法1．刀具半径补偿指令的选定刀具半径补偿是不是需要或者采用哪种方式补偿，那是由G指令决定：G40——刀具半径补偿取消，即是使用该指令之后，使G41，G42指令失效。
G41——刀具半径左边补偿，即是沿刀具运动方向看，刀具在零件左侧时的刀具半径补偿。
G42——刀具半径右边补偿，即是沿刀具运动方向看，刀具在零件右侧时的刀具半径补偿。
刀具补偿的指令格式为：G40/G41/G42 G00/G01X—Z—X，Z：G00/G01的参数，就是建立到不或取消到布的终点坐标值；图（3）为G41和G42中的R选择方法图（3）G41/G42的选择与刀架的位置，工件的形状及刀具的类型有关。
如图，表一刀尖R补偿模式选择2．假想刀具的刀尖R的方位确定：假想车刀刀尖相对于圆弧中心的方位和刀具移动方向有关系，它就影响圆弧车刀补偿计算的结果。
浅谈数控机床精度误差的测定与补偿
浅谈数控机床精度误差的测定与补偿本文通过对数控机床常用的几种精度误差的测定与补偿方法的分析，阐述了螺距补偿的原理与方法，并以SINUMERIK840D作实例分析利用数控系统的对机床精度误差补偿功能进行调整，从而大大提高数控机床的定位精度。
标签：定位精度补偿误差0 引言目前在装备制造业中，数控机床作为新一代母机已经被广泛应用。
如今零件制造精度逐年提高，机密加工技术发展迅猛，因此对加工设备精度的要求不断提升，高性能的数控机床需求加大。
目前机床所采用的传动方式大多以伺服电机连接丝杠通过丝母进行传动。
由于加工条件限制，所有的丝杠都存在误差，所以当电机按照系统指令转动足够的圈数之后，反映到移动轴上的位置总会出现误差。
丝杠精度越差，行程越长，累计误差也就越大。
通过利用数控系统的补偿功能可以提升机床精度和性能。
有统计资料显示：新出厂的数控机床有65%在装配过程中性能指标未达到理想状态，80%以上的机床存在精度缺失，因此，要定期对数控机床进行精度测量与误差补偿。
特别是各轴的定位精度和重复定位精度，以便及时发现和解决问题,提高零件加工精度。
1 丝杠螺距补偿原理在机床坐标系中，在测量轴的运动行程内将其分为若干相等的测量段，每个测量单位的测量点可以根据总行程与实际测量情况可以适当增加，通过激光干涉仪进行测量，测量时被测目标须多次从正反两个方向运动到目标零点，测出将每个测量点的位置偏差并计算出平均值，测量系统将该值记录在PC机内，然后将该值填人数控系统的螺距误差补偿表中。
通过数控系统补偿后，被测轴将根据运算后的补偿值到达目标位置，使误差部分抵消，实现螺距误差的补偿。
通常数控机床包含定位精度，反向偏差，垂度偏差，双向螺补几个位置精度的要求。
因此对几项精度的测量与补偿是提高数控机床加工精度的有效手段。
2 定位精度的测定与补偿[1]通常在数控系统的控制下，被测机床的运动部件所能达到的最高位置精度被称为数控机床的定位精度。
它是作为数控机床的一项重要的动态精度，与机床的几何精度共同决定机床切削精度。
数控机床的刀具补偿与补偿方法
数控机床的刀具补偿与补偿方法数控机床是一种通过计算机编程来控制刀具自动运动的高精度机床。
而在数控机床的加工过程中，刀具磨损是不可避免的。
为了确保加工的精度和质量，需要对刀具的磨损进行补偿。
本文将介绍数控机床的刀具补偿及其方法。
刀具补偿是指在数控机床的程序中，通过计算机控制的方式，根据刀具磨损的情况进行刀补操作，使得机床能够保持加工精度。
刀具补偿主要分为几种类型：半径补偿、长度补偿、倾斜补偿、刀尖位置补偿等。
首先，半径补偿是常见的刀具补偿方式之一。
在数控机床中，刀具刃尖的磨损会导致加工半径发生变化，从而影响到加工结果。
为了纠正加工误差，可以通过半径补偿进行校正。
一般来说，半径补偿是通过在程序中输入一个补偿值，将刀具的半径进行相应的增加或减少，以保持加工精度。
其次，长度补偿也是常用的一种刀具补偿方法。
在数控机床中，切削刀具的长度磨损会导致切削深度的变化。
为了保持加工的一致性和精度，可以通过长度补偿来进行校正。
