数控铣刀具半径补偿的指令及编程
刀具半径补偿指令G40、G41、G42,
刀具半径补偿指令G40、G41、G42，1、刀具半径补偿的目的：在编制轮廓铣削加工的场合，如果按照刀具中心轨迹进行编程，其数据计算有时相当复杂，尤其是当刀具磨损、重磨、换新刀具而导至刀具半径变化时，必须重新计算刀具中心轨迹，修改程序，这样不既麻烦而且容易出错，又很难保证加工精度，为提高编程效率，通常以工件的实际轮廓尺寸为刀具轨迹编程，即假设计刀具中心运动轨迹是沿工件轮廓运动的，而实际的刀具运动轨迹要与工件轮廓有一个偏移量（即刀具半径），利用刀具半径补偿功能可以方便地实现这一转变，简化程序编制，机床可以自动判断补偿的方向和补偿值大小，自动计算出实际刀具中心轨迹，并按刀心轨迹运动。
现代数控系统一般都设置若干个可编程刀具半径偏置寄存器，并对其进行编号，专供刀具补偿之用，可将刀具补偿参数（刀具长度、刀具半径等）存入这些寄存器中。
在进行数控编程时，只需调用所需刀具半径补偿参数所对应的寄存器编号即可。
实际加工时，数控系统将该编号所对应的刀具半径取出，对刀具中心轨迹进行补偿计算，生成实际的刀具中心运动轨迹。
2、刀具半径补偿的方法（1）刀具半径指令从操作面板输入被补偿刀具的直径或（半径）值，将其存在刀具参数库里，在程序中采用半径补偿指令。
刀具半径补偿的代码有G40、G41、G42，它们都是模态代码，G40是取消刀具半径补偿代码，机床的初始状态就是为G40。
G41为刀具半径左补偿，（左刀补），G42为刀具半径右补偿（右刀补）。
判断左刀具补偿和右刀具补偿的方法是沿着刀具加工路线看，当刀具偏在加工轮廓的左侧时，为左偏补偿，当刀具偏在加工轮廓的右侧时，为右偏补偿，如图1所示。
图1a中，在相对于刀具前进方向的左侧进行补偿，采用G41，这时相当于顺铣。
图1b 中在相对于刀具前进方向的右侧进行补偿，采用G42，这时相当于逆铣。
在数控机床加工中，一般采用顺铣，原因是从刀具寿命、加工精度、表面粗糙度而言顺铣的效果比较好，因而G41使用的比较多。
数控加工编程与操作G41(42)
5、刀具半径补偿编程举例
O001 M6 T03 M3 S1200 G54 G00 X25 Y-20 M8 G00 Z50 G00 Z5 G01 Z-4 F300 G41 G01 X25 Y4 D3 G01 X10 Y4 G02 X4 Y10 R6 G01 X25 Y48 G02 X28 Y25 R23 G01 X25 Y4 G40 G01 X25 Y-20 M9 G00 Z100 M5 M2
【思考与练习】 1、针对如图6-5-7所示零件，试编写程序并加工练习。
三、平面内轮廓加工 1、回参考点指令 1）指令功能 参考点是机床上的一个固定点，用该指令可以使刀具非
常方便地移动到该位置。
2）指令格式
3）指令使用说明
①用G74指令返回参考点的各轴速度储存在机床数据中。 ②使用回参考点指令前，为安全起见应取消刀具半径补偿和
任务1 刀具半径补偿指令（G41／G42）
1）指令功能 使刀具在所选择的平面内向左或向右偏置一个半径值，编
程时只需按零件轮廓编程，不需要计算刀具中心运动轨迹， 从而方便、简化计算和程序编制。
2）指令格式
其中，X、Y为建立刀具半径补偿（或取消补偿）时目标点 坐标；D为刀具半径补偿号。
刀具半径左补偿、右补偿方向判别： 在补偿平面内，沿着刀具进给方向看，刀具在轮廓左边用 左补偿；沿着刀具进给方向看，刀具在轮廓右边，用右补偿。
4）指令使用说明
①只有在直线移动命令中才可以进行G41／G42选择。取 消补偿时也只有在移动命令中才能取消补偿运行。
②刀具半径补偿指令应指定所在的补偿平面（G17／G18 ／G19）。
③建立刀具半径补偿G41／G42程序段之后，应紧接着是 工件轮廓的第一个程序段。
2、加工工艺分析 1）工、量、刃具选择
巧用G41、G42、G40(刀具半径补偿指令)编制数控程序
巧用G41、G42、G40（刀具半径补偿指令）编制数控程序作者：魏国军来源：《中国科技博览》2015年第15期[摘要]数控铣床手动编程中二维加工在没有使用刀补的情况下编制数控加工程序时，由于刀具是圆柱形，存在一定的直径，使刀具中心轨迹与零件轮廓不重合。
如此时按照轮廓线编程，刀具中心（刀位点）行走轨迹将和图样上的零件轮廓轨迹重合，就会造成过切或少切现象。
作者通过分析、尝试及验证，在数控程序中巧秒地使用G41、G42、G40指令，不仅可以解决上述问题，且使编程及加工变得简单。
