刀具半径补偿
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。
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．转接形式随着前后两段编程轨迹线形的不同，相应的刀具中心轨迹有不同的转接形式。
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。
5刀具位置补偿和半径补偿
上述对刀具补偿矢量的处理，通 称为“刀具偏移计算”。
这些方法的刀具半径补偿只能计算出直线或圆弧终 点的刀具中心坐标值， 而对于两个程序段之间轮廓的转接（又称拐角或过 渡）是以圆弧方式进行的，故称其为一般刀具半径 补偿，或称B机能刀具补偿（简称B刀补）。
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如图示，设要加工的程序段为圆弧AB、半径为R，
8
二、刀具的半径补偿:
1、刀具半径补偿的作用
在数控机床上用圆头刀和铣刀加工零件时， 其加工程序的编制有两种方法: 1）按零件轮廓编程 2）按刀具圆心（中心）的运动轨迹编程
换刀和刀具磨损时不需要重新制作程序纸
带，数控系统可以自动进行补偿，正确加工
零件。数控系统的这种功能称为“刀具半径
补偿”。
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2、刀具半径的补偿方法 如图待加工零件，加工路线为： O→A→B→C→D→E→F→O
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如图，工作寄存器AS存放正 在加工的程序段信息。
刀补缓冲器CS存放的是下一 段要加工程序段信息。
而缓冲寄存器BS 存放的是再下一 段所要加工的程 序段信息。
因此，在有C机 能刀具半径补偿 的数控系统工作 时，总是同时存 有三段程序2信4 息。
再 见
对于A’’到B’的运动，则是把刀具半径矢量由r
旋转到r1，与圆弧终点半径矢量重合。
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因此，若把这两种运动结合起来，也就是在作轮 廓线圆弧插补的同时，不断地修改刀具半径矢量 r，使它保持与圆弧半径矢量R一致，就能实现刀 具半径的补偿。
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为 为判了别比函较数r与：R的重H 合 性R ， 引r 入 了x ri和r yR i的y 矢ir 量x积i 作
常用的刀具半径补偿方法产生编 程限制的主要原因在于，这些方 法在确定刀具中心轨迹时，都采 用了读一段、算一段、再走一段 的方法。
《刀具半径补偿计算》课件
精加工中应用刀具半径补偿可以显著提高工件的加工质量和生产效率 。
刀具半径补偿在切削方式切换中的应用
在切削方式切换过程中，刀具 半径补偿可以自动调整切削参 数，以适应不同的切削条件和
工件材料。
在更换刀具或调整切削参数时 ，刀具半径补偿可以减少人工 干预和误差，提高加工精度和 效率。
少人为因素对加工结果的影响，为现代制造业的发展提供有力支持。
多轴联动加工中的刀具半径补偿技术
要点一
总结词
要点二
详细描述
多轴联动加工中的刀具半径补偿技术是未来发展的重点方 向，它能够实现复杂曲面的高精度加工，提高加工效率和 产品质量。
多轴联动加工是一种先进的加工技术，广泛应用于航空、 汽车、模具等领域。在多轴联动加工中，刀具半径补偿技 术对于实现高精度加工至关重要。通过精确控制刀具的轨 迹和补偿量，可以减小加工误差，提高加工精度和效率。 未来，多轴联动加工中的刀具半径补偿技术将进一步发展 ，为实现更高效、高精度的复杂曲面加工提供技术支持。
程，提高编程效率。
刀具半径补偿的计算原理
根据加工要求和刀具参数，确定刀具 半径补偿值。
补偿值的计算需要考虑多种因素，如 刀具类型、切削用量、工件材料等。
在数控加工过程中，根据刀具路径和 补偿值，对刀具路径进行相应的调整 ，以补偿因刀具半径而引起的加工误 差。
02
CATALOGUE
刀具半径补偿的分类
03
通过刀具半径补偿，还可以控制切削力的大小，以防止工件变形和刀 具破损。
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粗加工中应用刀具半径补偿可以有效地提高加工效率和质量。
刀具半径补偿在精加工中的应用