长度补偿的原理是通过在程序中输入一个补偿值，使刀具的位置发生相应的变化，从而达到加工深度的控制。
倾斜补偿是指在加工过程中，刀具出现倾斜现象，导致加工精度下降。
为了解决这个问题，可以通过倾斜补偿来进行校正。
倾斜补偿的原理是通过在程序中调整坐标偏移量，使得刀具在加工过程中能够保持正确的倾斜角度，从而保持加工精度。
最后，刀尖位置补偿是一种通过调整刀具运动轨迹来控制加工精度的方法。
在数控机床的切削过程中，刀尖的位置可能会发生偏移。
通过刀尖位置补偿，可以通过调整刀具的路径来保持刀尖的正确位置，从而实现精确的加工。
综上所述，数控机床的刀具补偿方法主要包括半径补偿、长度补偿、倾斜补偿和刀尖位置补偿等。
这些方法通过在数控机床的程序中输入相应的补偿值或调整坐标偏移量，能够对刀具磨损进行有效的补偿，从而保证加工的精度和质量。
刀具补偿是数控机床加工过程中不可或缺的一部分，它使得机床能够适应刀具磨损的变化，同时提高了加工的效率与精度。
数控技术刀具长度补偿
数控技术刀具长度补偿在数控加工领域中，刀具长度补偿是一项至关重要的技术。
它对于提高加工精度、优化加工效率以及降低生产成本都有着显著的影响。
要理解刀具长度补偿，首先得明白在数控加工过程中，刀具的实际长度与编程设定的长度往往存在差异。
这可能是由于刀具磨损、更换新刀具或者刀具制造误差等原因导致的。
而刀具长度补偿的作用，就是为了消除这种差异，确保加工出的零件符合设计要求。
想象一下，如果没有刀具长度补偿，每次更换刀具或者刀具出现磨损时，都需要重新对程序进行繁琐的修改和调整。
这不仅费时费力，还容易引入人为误差，严重影响加工的准确性和一致性。
那么，刀具长度补偿是如何实现的呢？通常来说，数控系统会提供相应的功能指令来设定和调用刀具长度补偿值。
在编程时，操作人员会根据实际测量的刀具长度与标准长度之间的差值，将补偿值输入到系统中。
当数控系统执行加工程序时，会自动根据补偿值对刀具的移动轨迹进行修正。
比如说，在加工一个零件时，编程设定的刀具长度为 100mm，但实际使用的刀具长度为 98mm。
这时，我们就可以将－2mm 的补偿值输入到数控系统中。
系统在加工过程中，就会自动将刀具的移动距离增加 2mm，从而弥补刀具长度不足的问题，保证加工深度的准确性。
刀具长度补偿分为两种类型，分别是正补偿和负补偿。
正补偿用于补偿刀具实际长度短于编程设定长度的情况，负补偿则用于补偿刀具实际长度长于编程设定长度的情况。
在实际应用中，正确测量刀具长度是实现准确补偿的关键。
一般可以通过对刀仪等专业设备来测量刀具长度。
对刀仪能够精确地测量出刀具的长度，并将数据传输给数控系统。
此外，刀具长度补偿还需要与其他数控加工技术相结合，才能发挥出最大的作用。
比如，与刀具半径补偿配合使用，可以实现更加复杂形状零件的高精度加工。
同时，操作人员在使用刀具长度补偿功能时，也需要注意一些问题。
首先，要确保输入的补偿值准确无误，否则可能会导致加工错误。
其次，在更换刀具后，要及时更新补偿值。
数控机床精度测定和补偿方法
数控机床精度测定和补偿方法硕超数控数控机床的位置标准通常指各数控轴的反向偏差和定位精度。
对于这二者的测定和补偿是提高加工精度的必要途径。
一、反向偏差的测定反向偏差的测定方法：在所测量坐标轴的行程内，预先向正向或反向移动一个距离并以此停止位置为基准，再在同一方向给予一定移动指令值，使之移动一段距离，然后再往相反方向移动相同的距离，测量停止位置与基准位置之差。
在靠近行程的中点及两端的三个位置分别进行多次测定（一般为七次），求出各个位置上的平均值，以所得平均值中的最大值为反向偏差测量值。
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在测量时一定要先移动一段距离，否则不能得到正确的反向偏差值。
测量直线运动轴的反向偏差时，测量工具通常采有千分表或百分表，若条件允许，可使用双频激光干涉仪进行测量。