[关键词]巧用；刀具半径补偿指令；编制；数控程序中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0304-02在手动编制数控铣加工程序时，为了确保铣削加工出的轮廓符合要求，编程员必须依据图样尺寸要求结合所使用刀具半径计算出新的节点坐标，再根据这些坐标值进行编程，这给编程带来了很大数据计算及处理的麻烦（见图1）。
编程时为了避免出现上述所说的数据坐标值计算，考虑利用刀具半径补偿来解决这一问题（见图2），可大大地节省时间提高编程效率。
一、刀具半径补偿数控加工中，是按零件轮廓进行编程的。
由于刀具总有一定的半径（如铣刀半径、铜丝的半径），刀具中心运动的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。
这种偏移称为刀具半径补偿。
1、刀具半径补偿指令及格式G41（刀具半径左补偿指令）：G41 G00/G01 X Y DG42（刀具半径右补偿指令）：G42 G00/G01 X Y DG40（刀具半径补偿取消指令）：G40 G00/G01 X Y2、刀具半径补偿指令注意事项在编制数控程序时，使用G41、G42、G40指令可让我们省去因刀具半径而造成的坐标点计算，但在使用过程中需注意一些事项，规纳总结如下五点：（1）、G40、G41指令在使用前，必须由G17、G18、G19指令指定刀具半径补偿平面，且补偿中不能随意更换铣削平面，需要半径补偿指令结束后才能更换铣削平面，否则程序出现报警信号；（2）、编程时，X、Y坐标值的计算参照G00、G01格式，与没有使用刀补时一样，刀补建立时，只能使用G00、G01指令，不能使用G02、G03指令；（3）、D-指令代码为刀具半径补偿寄存器的地址字，在编写程序时应与补偿寄存器号相对应；（4）、G41、G42判别：沿着刀具前进方向看，刀具在前进轨迹方向左侧为左刀补，刀具在前进轨迹方向右侧为右刀补；（5）、刀具半径补偿值设置为负值时，G41、G42刀具所走轨迹将相反。
刀具半径补偿指令
刀具半径补偿指令在进行数控编程时，除了要充分考虑工件的几何轮廓外，还要考虑是否需要采用刀具半径补偿，补偿量为多少以及采用何种补偿方式。
数控机床的刀具在实际的外形加工中所走的加工路径并不是工件的外形轮廓，还包含一个补偿量。
一、补偿量包括：1、实际使用刀具的半径。
2、程序中指定的刀具半径与实际刀具半径之间的差值。
3、刀具的磨损量。
4、工件间的配合间隙。
二、刀具半径补偿指令：G41、G42、G40G41：刀具半径左补偿G42：刀具半径右补偿G40：取消补偿格式：G41/G42 X Y H ；H：刀具半径补偿号：范围H01—H32；也就是输入刀具补偿暂存器编号，补偿量就通过机床面板输入到指定的暂存器编号里，例：G41 X Y H01；刀具直径为10㎜，这时在暂存器编号“1”里补偿量就输入“5”。
1、G41：（左补偿）是指加工路径以进给方向为正方向，沿加工轮廓左侧让出一个给定的偏移量。
2、G42：（右补偿）是指加工路径以进给方向为正方向，沿加工轮廓右侧让出一个给定的偏移量。
3、G40：（取消补偿）是指关闭左右补偿的方式，刀具沿加工轮廓切削。
G40（取消补偿）G41（左补偿）G42（右补偿）切削方向G40（取消补偿）G42（右补偿）切削方向G41（左补偿）工件轮廓三、刀具半径补偿量由数控装置的刀具半径补偿功能实现。
采用这种方式进行编程时，不需要计算刀具中心运动轨迹坐标值，而只按工件的轮廓进行编程，补偿量输入到控制装置寄存器编号的数值给定，编程简单方便，大部份数控程序均采用此方法进行编制。
加工程序得到简化，可改变偏置量数据得到任意的加工余量。
即对于粗加工和精加工可用同一程序、同一刀具。
刀具半径补偿是通过指明G41或G42来实现的。
为了能够顺利实现补偿功能，要注意以下问题：1、G41、G42通常和指令连用（也就是要激活），激活刀具偏置不但可以用直线指令G01，也可以通过快速点定位指令G00。
但一般情况下G41和G42和G02、G03不能出现在同一程序段内，这样会引起报警。
数控铣床编程中刀具半径补偿使用技巧分析
具 表 中 ， 统会 自动 计 算 出 刀 具 半 径 ， 而 进 行 补 偿 。 巧 妙 系 从 使用刀具半径补偿 ， 以满 足数 控Ｊ 可 ｊ ｎｒ的 许 多 功 能 。 下 面 ， 根 据 我 多 年 的 数 控 实 践 经 验 ， 实 际 加 工 为 例 ， 绍 应 用 半 以 介 径补偿的几种技巧 。
