数控车床刀具补偿指令编程及刀偏值设定资料

6．刀具几何偏移动作 （4）
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三、刀尖圆弧半径补偿
1．理想刀具和实际刀具（1）
理想刀具是具有理想刀尖A的刀具。但实际使 用的刀具，在切削加工中，为了提高刀尖强 度，降低加工表面粗糙度，通常在车刀刀尖 处制有一圆弧过渡刃；一般的不重磨刀片刀 尖处均呈圆弧过渡，且有一定的半径值；即 使是专门刃磨的“尖刀”，其实际状态还是 有一定的圆弧倒角，不可能绝对是尖角。因 此，实际上真正的刀尖是不存在的，这里所 说的刀尖只是一“假想刀尖”。
1．理想刀具和实际刀具（2）
2．刀具半径补偿意义（1）
数控程序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 的假想刀尖点或刀尖圆弧圆心点。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。当加工与坐标轴平行的圆柱面 和端面轮廓时，刀尖圆弧并不影响其尺寸和形状， 但当加工锥面、圆弧等非坐标方向轮廓时，由于刀 具切削点在刀尖圆弧上变动，刀尖圆弧将引起尺寸 和形状误差，造成少切或多切。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 尖圆弧半径补偿功能来消除。
6．车刀理论刀尖方向号（1）
数控车床采用刀尖圆弧半径补偿进行加工时， 如果刀具的刀尖形状和切削时所处的位置不 同，刀具的补偿量与补偿方向也不同。因此 假想刀尖的方位必须同偏置值一起提前设定。 车刀假想刀尖的方向是从刀尖R中心看理论刀 尖的方向，由刀具切削时的方向决定。系统 用T表示假想刀尖的方向号，假想刀尖的方向 与T代码之间的关系，如图所示，其中“·”代 表刀具刀位点A，“＋”代表刀尖圆弧圆心O。
6．刀具几何偏移动作 （1）
（1）刀具几何偏移建立动作 工件坐标系移 动X、Y、Z的几何偏移量，称为刀具的几何偏 移，即在当前位置上加上或减去与代码指定号 相对应的偏移量，如图所示。
6．刀具几何偏移动作 （2）
6．刀具几何偏移动作 （3）
（2）刀具几何偏移取消动作 当选择T代码偏 移号为0或00时为取消偏移，刀具运动如图所 示。在N1段，指令刀具几何形状偏置时，刀具 不移动，刀具位置从基准点B变更到刀位点PG， 刀具从PG点移到程序段终点。在N2段，PG点沿 指令位置移动。在N3段，指令取消几何形状补 偿，在该段指令值终点，偏移一个几何补偿值， 刀具按该值运动到终点，在终点处，刀具不移 动，仅恢复原坐标位置。
2．刀具位置补偿基准 设定与补偿方式（2）
2．刀具位置补偿基准 设定与补偿方式（3）
（2）刀具位置补偿方式 分为绝对补偿和相 对补偿两种方式。 1）绝对补偿 当机床回到机床零点时，工件 坐标系零点，相对于刀架工作位上各刀刀尖 位置的有向距离。当执行刀偏补偿时，各刀 以此值设定各自的加工坐标系。如图所示。 补偿量可以用机外对刀仪测量或试切对刀方 式得到。
5．刀具半径补偿的执行过程 （4）
(3)刀具半径补偿的取消 在G41、G42程序后 面，加入G40程序段即是刀具半径补偿的取消。 如图表示取消刀具半径补偿的过程。刀具半 径补偿取消G40程序段执行前，刀尖圆弧中心 停留在前一程序段终点的垂直位置上，G40程 序段是刀具由终点退出的动作。
5．刀具半径补偿的执行过程 （5）
3．刀具半径补偿类型（2）
后置刀架刀尖圆弧半径补偿
3．刀具半径补偿类型（3）
前置刀架刀尖圆弧半径补偿
4．刀具半径补偿指令格式
G40
G G
4421GG0010
X
Z
F
；
5．刀具半径补偿的执行过程 （1）
(1)刀具半径补偿的建立 刀具补偿的建立使 刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨 迹偏离一个刀尖圆弧半径。刀补程序段内必 须有GOO或G01功能才有效，偏移量补偿必须 在一个程序段的执行过程中完成，并且不能 省略。
二、刀具位置补偿
1．刀具位置补偿值定义
工件坐标系设定是以刀具基准点(以下简 称基准点)为依据的，零件加工程序中的 指令值是刀位点(刀尖)的位置值。刀位 点到基准点的矢量，即刀具位置补偿值。