当采用千分表或百分表进行测量时，需要注意的是表座和表杆不要伸出过高过长，因为测量时由于悬臂较长，表座易受力移动，造成计数不准，补偿值也就不真实了。
若采用编程法实现测量，则能使测量过程变得更便捷更精确。
二、反向偏差的补偿数控机床，定位精度有不少>0.02mm，但没有补偿功能。
对这类机床，在某些场合下，可用编程法实现单向定位，清除反向间隙，在机械部分不变的情况下，只要低速单向定位到达插补起始点，然后再开始插补加工。
插补进给中遇反向时，给反向间隙值再正式插补，即可提高插补加工的精度，基本上可以保证零件的公差要求。
对于其他类别的数控机床，通常数控装置内存中设有若干个地址，专供存储各轴的反向间隙值。
当机床的某个轴被指令改变运动方向时，数控装置会自动读取该轴的反向间隙值，对坐标位移指令值进行补偿、修正，使机床准确地定位在指令位置上，消除或减小反向偏差对机床精度的不利影响。
一般数控系统只有单一的反向间隙补偿值可供使用，为了兼顾高、低速的运动精度，除了要在机械上做得更好以外，只能将在快速运动时测得的反向偏差值作为补偿值输入，因此难以做到平衡、兼顾快速定位精度和切削时的插补精度。
数控机床怎样刀补
数控机床怎样刀补数控机床的刀补是指通过数控系统对刀具位置进行微小调整，从而达到提高加工精度和效率的目的。
刀补是数控加工中非常重要的一环，正确的刀补可以保证产品的质量，同时也可以延长刀具的使用寿命。
本文将介绍数控机床的刀补原理、方法以及注意事项。
一、刀补原理在数控机床加工过程中，刀具会受到磨损和破损的影响，因此需要进行刀具补偿以保证加工精度。
刀补的原理是根据加工零件的尺寸偏差或刀具磨损情况，在数控系统中设定相应的补偿值，使得数控机床在运行时对刀具位置进行微调，从而达到期望的加工效果。
二、刀补方法1. 手动刀补手动刀补是最为简单的刀补方法，通过手动操作数控系统进行刀具偏置值的设定。
操作人员需要根据加工件的实际情况和刀具磨损程度，手动输入相应的刀补数值，来实现刀具位置的微调。
2. 自动刀补自动刀补是指利用数控系统中的自动刀补功能，通过设定相关参数和程序，实现对刀具自动补偿。
自动刀补通常可以根据加工程序、刀具类型和加工材料等因素自动计算刀补值，省时省力且准确度更高。
三、刀补注意事项1. 刀具选择在进行刀具补偿时，应根据加工零件的特点和刀具材质选择合适的刀具。
不同的刀具对应的刀补数值可能会有所不同，因此正确选择刀具对刀补的准确性至关重要。
2. 刀补数值刀补数值的设定应该准确可靠，避免过大或过小的刀补值导致加工精度下降或刀具磨损过快的情况发生。
在设定刀补数值时，应该参考实际加工情况和经验积累，保证刀补的有效性。
3. 定期检查为了确保刀补的有效性，操作人员应该定期检查刀具的磨损情况和加工零件的尺寸精度，及时调整刀补数值以保证加工质量。
四、结语数控机床的刀补是数控加工过程中至关重要的环节，正确的刀补方法和注意事项能够有效提高加工效率和产品质量。
通过合理的刀补调整，数控机床能够更好地发挥其加工能力，满足不同加工需要的要求。
希望本文的介绍能为广大数控机床操作人员提供一些参考和帮助。
数控车床刀具补偿技术的研究_赵艺兵
第24卷第11期2007年11月机 电 工 程M E C H A N I C A L ＆E L E C T R I C A LE N G I N E E R I N GM A G A Z I N E V o l .24N o .11N o v .2007收稿日期:2007-05-11作者简介:江苏省自然科学基金资助项目(05K J B 460036)作者简介:赵艺兵(1966-),男,内蒙古呼和浩特人,主要从事数控技术、信号及智能信息处理方面的研究。
机械设计与制造数控车床刀具补偿技术的研究＊赵艺兵(南京工程学院自动化系,江苏南京211167)摘 要:数控车床加工中能否对刀具半径进行合理补偿是提高零件加工质量和加工效率的关键。
在深入分析刀尖圆弧引起的误差、刀具补偿原理的基础上,提出了刀具补偿的具体措施。
应用该刀具补偿的具体措施于车床加工中,对大量零件进行加工,证实了正确应用刀具半径补偿措施,能够有效地提高零件的加工质量和加工效率。