刀 具 半 径 补 偿 功 能 还 有 一 个 很 重 要 的 用 途 。 如 果 人 为 地 使 刀 具 中 心 与 工 件 轮 廓 偏 置 值 不 是 一 个 刀 具 半 径 ， 是 而 某 一 给 定 值 ， 可 以 用 来 实 现 粗 、 精 、 加 工 等 问 题 。 例 则 半 精 工内轮廓时） 不符合加 工要求 。 因此在 进行数 控加 工时 ， 必 如 在 粗 加 工 时 ， 将 刀 具 实 际 半 径 再 加 上 加 工 余 量 作 为 刀 可 须使 刀具沿工件轮廓偏移 一个 刀具 半径 值 ， 如图 １所示 ， 这 具 半 径 补偿 值 输 人 数 控 系 统 ， 在 精 加 工 时 只 输 入 刀 具 实 而 功 能 就是 刀具 半 径 补 偿 功 能 。 际半径值 ， 样可 使粗 、 精 、 加工采 用同一个程序 ， 这 半 精
Ｎｏ ．１， ０１ ２ １
现代 商 贸 工 业 Ｍｏ ｅｎＢ ｓ ｅｓ ｒｄ ｎ ｕｔ ｄｒ ｕｉ ｓ Ｔ ａ ｅＩｄ ｓ ｙ ｎ ｒ
２１ 年第 １ ０１ 期
数控 铣 床编 程 中刀 具 半径 补偿 使 用技 巧 分析
康 俐
（ 蒙 古机 电 职 业 技 术 学 院 ， 蒙 古 呼 和 浩 特 ０ ０ １ ） 内 内 １０ ０
２ 对 工 件 进 行 粗 、 精 、 加 工 时 。 可 以 不 改 变 加 半 精 也 工 程 序 。 变 刀 具 表 中 的 刀 具 偏 量 值 即 可 改
数控铣床刀具半径补偿G40.G41.G42
G41 左补偿指令是指沿着刀具前进的方向观察，刀具偏在工件轮廓的左边。
如下图所示：G42 右补偿指令是指沿着刀具前进的方向观察，刀具偏在工件轮廓的右边。
如下图所示：●G40 刀具半径补偿取消指令，该指令与G41或G42配合使用，使用该指令后，使与其配合使用的G41或G42指令无效。
●<1>给上刀具半径补偿指令格式⏹ G00 G411）(G17)X_Y_D_;⏹ G01 G42⏹ G00 G412） (G18) X_Z_D_;⏹ G01 G42⏹ G00 G413） (G19) Y_Z_D_;⏹ G01 G42●<2>取消刀具半径补偿指令格式●G00●G40 X_Y; (X_Z_;) (Y_Z_;)●G01（5）刀具半径补偿指令格式说明：●<1>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。
比如当G17命令执行后，刀具半径补偿仅影响X、Y轴的移动，而对Z轴没有作用。
<2>刀具半径补偿指令G41或G42只在G00和G01模式下有效，不能在G02和G03模式下给出刀具半径补偿G41或G42，否则机床报警。
<3>D_是刀具补偿号，其具体数值在加工或试运行前已设定在补偿存储器中，D_是续效代码。
<4>刀具半径补偿必须在程序结束前取消，否则刀具中心将不能回到程序原点上；刀具半径补偿必须在G00和G01模式下取消，在G02和G03模式下机床将会报警。
<5>取消刀具半径补偿除可以用G40指令外，还可以用D00指令，即”G00(G01)X_Y_D00;”也可以取消刀具半径补偿。
●<6>刀具半径补偿除方便编程外还可以用改变刀具半径补偿值大小的方法来实现同一程序进行粗加工、精加工，故有：●粗加工刀补值=刀具半径+精加工余量●精加工刀补值=刀具半径+修正量(若刀具尺寸准确或零件上下偏差相等，修正量为零)（6）使用刀具半径补偿时应注意的问题：●<1>一般情况下刀具半径补偿号要在刀补取消后才能变换，如果在补偿方式下变换补偿号，当前句的目的点的补偿量将按照所换补偿号的新值给定，而当前句开始点补偿量则不变。
数控铣床与加工中心刀具补偿讲解
欢迎阅读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。
5.4.1B型刀G41G42XY、ZX 或YZ时，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。
2)为了便于计算坐标，可以按图5-18所示两种方式来建立刀补，图5-18a为切线进入方式，图5-18b为法线进入方式。
同样取消刀补通常也采用这种切线或法线的方式。
图5-18 两种刀补建立方式图5-19 内圆轮廓的补偿3)在不便于直接沿着工件的轮廓线切向切入和切向切出时，可再增加一个圆弧辅助程序段。
数控铣床刀具半径补偿
Y 50 刀心轨迹
刀补进行中
刀补矢量 20 刀补取消 10 编程轨迹 法向刀补矢量 刀补引入 10 20 50 X
自 刀
说明