刀具半径补偿
通过自动计算并调整刀具中心轨迹， 可以减少人工干预，提高加工效率。
刀具半径补偿的基本原理
刀具半径补偿的实现方式
在数控加工中，通常通过数控编程软 件或控制系统中的补偿功能来实现刀 具半径补偿。
刀具半径补偿的计算方法
根据刀具半径大小和加工要求，通过 计算确定刀具中心轨迹的偏移量。
刀具半径补偿的步骤
在加工过程中，根据实际需要选择开 启或关闭刀具半径补偿，并根据需要 调整补偿参数。
在航空航天制造中，刀具半径补偿技术可 以用于控制飞机零部件和航天器零件的加 工精度，提高产品的可靠性和安全性。
04 刀具半径补偿的优点与局 限性
提高加工精度和表面质量
提高加工精度
通过补偿刀具半径，能够减小因刀具 半径而引起的加工误差，从而提高工 件的加工精度。
优化表面质量
刀具半径补偿技术能够减小刀具半径 对切削过程的影响，从而降低表面粗 糙度，提高工件表面质量。
高精度补偿技术
高精度补偿技术
采用高精度测量设备和算法，实现刀具 半径的高精度测量和补偿，提高加工零 件的表面质量和尺寸精度。
VS
精细化加工
通过高精度补偿技术，实现精细化加工， 减少加工余量和材料浪费，提高加工效率 和经济效益。
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根据刀具半径大小，在加工过程中自动计算并调整刀具中心轨迹，以保证加工 出的零件尺寸符合要求。
刀具半径补偿的重要性
提高加工精度
通过补偿刀具半径，可以减小因刀具 半径而引起的误差，提高加工精度。
提高加工效率
降低对操作人员技能要求
使用刀具半径补偿技术，可以降低对 操作人员技能水平的要求，使操作更 加简单易行。
刀具补偿课件讲义资料
1、刀具补偿建立方式 若上一程序段是G40状态，本程序段是
G41/G42状态， 则该程序段处于刀具补偿建立方式。
2 、刀具补偿进行方式 若上一程序段是G41/G42状态，本程序段仍
是G41/G42状态，则该程序段处于刀具补偿进 行方式。
刀补矢量：大小等于刀具半径，方向垂直
于轮廓表面
交接情况：直线与直线、直线与圆弧、圆
续两个以上的非运动指令（如辅助指令或
暂停指令）程序段，或移动量为零的运动
程序段时，会出现多切或少切现象，这点 应该引起注意。
4）硬件数控系统刀补/CNC的刀补 1、早期的硬件数控系统 由于内存及数据处理能力限制，仅根据本 段程序的轮廓尺寸进行刀补，不能解决程 序段之间的过渡问题。（编程人员事先估 计刀补后可能出现的间断点或交叉点，进 行人为处理）程序段转换时（如折线或直 线与圆弧不相切时）采用圆弧过渡
通常加工一个工件需几把刀，或者加工中心 运行时要经常变换刀具，而每把刀具的长度 是不可能完全相同的。 定义方法2：编写程序时选用一把标准刀具， 预先测出其他刀具与标准刀具长度的差值， 将差值置于NC系统，以后使用各把刀具时 NC系统会补偿刀具的长度，这种功能称为 刀具长度补偿功能。
2）刀具长度补偿指令
1）刀具半径补偿概述
具有刀具半径补偿功能的数控系统具有如下优点： 1、避免计算刀具轨迹，直接按零件轮廓的切削点编程。
2、刀具因磨损、重磨、换新刀引起直径改变后不需修 改程序，只需更改刀具参数库中刀具参数的直径或者 半径值。
3、应用同一程序，用同一尺寸的刀具，利用刀补值可 进行粗精加工（粗精加工程序通用）。
1.2 刀具补偿功能及计算原理
一、刀具半径补偿
1）刀具半径补偿概述
在前面编写的程序中，都没有考虑刀具半径问题。
刀具半径补偿
y A(X,Y)
O
α
rΔYKΔK Xα A′(X′,Y′) x
O′
图3-37 直线刀具补偿
y B′(Xb′,Yb′)
B（Xb,Yb） ΔXΔ KY
β O
R
r A′(Xa′,Ya′)
A(Xa,Ya) x
图3-38 圆弧刀具半径补偿
2. 圆弧刀具半径补偿计算
对于圆弧而言，刀具补偿后的刀具中心轨迹是一个
1. 直线刀具补偿计算
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3-37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，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3-41和3-42表示了两个相邻程序段为直线与直线， 左刀补G41的情况下，刀具中心轨迹在连接处的过渡形 式。图中α为工件侧转接处两个运动方向的夹角，其变 化范围为00<ɑ< 3600，对于轮廓段为圆弧时，只要用其 在交点处的切线作为角度定义的对应直线即可。