关键词:刀具半径补偿;计算机数控;线性插补中图分类号:T G 659 文献标识码:A文章编号:1001-4551(2007)11-0067-03R e s e a r c h o nt o o l c o m p e n s a t i o nt e c h n o l o g y o f C N Cl a t h eZ H A OY i -b i n g(D e p a r t m e n t o f A u t o m a t i o n ,N a n j i n g I n s t i t u t e o f T e c h n o l o g y ,N a n j i n g 211167,C h i n a )A b s t r a c t :Wh e t h e r t h e t o o l r a d i u s c a nb e r e a s o n a b l y c o m p e n s a t e d i s t h e k e y t o i m p r o v e m a c h i n i n g q u a l i t y a n d e f f i c i e n c y .B a s e d o nt h e d e e p a n a l y s i s t o t h e e r r o r r e s u l t e d f r o mc o r n e r r a d i u s a n d t h e p r i n c i p l e o f t o o l c o m p e n s a t i o n ,t h e m e a s u r e s o f t o o l c o m p e n -s a t i o nw e r e p r o p o s e d .I t i s p r o v e d t h a t t h e c o r r e c t c o m p e n s a t i o n m e t h o d o f t o o l r a d i u s c a n e f f i c i e n t l y i m p r o v e t h e m a c h i n i n g q u a l i -t y a n d e f f i c i e n c y b y m a c h i n i n g m a n y p a r t s .K e yw o r d s :t o o l r a d i u s c o m p e n s a t i o n ;c o m p u t e r i z e d n u m e r i c a l c o n t r o l (C N C );l i n e a r i n t e r p o l a t i o n0 前 言数控车床刀具半径补偿是C N C 技术的核心,该功能是数控系统根据加工轮廓的加工程序和刀具中心的偏移量,自动计算出刀具中心轨迹[1,2]。
数控机床技术中的刀具测量与校准方法
数控机床技术中的刀具测量与校准方法引言数控机床作为现代制造业中的重要装备，广泛应用于各个行业。
而刀具作为数控机床上最为关键的部件之一，其精度与稳定性对加工的质量和效率具有直接影响。
因此，对刀具进行准确测量与校准是确保数控机床正常运行的重要环节。
本文将介绍数控机床技术中常用的刀具测量与校准方法。
一、刀具测量方法1.触发测量法触发测量法是最常见也是最简单的一种刀具测量方法。
它利用感应头或传感器对刀具与测量仪表的接触信号进行检测，从而确定尺寸、长度或形状。
具体步骤为将刀具与测量仪表接触，触发信号传递到控制系统后进行测量和分析。
2.光学测量法光学测量法主要利用光学原理来测量刀具的尺寸与形状。
例如，利用激光干涉仪、光学投影仪等设备对刀具进行非接触式测量，通过测量刀具的维度和形貌参数，可以得到刀具的几何形状和大小等信息。