1、G41刀径左补偿， G42刀径右补偿，刀补位置的左右应是 顺着编程轨迹前进的方向进行判断的。 G40为取消刀补。 2、刀补的引入和取消要求必须在G00或G01程序段 ，不应在 G02/G03程序段上进行。 3、当刀补数据为负值时，则G41、G42功效互换。
补偿运动情况见下图：
注意： 1）建立补偿的程序段，必须是在补偿平面 内不为零的直线移动。 2）建立补偿的程序段，一般应在切入工件 之前完成。
2.取消刀具半径补偿（G40）
指令格式： G40 G00/G01 X_Y_
指令功能 ： 取消刀具半径补偿
指令说明 ：
（1） 指令中的X__ Y__表示刀具轨迹中取消刀具半径补偿 点的坐标值； （2） 通过G00或G01运动指令取消刀具半径补偿； （3） G40必须和G41或G42成对使用。
取消刀具半径补偿过程如下图:
注意： 撤消刀具半径补偿的程序段，一般 应在切出工件之后完成。
刀补过程
刀具半径补偿的过程分为三步：
1、刀补的建立：在刀具从起 点接近工件时，刀心轨迹从与 编程轨迹重合过度到与编程轨 迹偏离一个偏置量的过程。
2、刀补进行：刀具中心始终 与变成轨迹相距一个偏置量直 到刀补取消。 3、刀补取消：刀具离开工件， 刀心轨迹要过渡到与编程轨迹 重合的过程。
四.刀补编程举例
Z
刀座
45 20 120
w
Y
25 25 R15 150
X 对刀点
φ8
10
G42
刀补取消
160
R10
数控铣床编程指令
数控铣床编程指令4.2.2子程序1、坐标轴运动〔插补〕功能指令(1〕点定位指令G00点定位指令(G00)为刀具以快速移动速度移动到用绝对值指令或增量值指令指定的工件坐标系中的位置。
指令格式：G00X—Y—Z一；式中X—Y—Z一为目标点坐标。
以绝对值指令编程时，刀具移动到终点的坐标值；以增量值指令编程时，指刀具移动的距离，用符号表示方向。
例：图4.6使用G00指令用法如下。
如上图4.6所示，刀具由A点快速定位到B点其程序为：G00G90X120．Y60．；〔绝对坐标编程〕(2〕直线插补指令G01用G01指定直线进给，其作用是指令两个坐标或三个坐标以联动的方式，按指定的进给速度F，从当前所在位置沿直线移动到指令给出的目标位置，插补加工出任意斜率的平面或空间直线。
指令格式：G0lX—Y—Z—F一；式中X—Y—Z一为目标点坐标。
可以用绝对值坐标，也可以用增量坐标。
F〔mm／min)为刀具移动的速度。
加工时进给速度F可以通过C的控制面板上的旋钮在〔0—120％〕之间变化。
程序段G01X10．Y20．Z20．F80．使刀具从当前位置以80mm／min的进给速度沿直线运动到(10,20,20)例3：假设当前刀具所在点为X-50.Y-75.，那么如下程序段N1G01X150.Y25.F100；图4.7N2X50.Y75.；将使刀具走出如图4.7所示轨迹。
(3〕圆弧插补指令G02和G03G02表示按指定速度进给的顺时针圆弧插补指令，G03表示按指定速度进给的逆时针圆弧插补指令。
顺圆、逆圆的判别方法是：沿着不在圆弧平面内的坐标轴由正方向向负方向看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为G03，程序格式：XY 平面：G17G02X ～Y ～I ～J ～(R ～)F ～ G17G03X ～Y ～I ～J ～(R ～)F ～ ZX 平面：G18G02X ～Z ～I ～K ～(R ～)F ～ G18G03X ～Z ～I ～K ～(R ～)F ～ YZ 平面：G19G02Z ～Y ～J ～K ～(R ～)F ～ G19G03Z ～Y ～J ～K ～(R ～)F ～式中X 、Y 、Z 为圆弧终点坐标值，可以用绝对值，也可以用增量值，由G90或G91决定。
数控铣床基本编程指令
数控铣床基本编程指令1. 简介数控铣床是一种自动化加工设备，通过预先编写的指令控制刀具在工件表面上进行切削加工。
这些指令被称为数控铣床编程指令，是数控铣床能够自动执行加工操作的关键。
本文将介绍数控铣床的基本编程指令，帮助读者了解如何编写和使用这些指令。
2. G代码和M代码在数控铣床编程中，最常用的两种指令是G代码和M代码。
•G代码：用于定义刀具的运动方式和加工路径。
例如，G00表示快速移动，G01表示直线插补，G02表示圆弧插补等。
•M代码：用于定义刀具的辅助功能和机床的控制指令。
例如，M03表示主轴正转，M05表示主轴停止等。
3. 基本编程指令3.1 设置工作坐标系在开始进行数控铣床编程之前，需要先设置工作坐标系。
通过指令G92可以将当前位置设置为工作坐标系的原点。