2．刀具位置补偿基准 设定与补偿方式（1）
（1）刀具位置补偿基准设定 当系统执行过 返回参考点操作后，刀架位于参考点上，此 时，刀具基准点与参考点重合。刀具基准点 在刀架上的位置，由操作者设定。一般可以 设在刀夹更换基准位置或基准刀具刀位点上。 有的机床刀架上由于没有自动更换刀夹装置， 此时基准点可以设在刀架边缘上；也有用第 一把刀作为基准刀具，此时基准点设在第一 把刀具的刀位点上，如图所示。
2．刀具半径补偿意义（2）
3．刀具半径补偿类型（1）
（1）刀具半径左补偿 从垂直于加工平面坐 标轴的正方向朝负方向看过去，沿着刀具运 动方向（假设工件不动）看，刀具位于工件 左侧的补偿为刀具半径左补偿。用G41指令表 示。 （2）刀具半径右补偿 从垂直于加工平面坐 标轴的正方向向负方向看过去，沿着刀具运 动方向（假设工件不动）看，刀具位于工件 右侧的补偿为刀具半径右补偿。用G42指令表 示。
5．刀具半径补偿的执行过程 （2）
5．刀具半径补偿的执行过程 （3）
(2)刀具半径补偿的执行 执行含G41、 G42指令的程序段后，刀具中心始终与编 程轨迹相距一个偏移量。G41、G42指令 不能重复规定使用，即在前面使用了G41 或G42指令之后，不能再直接使用G42或 G41指令。若想使用，则必须先用G40指 令解除原补偿状态后，再使用G42或G41， 否则补偿就不正常了。
项目7 数控车床刀具补偿 指令编程及刀偏值设定
武汉船舶职业技术学院 周兰
一、刀具补偿的意义和类型
1.刀具补偿的意义和类型
●刀具补偿功能是用来补偿刀具实际安装位 置(或实际刀尖圆弧半径)与理论编程位置 (或刀尖圆弧半径)之差的一种功能。 ●使用刀具补偿功能后，改变刀具，只需要 改变刀具位置补偿值，而不必变更零件加工 程序。 ●刀具补偿分为刀具位置补偿(即刀具偏移 补偿)和刀尖圆弧半径补偿两种功能。
5．刀具磨损偏移动作轨迹（1）
（1）刀具磨损偏移建立动作轨迹 刀具磨损 偏移动作轨迹指刀具轨迹对编程轨迹偏移X、Z 的磨损偏移值。在每个程序段的位置加上或减 去与T代码指定号的对应偏移距离，如图所示。
5．刀具磨损偏移动作轨迹（2）
5．刀具磨损偏移动作轨迹（3）
（2）刀具磨损偏移取 消动作轨迹 当选择T 代码偏移号为0或00时 为取消偏移。在取消 程序段的终点，偏移 矢量为0，如图所示。
2．刀具位置补偿基准 设定与补偿方式（4）
2．刀具位置补偿基准 设定与补偿方式（5）
2）相对补偿 如图所示，在对刀时，确定一 把刀为标准刀具，并以其刀尖位置A为依据建 立工件坐标系。这样，当其他各刀转到加工 位置时，刀尖位置B相对标刀刀尖位置A就会 出现偏置，原来建立的坐标系就不再适用， 因此应对非标刀具相对于标准刀具之间的偏 置值Δx、Δz进行补偿，使刀尖位置B移至位 置A。标准刀具偏置值为机床回到机床零点时， 工件坐标系零点相对于工作位上标准刀具刀 尖位置的有向距离。
2．刀具位置补偿基准 设定与补偿方式（6）
3．刀具位置补偿类型
刀具位置补偿可分为 刀具几何形状补偿(G) 和刀具磨损补偿(W)两 种，需分别加以设定。 刀具几何形状补偿实 际上包括刀具形状几 何偏移补偿和刀具安 装位置几何偏移补偿， 而刀具磨损偏移补偿 用于补偿刀尖磨损， 如图所示。
4．刀具位置补偿代码
●刀具位置补偿功能是由程序段中的T代码来 实现。 ●T代码后的4位数码中，前两位为刀具号，后 两位为刀具补偿号。刀具补偿号实际上是刀具 补偿寄存器的地址号，该寄存器中放有刀具的 几何偏置量和磨损偏置量(X轴偏置和Z轴偏置)。 刀具偏移号有两种意义，既用来开始偏移功能， 又指定与该号对应的偏移距离。 ●当刀具补偿号为00时，表示不进行刀具补偿 或取消刀具补偿。
6．车刀理论刀尖方向号（2）
6．车刀理论刀尖方向号（3）
外圆端 面车刀 （右偏刀）
外圆端 面车刀 （左偏刀）
切槽刀 （右偏刀） ）
切槽刀 （左偏刀） ）
6．车刀理论刀尖方向号（4）
内孔车刀
内孔圆弧车刀
内孔切槽车刀
内孔车刀 （左偏刀）
7．编程举例
O2010 T0101； M03 S1000； G00 X0.0 Z10.0； G42 G01 Z0.0 F100； X40.0； Z-18.0； X80.0； G40 G00 X85.0 Z10.0； M05； M30；