3.探针测量法探针测量法通过机械探针与刀具接触，测量其位置、尺寸和形状等参数。
这种方法适用于测量小型、复杂或非常细致的刀具。
二、刀具校准方法1.长度补偿法长度补偿法是一种针对刀具长度误差进行校准的方法。
它通过测量刀具的实际长度与系统所设定的长度进行对比，根据误差的大小和方向进行补偿。
数控机床系统中一般都具备长度补偿功能，通过设定修正值来实现对刀具长度误差的校准。
2.半径补偿法半径补偿法主要用于圆弧刀具的校准。
在数控机床系统中，刀具的切削路径是由指令中的半径参数确定的。
然而，实际的刀具半径可能与指令中的数值存在误差，因此需要进行校准。
通过测量刀具的实际半径与指令中的数值进行比较，可以得到误差值，再根据误差的大小和方向进行补偿。
3.圆度误差校准法圆度误差校准法是针对刀具旋转轴的圆度误差进行校准的方法。
数控机床在刀具旋转时，如果旋转轴存在圆度误差，会导致加工精度下降。
通过测量刀具旋转轴的圆度误差并进行校准，可以提高加工质量。
结论刀具测量与校准是数控机床技术中的重要环节。
在实际应用中，我们可以根据具体刀具的特点选择合适的测量方法，使用精确的测量设备来获得刀具精度和形状等参数。
刀具半径补偿值在数控加工中的灵活运用
刀具半径补偿值在数控加工中的灵活运用随着现代工业的发展，数控加工技术在制造业中的应用越来越广泛。
数控加工技术可以大大提高加工效率和加工精度，使制造业生产更加高效和精确。
在数控加工中，刀具半径补偿值是一项非常重要的技术，它可以使加工件的尺寸和形状更加精确，提高加工质量和效率。
本文将介绍刀具半径补偿值在数控加工中的灵活运用，以及如何正确使用刀具半径补偿值提高加工效率和精度。
一、刀具半径补偿值的定义和作用刀具半径补偿值是指在数控加工中，为了保证加工件的尺寸和形状精确，根据刀具的实际半径和加工路径的要求，在控制系统中设定的一个偏移量。
简单来说，就是在加工过程中，控制系统会自动根据设定的补偿值，将加工路径向内或向外偏移一个固定的距离，以保证加工精度和尺寸的一致性。
刀具半径补偿值的作用非常重要，它可以解决一些加工中难以避免的误差和偏差问题。
在数控加工中，刀具的实际半径很难完全与理论半径相吻合，而且加工件的形状和尺寸也会受到加工过程中的各种因素影响。
如果没有刀具半径补偿值的作用，加工件的尺寸和形状就很难保证精确，甚至会出现偏差和误差。
因此，在数控加工中，刀具半径补偿值是非常重要的，可以保证加工件的尺寸和形状精确，提高加工质量和效率。
二、刀具半径补偿值的类型和应用刀具半径补偿值在数控加工中有两种类型：内偏和外偏。
内偏是指将加工路径向内偏移，外偏是指将加工路径向外偏移。
根据加工件的形状和要求，可以选择不同的补偿值类型，以达到最佳的加工效果。
在实际应用中，刀具半径补偿值的应用非常灵活。
下面介绍一些常见的应用场景。
1、加工圆形孔在加工圆形孔时，由于刀具的实际半径和理论半径存在误差，如果不进行补偿，加工出来的孔径就会出现偏差。
此时，可以选择内偏补偿值，将加工路径向内偏移一个固定的距离，以保证孔径的精确度和一致性。
2、加工外轮廓在加工外轮廓时，由于刀具的实际半径和理论半径存在误差，如果不进行补偿，加工出来的外形就会出现偏差。
数控机床技术中的刀具测量与校准方法
数控机床技术中的刀具测量与校准方法随着数控机床技术的不断发展和应用，刀具测量与校准变得越来越重要。
在数控加工过程中，刀具的准确测量和校准能够保证加工质量、提高效率和延长刀具寿命。
本文将介绍数控机床技术中常用的刀具测量与校准方法。
1. 刀具测量方法1.1 环形度测量环形度是指刀具刃部轮廓的旋转偏差。
常用的环形度测量方法有光学法、机械法和电容法。
其中，光学法通常使用分光仪来测量刃部的形状，机械法通过接触测量刀具刃部的形状，而电容法则是通过刻度盘上的电容传感器来测量。
1.2 直径测量直径是刃部横截面的尺寸。
直径测量主要有影像测量、光学测量和机械测量等方法。
影像测量是利用摄像头对刃部进行拍摄，然后使用图像处理软件进行测量，而光学测量则需要使用投影仪或显微镜来测量刃部的形状和尺寸。