例：G92 X0 Y0 Z03.2 快速移动快速移动是指刀具在不加工的情况下进行的高速移动。
通过指令G00可以实现快速移动。
例：G00 X100 Y100 Z103.3 直线插补直线插补是指刀具在两个点之间直接移动。
通过指令G01可以实现直线插补。
例：G01 X50 Y50 Z5 F1003.4 圆弧插补圆弧插补是指刀具沿着指定的圆弧路径进行移动。
通过指令G02和G03可以实现圆弧插补。
例：G02 X50 Y50 Z5 I25 J0 F1003.5 停止主轴停止主轴是指停止刀具的旋转。
通过指令M05可以实现停止主轴的功能。
例：M053.6 开始主轴开始主轴是指启动刀具的旋转。
通过指令M03可以实现开始主轴的功能。
例：M03 S10003.7 改变刀具改变刀具是指更换刀具的操作。
通过指令T可以实现改变刀具的功能。
例：T023.8 结束程序结束程序是指终止数控铣床的加工操作。
通过指令M30可以实现结束程序的功能。
例：M304. 示例程序下面是一个简单的示例程序，演示如何使用基本编程指令进行数控铣床的加工。
G92 X0 Y0 Z0G00 X100 Y100 Z10G01 X50 Y50 Z5 F100G02 X50 Y50 Z5 I25 J0 F100M05M03 S1000G01 X0 Y0 Z0 F100M305. 总结本文介绍了数控铣床的基本编程指令，包括设置工作坐标系、快速移动、直线插补、圆弧插补、停止主轴、开始主轴、改变刀具和结束程序等。
数铣编程指令和刀具半径补偿
数控铣床编程编程指令和刀具半径补偿１.G指令：准备功能指令（1）G90 绝对方式编程（2）G91 增量方式编程（3）G54～ G59 选择工件坐标系（4）G00 快速点定位 X Y Z（5）G01 直线插补 X Y Z F（6）G02 顺圆插补 X Y R（或I J K） F （7）G03 逆圆插补 X Y R （或I J K） F（8）G41 X Y D 刀具半径左补偿（9）G42 X Y D 刀具半径右补偿（10）G40 X Y 取消刀具半径补偿（11）G17、G18、G19 选择加工平面G17—XOY 平面(缺省值) G18—XOZ平面 G19—YOZ平面G90 G80 G40 G17 G49 G21（安全语句）功能：初始化状态设定。
式中： G90 ——绝对值方式；G80 ——取消固定循环；G 代码指令２.M 指令：辅助功能 （1）M00 程序暂停 （2）M03 主轴正转 （3）M05 主轴停 （4）M08 切削液开 （5）M09 切削液停（6）M30 完成程序段指令后 返回“程序开始”（7）M98 调用子程序 （8）M99 子程序结束一、基本常用指令3.指令——fz(mm/min)进给速度vf =fz ×z × n （铣床、加工中心）4.S 指令——r/min5.程序的组成和格式和数车一样，数铣的一个完整的零件程序包括程序号、程序内容和程序结束三个部分。
%（或O ）1234G90 G80 G40 G17 G49 G21(安全语句) M03S1000 G54G00Z100 X0Y0G01Z-6F200G41D01X ▁Y ▁ …… G40X ▁Y ▁ G00Z100 M05 M30程序号程序内容程序结束6.绝对值编程G90与相对值编程G91格式： G90 G X Y ZG91 G X Y ZG90为绝对值编程，每个轴上的编程值是相对于程序原点的。
G91为相对（增量）值编程，每个轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿轴移动的距离。
教案-刀具半径补偿指令
一、刀具半径补偿指令：G41、G42、G40
[分析]
1.刀具半径补偿建立指令（4＇）:G41、G42
[格式]
G17 G00 G41 X_ Y_
G18 X_ Z_ D_ F_;
G19 G01 G42 Y_ Z_
2.刀具半径补偿取消指令（4＇）:G40
[格式]G00 X_ Y_
G40 X_ Z_ F_;
教法的应用
能力培养
一、组织教学（1＇）
检查学生人数。
二、复习提问（3＇）
1、模态代码的含义
2、数控加工中的加工路线的概念
三、导入新课（5＇）
[引导]根据课件中演示的图形比较，在数控机床上进行加工时，因为刀具有一定的半径，所以刀具中心（刀心）轨迹和工件轮廓不重合，而且在加工中刀具会被磨损如果我们不考虑刀具半径及产生的磨损值，直接按照工件轮廓编程是比较方便的，但是加工出的零件尺寸比图样要求小了一圈（外轮廓加工时）或大了一圈（内轮廓加工时），为此必须使刀具沿工件轮廓的法向偏移偏移一个刀具半径值，同时也要考虑磨损值，这就是所谓的刀具半径补偿。