1.3 长度测量长度是刀具刃部的完整长度。
常用的长度测量方法有经纬仪测量、影像测量和激光扫描测量。
经纬仪测量是通过测量刃部上的刻度线来确定长度，影像测量则是使用拍摄和图像处理软件来测量，而激光扫描测量则是通过激光束扫描刃部来测量。
2. 刀具校准方法2.1 刃部几何误差校准刀具的几何误差包括直线度、平面度、圆度和角度等。
校准刀具的几何误差可以使用测量系统对刀具进行测量，然后通过调整刀具的结构来校正误差。
校准刀具几何误差的方法包括研磨修整、刃部更换等。
2.2 刀具动平衡校准刀具在高速旋转时，由于材料不均匀或磨损等原因，会出现不平衡现象，称为刀具动平衡误差。
刀具动平衡校准可以通过旋转平衡机进行，根据测量数据调整刀具的结构或在刀具上增加配重来实现校准。
2.3 刀具刀尖磨合校准刀具刀尖磨合校准是为了消除刀具在加工过程中产生的振动和噪声。
校准方法可以采用研磨修整、镜面涂层和刃部更换等。
研磨修整是通过磨削刀尖来消除磨合不良的表面，镜面涂层则可以提高刀尖的硬度和润滑性。
总结数控机床技术中的刀具测量与校准方法对于保证加工质量、提高效率和延长刀具寿命起着至关重要的作用。
数控车床刀补设置是哪种方式下设置的
数控车床刀补设置是哪种方式下设置的数控车床是现代制造业中常见的自动化加工设备，它的运行精度和效率直接受到刀具刃磨状态的影响。
刀具刃磨的关键环节之一便是刀补设置，而数控车床的刀补设置方式有多种，包括机床程序控制刀补、数显仪表手动刀补和自动测量与刀补。
本文将深入探讨这三种不同的方式下，数控车床刀补设置的原理和应用。
机床程序控制刀补在数控车床加工过程中，通过在程序中设定刀补值，机床会自动根据设定值进行刀偏补偿。
这种方式下，刀补值可以在程序中灵活调整，针对不同形状和规格的加工零件进行刀补优化，提高加工精度和效率。
机床程序控制刀补的优点在于操作简便、调整方便，同时适用于批量加工情况下的快速刀补设置。
然而，这种方式也存在着刀补值容易受程序编写水平和操作技术水平影响的缺点，需要操作人员具备一定的编程和专业知识才能正确设置刀补值。
数显仪表手动刀补数显仪表手动刀补是一种常见的刀补设置方式，操作人员通过对数显仪表进行手动操作，实时调整刀补值。
这种方式下，操作简单直观，避免了程序编写的复杂性，适用于小批量加工和单件加工情况下的快速刀补设置。
数显仪表手动刀补的优点在于操作便捷、实时响应、适用范围广泛，同时可以通过数显仪表直观地监控刀具刃磨磨损情况，及时调整刀补值，保证加工质量。
然而，这种方式下刀补值的调整仍受操作人员经验和技术水平的影响，需要操作人员具备一定的机床操作和刀具切削知识。
自动测量与刀补自动测量与刀补是一种先进的刀补设置方式，通过在数控车床上安装自动测量装置，实时监测刀具刃磨磨损情况，自动调整刀补值。
这种方式下，可以实现刀补的自动化管理，减少了人为干预，提高了加工精度和效率。
自动测量与刀补的优点在于实时监测、精准调整、自动化程度高，能够适应复杂零件加工和高精度加工的需求。
然而，这种方式下的设备和技术要求较高，需要投入一定的成本，操作人员也需要接受专业的培训才能熟练操作。
综上所述，数控车床刀补设置的方式有机床程序控制刀补、数显仪表手动刀补和自动测量与刀补三种，每种方式都有其特点和适用范围。
巧用数控机床坐标计数功能进行刀补测定
３利 用 广 故 ９ 系 统 的 自动 计 算 ． ８
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数控编程教学中刀补解析
数控编程教学中刀补解析摘要：数控系统的刀具半径补偿是在CNC 系统内部由计算机自动完成的。
在加工过程中，CNC 系统根据零件轮廓尺寸、刀具运动的方向指令(G40,G41,G42)以及实际加工中所用的刀具半径值自动计算出刀具中心轨迹,完成对零件的加工。
实际轮廓加工过程中刀具半径补偿的执行过程:刀具补偿建立、刀具补偿维持及刀具补偿撤消。
通过刀补可实现工件的粗、精加工。
需在编程中注意刀补的合理运用，避免过切现象，使刀补在编程过程中充分发挥其的效能和作用。
关键词：刀具补偿；G41；G42；G40；编程；过切刀具半径补偿指令是加工中心和数控铣床上一个常用的应用指令。
如果数控系统不具备刀具半径自动补偿功能,则只能按刀心轨迹进行编程,但当刀具磨损、重磨或换新刀而使刀具直径变化时,必须重新计算刀心轨迹,并修改程序;当数控系统具备刀具半径补偿功能时,数控程序只需按工件轮廓编写,加工时数控系统会自动计算刀心轨迹,使刀具偏离工件轮廓一个半径值进行加工。
能熟悉运用刀补命令将提高编程的效率和工件加工的精度。
一、刀具半径补偿的含义及意义在数控机床（含数控车、铣及加工中心）轮廓加工时，刀具中心运动轨迹与所需加工零件的实际轮廓的偏移量称为刀具半径补偿。
如图（1）所示，实线为加工轮廓，虚线为刀具中心的运行轨迹，刀具中心的运动轨迹与所需加工零件的实际轮廓相差一个刀具半径的值。
当刀具加工外轮廓时，向左为右刀补，用G42，向右为左刀补，用G41；当刀具加工内轮廓时，向右为右刀补，用G42，向左为左刀补，用G41；一般当主轴为正转时，为了对工件进行顺铣，内外轮廓加工都采用左刀补G41命令。
G41 G42 图（1）通过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。
1、编程计算简单化通过刀具半径补偿功能后，只需要按轨迹的外轮廓进行编程就可以，即使刀具更换后，程序仍然按原来的程序，而只要调用不同的D值即可，这样避免了编程的重复计算。
数控车床的刀具补偿的研究
数控车床刀具补偿的研究一、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迹与工件轮廓不重合，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，刀位点的运动轨迹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。
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、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]。
（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。
在实际加工工件时，使用一把刀具一般不能满足工件的加工要求，通常要使用多把刀具进行加工刀具在加工过程中出现的磨损也要进行位置补偿。
（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。
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坐标计数清零 ：也就完成用 【 号基准 刀的刀尖确定一个对刀的 基 准点的工作 ，退 出刀具 ，然后 将 ２号 转 至 切削位置 （ Ｉ ＭＤ 状 态） ，再次转人手动方式 ，在 主轴 正转状 态下 ，将刀具慢速 移动 ，使 尖对准标记处 ，此时 ．显示屏 显示坐标 Ｘ、Ｚ值 ． 即为 ２号刀的刀补值 ．如图 ４所示 ３号 、４
围 ｌ 理 想 位 星
圉 ２ 辜 位 置
然后 将 镗 刀 尖 对 准 工 件后 边 的刻 发 位 置 处 。 如 图 ５ 示 ， 设 所 假 Ｊ程 序 很难 编 制 ：但 实 际 中 ， 二 刀具 的 刀 位 点 受 刀 具 的 作 川 、 状 、 形 长 度 的 影响 ． 安装 时 ， 可能 重 台 ， 图 ２所 示 此 ． 在 不 如 因 坷 硬 删 刻 线 处 外径 为 中 巾ｍ， 示 屏 显示 值 为 ｘ＝一 、 ８ 显 ５ ｚ＝３ 则 此 时 镗 ２， 的刀 朴值 为 Ｌ＝－ ２×８＝１ 、 ＝３ ． ５＋ １ｗ ２．
旦ｊ翮 ｚ ｌ十 巨曰 ｉ 旦ｉ土 醛 黼 丑［ ］ 圈 酉】 圉 Ｅ