数控加工编程及操作教案
讲授科目
数控加工编程及操作
学时
2学时
授课课型
专业基础课
授课班级
课题名称
数控铣床刀具半径补偿功能指令
授课人
教学目标
知识目标:
1.理解刀具半径补偿指令的作用;
2能够根据加工要求熟练的判断左、右刀补
3..掌握刀具半径补偿指令G41、G42及G40的使用。
能力目标：
1.能够熟练应用刀具半径补偿编制零件的加工程序；
2.在生产实习中能够充分利用刀具半径补偿指令功能从而缩短辅助时间，提高生产效率。
数控铣床编程代码及使用方法
代码
G73 G74 G76 G80 G81 G82 G83 G84 G85 G86 G87 G88 G89
组
意义
号
06 深孔高速钻循环 反攻丝循环 精镗循环 固定循环取消 定心钻循环 带停顿的钻孔循环 深孔钻循环 攻丝循环 镗孔循环 镗孔循环 反镗循环 手动精镗循环 镗孔循环
G90 13 绝对值编程
二、数控编程基本知识
1、坐标系统
1）基本坐标轴
数控机床的坐标轴和方向的命名制订了统一的标准，
规定直线进给运动的坐标轴用X，Y，Z表示，常称
基本坐标轴。
二、数控编程基本知识
2）旋转轴 围绕X，Y，Z轴旋转的圆周进给坐标轴分
别用A，B，C表示，根据右手螺旋定则，如 图1所示，以大姆指指向+X，+Y，+Z方向， 则食指、中指等的指向是圆周进给运动的+A， +B，+C方向。
五、数控铣床常用编程指令
三、进给控制指令
1、快速定位指令G00
➢ 格式：G00 X_Y_Z_A_ 其中，X、Y、Z、A为快速定位终点， G90时为终点在工件坐标系中的坐标； G91时为终点相对于起点的位移量。 G00为模态功能，可由G01、G02、G03或G33功能注销。
五、数控铣床常用编程指令
五、数控铣床常用编程指令
3、工件坐标系选择G54-G59
G54
G55
格式：
G56 G57
G58
G59
Z G54 原点
G54 工件坐标系 Y
Z 。。。
G59 工件坐标系
G59 原点
Y
X 工件零点偏置 X 机床原点
图 11 工件坐标系选择(G54~G59)
数控铣削编程中的刀具半径补偿分析
数控铣削编程中的刀具半径补偿分析摘要：本文由数控编程过程中编程者应用刀具半径补偿编程时出现的错误问题出发，探讨了刀具半径补偿功能应用中的错误，力求通过错误分析找出问题所在，让读者更好的利用刀具半径补偿来解决生产中的实际问题。
关键词：刀具半径补偿补偿中的错误分析1、刀具半径补偿原理数控机床在加工过程中，其所控制的是刀具中心的轨迹。
因此在数控编程时，可以根据刀具中心的轨迹进行编程，这种编程方法称为刀具中心编程。
当零件加工部分形状较为复杂时，如果选用刀具中心编程，就会给计算关键点带来很大工作量，而且往往由于关键点的计算误差影响机床的插补运算，进而产生报警，使加工无法正常进行。
因此可以利用理论轮廓编程，即按图形的轮廓进行编程。
采用理论轮廓编程，需要在系统中预先设定偏置参数，数控系统会自动计算刀具中心轨迹，如图1所示，使刀具偏离图形轮廓一个刀具值，从而使刀具能加工到图形的实际轮廓，这种功能即为刀具半径补偿功能。
显然种与刀具半径无关的编程能节省时间，方便机床调整与加工，设加工余量为δ，则粗加工补偿量为r+δ。
如图2所示[1]：2、刀具半径补偿的判定刀具半径补偿通常不是程序编制人员完成的，程序编制人员只是按零件的加工轮廓编制程序。
同时用指令G41，G42，G40告诉CNC系统刀具是沿零件内轮廓运动还是沿外轮廓运动。
根据ISO标准，当刀具中心轨迹在编程轨迹（零件轮廓）前进方向右边时称为右刀具补偿，简称右刀补，用G42表示；反之，则称为左刀补，用G41表示；当不须要进行刀具半径补偿时用G40表示。
如图3所示[2]:3、刀具半径补偿时错误分析及注意点(1)在补偿状态下，铣削内侧最小圆弧一般要求满足：刀具半径≤刀具半径补偿值≤最小内侧圆弧半径。
(2)建立刀具半径补偿后，不能出现连续两个程序段无选择补偿坐标平面的移动指令。
否则，编制的加工程序运行时产生报警，无法执行。
(3)应指明补偿平面，数控系统一般默认为G17，可省略，若要在YOZ或XOZ平面进行补偿时，需指明，不可省略，而且刀具半径补偿平面的切换必须在补偿取消方式下进行。
数控编程刀具补偿指令及其编程方法
由G17指定刀补平面 启动刀补 刀补状态
解除刀补
2020/7/8