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圈４
若 刀具 是 镗孔 车 刀 ， Ｉ于 此 刀 具 不 能 直接 用 同一 基 准点 对 主 『
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那么怎样确定镗月 的刀补值呢？ 方法有二 ： 其一 ， 我们 首先用 ｆ分尼测出刻线处 的外嘲直径．
四 Ｉ ｒ动转 位 刀 架 ） 例 ， 讨 测定 刀 具 刀 朴 值 的 几 种方 陆 位 ｌ 为 探 ．
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加 工 战 败 的咒 键 在 全功 能 数 控 车 床 中 ， 控 系 统 具响 ＾动 ¨也 数 Ｊ
计算功能 ． 并可以实现刀位偏差 的自动补偿 而 一般经 济 数控 世 束都不具 备 自动对刀功能 ． 在加 Ｉ ． 须通 过对 ．调 刀 ． － 婀 位进行有关的补偿 ，那么程序在运行之前 ． 先执行刀朴 ． 执行 再 ＯＡ 程序 ．因此 ， 刀 及 刀 朴值 的测 定 引Ｎ Ｉ 程 序 的 编 芾 加 Ｊ ｌｆ 对 ， Ｌ Ｉ ＿ 质茸 的 证具有 ｝ 分重要 的意 望：下面我们就 以 Ｊ ＷＫ数量： 床
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试 切 法
当零件 的加工精 度要求较高时 ，或某些 方法不 便于对 内 Ｌ 等车刀进行对刀和刀补值的测定 ， 同时卫没有光学对 仪时 ． 采
用此 法可满足数控车削时对刀及测定 刀孙值的要求。 首先 ， 在安装 Ｉ２ ３４号 的过程 中 ． 、、、 完成初 步对刀 ， 各把 使
刀的刀位点保持 在一定 的范围内（ 如可用刻线痕来装刀）
圈 ８
由 有 一 个 “ 字 线 交 点 称 为 中心 点 ， 图 ８所 示 ， ＋” 如
在数 控 机 １ 轴 卡盘 上 装 夹 一 细 直 径 的 工件 ．｛手 动方 式 ｌ 末主 ／ 巾． 午削 段外 径 ． 然后 用 基准 刀 【 般 设 为 】号刀 】 这 一 段 中 一 在 的 任 意 位 置 往 ｘ负 方 向试 车 削 一 下 ． 留 Ｆ一圈 记 号 ，如 ３所
小． 我们将这一 记号用作 计刀用的摹准 ． 一 此时 ， 不要移动刀具 ，
置在工 件的右端面处 ， 显示 屏计数清零 ． 镗刀对刀时 ， 其刀尖对准
现 代 技 能 开 发
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Ｘ ２月 ２ ２ ０技 训 宏 ０ 号 练
一
般 不需 要 修 正 。
对 刀 仪 法
对 刀故 的结 构 近 似 显 微 镜 、 刀 时 将 Ｉ 对 号基 准刀 的刀 尖 移 到 对 刀 议 的放 大 镜 下 ， 观 察 窗 内望 ， 往 可看 到 被 放 大 的 尖 ， 察 窗 观
移动刀架使刀尖对准对刀仪的中心点 ， 为计 算方便 ， 将数控 显 示屏 显示坐标清零 ， 然后 ． 将第二把刀转到切削方向 ， 在手动状 态下 ， ２号刀对准对刀仪 中心点 ， 使 此时 ， 刀具 相对 于 １ 号刀走过
在 数控 车削 中 ，车月 的 位移 竖其 轨 迹 是受 加 工 程 序 控 制 的 、
同 ｌ 法
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为 』便于控制每一把 车刀 的先后次序 、 起始位置及规定动作 ． 必 须在加工程序执｛ ， 前 调整每 把刀的刀位点 ． 刀架在转位后每 使
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维普资讯
数 控 加 工 巾 刀补 值 测定 方 法 的 探 ｉ 刁
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