数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
例4：
Y
O0010
N010 G92 X0 Y0； N020 G91 G00 G42 X70 Y40 D01；
70
60
20
G
F
20
E
D
S800 M03 M08；
100
N030 G01 X80 Y0 F100；
数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
3、执行结果
正偏置G43：Z实际值=Z指令值+（H—）
负偏置G44：Z实际值=Z指令值-（H—）
G49为取消刀补。 G43 +Z
+Z
G44
（Hxx）值
（Hxx）值
实际到达点
程序中指令点
程序中指令点 实际到达点
2020/7/8
图6-16 刀具长度补偿执行情况
数控编程
G49 Z120.0
快速抬刀至Z=120的对刀点平面
X150.0Y160.0
快速退刀至对刀点
M05 M30
主轴停，程序结束，复位。
➢ 和前述不考虑刀补的轮廓铣削程序相比，可以看出：采用 机床自动刀补的程序与不考虑刀补的程序并没有多大的不同， 只是在原来的程序上增加了有关刀补指令而已。
➢ 考虑刀补后的程序适应性强，对不同长度、不同半径的刀 具仅只需改变刀具补偿量即可。
（D01）= 8
2020/7/8
图6-
数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
G01 X45.0
直线插补至 X= 45，Y=45
X75.0 Y20.0
第五章 刀具参数补偿功能指令
图5-1
G41、G42指令示意图
Байду номын сангаас
表5-1 刀具半径补偿指令格式说明
指令代码 G41 G42 G40 X、Y、Z D 说 明
左偏刀具半径补偿，是指沿着刀具运动方向向前看， 刀具位于零件左侧的刀具半径补偿（通常顺铣时采用 左侧补偿）。如图5-1所示 右偏刀具半径补偿，是指沿着刀具运动方向向前看， 刀具位于零件右侧的刀具半径补偿（通常逆铣时采用 右侧补偿）。如图5-1所示 刀具半径补偿取消。使用该指令后，使G41、G42指令 无效。 刀具移至终点时，轮廓曲线（编程轨迹）上点的坐标 值 刀具半径补偿寄存器地址字，后面一般用两或三位数 字表示偏置量的代号，偏置量可用MDI方式输入。有 些数控系统用H指令这个值。
将在终点B处形成一个与直线AB相垂直的新矢量BC BC ，刀具中心由A移至C点。沿着刀具前进方向观察， 用G41指令时，形成的新矢量在直线左边，刀具中 心偏向编程轨迹左边；而用G42指令时，刀具中心 偏向右边。 圆弧情况时，如图5-3所示，B点的偏移矢量垂直 于直线AB，圆弧上B点的偏移矢量与圆弧过B点的切 线相垂直。圆弧上每一点的偏移矢量方向总是变化 的，由于直线AB和圆弧相切，所以在B点，直线和 圆弧的偏移矢量重合，方向一致，刀具中心都在C 点。若直线和圆弧不相切，则这两个矢量方向不一 致，此时要进行拐角偏移圆弧插补。 最后一段刀具半径补偿轨迹加工完成后，与建立刀 具半径补偿类似，也应有一直线程序段或G01指
图5-8 G39指令举例
Y
b
a
c
d
与 H01对 应 的 补 偿 量
o
图5-9 刀补动作
加工程序见表5-2。 表5-2 加工程序单
程 序 内 容 O0001(OFFSET INC.); N1 G91 G17 G00 M03 S1000; N2 G41 X20.0 Y10.0 D01; N3 G01 Y40.0 F100; N4 X30.0; N5 Y-30.0; N6 X-40.0; N7 G00 G40 X-10.0 Y-20.0 M05; N8 M30; 说 明 程序名及注释 由G17指定刀补平面 刀补启动
第2-2讲数控机床的刀具补偿原理
直线插补 以第一象限直线段为例。用户编程时，给出要加工直线 的起点和终点。如果以直线的起点为坐标原点，终点坐 标为（Xe,Ye），插补点坐标为（X，Y），如右图所 示，则以下关系成立： 若点（X，Y）在直线上，则 XeY - YeX = 0 若点（X，Y）位于直线上方，则Xe Y- Ye X>0 若点（X，Y）位于直线下方，则 XeY - Ye X<0 因此取偏差函数F = XeY - YeX。 事实上，计算机并不善于做乘法运算，在其内部乘法运 算是通过加法运算完成的。因此判别函数F的计算实际 上是由以下递推迭加的方法实现的。 设点（Xi，Yi）为当前所在位置，其F值为F = XeYi YeXi 若沿+X方向走一步，则Xi+1=Xi+1 Yi+1=Yi Fi+1=XeYi+1—Ye Xi+1=XeYi—Ye(Xi+1) = Fi—Ye 若沿+Y方向走一步，则Xi+1=Xi Yi+1=Yi+1 Fi+1=XeYi+1—Ye Xi+1=Xe(Yi +1)—YeYi= Fi+Xe 由逐点比较法的运动特点可知，插补运动总步数n = Xe+Ye，可以利用n来判别是否到达终点。每走一步使 n = n - 1，直至n = 0为止。终上所述第一象限直线插补 软件流程如图下图所示。
节拍 起始 1
2
3 4 5 6
F1 = -2 < 0
F2 = 2 > 0 F3 = 0 F4 = -2 < 0 F5 = 2 >0
+Y
+X +X +Y +X
数铣刀补及编程
程序单
G01 X45.0 X75.0 Y20.0 Y65.0
G40 G00 X100.0 Y60.0 G49 Z120.0
X150.0Y160.0 M05 M30
直线插补至 X= 45，Y=45 直线插补至 X= 75，Y=20 直线插补至 X=75，Y=65，轮廓切削完毕 取消刀补，快速退至（100，60）的下刀处， 快速抬刀至Z=120的对刀点平面 快速退刀至对刀点 主轴停，程序结束，复位。
➢ 和前述不考虑刀补的轮廓铣削程序相比，可以看出：采用 机床自动刀补的程序与不考虑刀补的程序并没有多大的不同， 只是在原来的程序上增加了有关刀补指令而已。
➢ 考虑刀补后的程序适应性强，对不同长度、不同半径的刀 具仅只需改变刀具补偿量即可。
暂停指令G04
钻孔加工举例
对图示零件钻孔。按理想刀具进行的对刀编程，现测得实际刀 具比理想刀具短8mm,若设定（H01）=–8mm， （H02）=8mm
+Z
3 20
30 35 8 18
+X
O 2
35
11 12
9 7
4
8
+Y
120
30
60
30 30 20
#1
6
#2
1
10
13
#3
+X
O
程序单
%0005 N1 G54G90 G00 X0 Y0Z50
X120Y80 N2 G43 Z3 H01
S630 M03 (或G44 Z3 H02) N3 G01 Z-18 F120 N4 G04 P1000 N5 G00 Z3 N6 X210 Y60 N7 G01 Z-20 F120 N8 G04 P1000 N9 G00 Z3
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二、刀具半径补偿的原理
1、刀具半径补偿的基本概念
在进行轮廓加工时，刀具中心偏离零件的轮 廓表面一个刀具半径值。 这种偏移，称为刀具半径补偿。
二、刀具半径补偿的原理
2、采用刀具半径补偿的作用和意义
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烦琐计算，而只 需计算出刀具中心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。
五、练习
·
谢谢聆听
2、G41/G42/G40参数说明 D:刀具半径补偿数值的储存地址位置
三、刀具半径补偿的指令
G41左刀补
G的编程
O0001; G54 G90 G17 G40; G00 X60 Y0; G00 Z100; M03 S1000; G00 Z5; G01 Z-3 F50; G41 G01 X40 Y0 DO1 F100; G01 X40 Y-40; G01 X-40 Y-40; G01 X-40 Y40; G01 X40 Y40; G01 X40 Y0; G40 G01 X60; G00 Z100; M05; M30;
数控铣刀具半径补偿的指令及编程
指导老师：陆瑜
一、复习
O0001; G54 G90 G17 G40; G00 X60 Y0; G00 Z100; M03 S1000; G00 Z5; G01 Z-3 F50; G01 X40 Y0 F100; G01 X40 Y-40; G01 X-40 Y-40; G01 X-40 Y40; G01 X40 Y40; G01 X40 Y0; G01 X60; G00 Z100; M05; M30;
三、刀具半径补偿的指令
1、G41/G42/G40格式 G41/G42 X _ Y _ D _ F _; G40 X _ Y _ ;
三、刀具半径补偿的指令
2、G41/G42/G40参数说明
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） G40：取消刀具半径补偿
三、刀具半径补偿的指令