在图3-42a中，编程轨迹为FG和GH，刀具中心轨迹为AB 和BC,相对于编程轨迹缩短一个BD与BE的长度，这种 转接为缩短型。
（1）刀补建立 刀具从起刀点接近工件，在原来的 程序轨迹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距离一个刀 具半径值。在该段中，动作指令只能用G00或G01。
（2）刀具补偿进行 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距离。在此状 态下，G00、G01、G02、G03都可使用。
一段加工轨迹对本程序段加工轨迹的影响。为解决下
刀具半径补偿的判定方法
刀具半径补偿的判定方法
以下是 6 条关于刀具半径补偿的判定方法：
1. 嘿，你想知道怎么看刀具半径补偿合不合适吗？就像你挑衣服看合不合身一样！比如说在加工一个圆形工件的时候，你看看加工出来的圆是不是光滑圆润呀，如果不是，那刀具半径补偿可能就没设对呢！
2. 哎呀呀，刀具半径补偿的判定还不简单嘛？你想想，好比走路，你得走对方向吧！在数控加工中也是一样啊，如果加工出来的尺寸总是不对头，那是不是刀具半径补偿出问题啦！就像你本想去东边，结果走反了方向！
3. 告诉你哦，刀具半径补偿可以从刀具的运动轨迹来看呀！就像你跑步的路线一样清晰明了！比如刀具在加工内角的时候，它的轨迹有没有怪怪的，这就能看出补偿有没有搞对呀！
4. 嘿，刀具半径补偿的秘密你还不知道呀？你看，如果加工出来的工件表面坑坑洼洼的，那不就像是脸上长了麻子一样明显嘛，这大概率就是刀具半径补偿没弄好呀！
5. 哇塞，判断刀具半径补偿其实挺好玩的呀！就好比你下棋，得走对每一步。
在加工复杂形状的时候，你观察一下加工效果，是不是哪里不对劲，那就是补偿在给你发信号啦！
6. 哈哈，刀具半径补偿的判定其实不难发现啦！就像你听音乐，节奏对不对一听就知道。
当加工过程中出现异常，你就该想想是不是刀具半径补偿这个小家伙在捣乱呀！
总之呀，刀具半径补偿的判定需要细心观察和经验积累，只要多注意加工中的各种细节表现，你肯定能轻松掌握！。
刀具半径补偿方向的判定原则
刀具半径补偿方向的判定原则一、刀具半径补偿的概念和作用刀具半径补偿是数控加工中的一项重要技术，它通过调整刀具路径，使得切削轮廓与设计要求更加接近。
刀具半径补偿的主要作用是提高加工精度和表面质量，同时减少刀具磨损，延长刀具寿命。
二、刀具半径补偿方向的判定原则刀具半径补偿方向的判定是确保加工结果正确的关键。
在数控加工中，根据加工轮廓的形状和切削方向，可以确定刀具半径补偿的方向。
下面介绍几种常见的刀具半径补偿方向的判定原则：2.1 内外轮廓的判定在加工内外轮廓时，刀具半径补偿的方向是不同的。
切削内轮廓时，刀具半径补偿的方向应向内，使刀具路径靠近轮廓内侧；切削外轮廓时，刀具半径补偿的方向应向外，使刀具路径靠近轮廓外侧。
2.2 切削方向的判定刀具半径补偿的方向还与切削方向有关。
在切削方向为顺时针时，刀具半径补偿的方向应为顺时针；在切削方向为逆时针时，刀具半径补偿的方向应为逆时针。
这样可以确保刀具在切削过程中与工件的接触始终在合适的位置。
2.3 刀具补偿半径的判定刀具半径补偿的方向还与刀具补偿半径的大小有关。
当刀具补偿半径为正时，刀具半径补偿的方向应为刀具运动方向的左侧；当刀具补偿半径为负时，刀具半径补偿的方向应为刀具运动方向的右侧。
三、刀具半径补偿方向的实例分析下面通过几个实际加工案例，来分析刀具半径补偿方向的判定原则。
3.1 加工内轮廓假设需要加工一个圆形的内轮廓，切削方向为顺时针。
根据刀具半径补偿的方向判定原则，刀具半径补偿的方向应向内，使刀具路径靠近轮廓内侧。
3.2 加工外轮廓假设需要加工一个矩形的外轮廓，切削方向为逆时针。
根据刀具半径补偿的方向判定原则，刀具半径补偿的方向应向外，使刀具路径靠近轮廓外侧。
3.3 切削方向改变假设需要加工一个椭圆形的轮廓，切削方向在不同的位置有变化。
在切削方向为顺时针时，刀具半径补偿的方向应为顺时针；在切削方向为逆时针时，刀具半径补偿的方向应为逆时针。
3.4 刀具补偿半径的变化假设需要加工一个倒角的轮廓，切削方向为逆时针。
使用刀具半径补偿指令有哪些注意事项
使用刀具半径补偿指令有哪些注意事项
1. 嘿，你可别小瞧了刀具半径补偿指令，用的时候可得小心啊！就像走钢丝一样，稍不注意就可能出问题。
比如说你设置补偿值的时候，是不是得反复确认啊，万一设置错了，那工件不就毁了呀！
2. 哎呀呀，刀具半径补偿指令不是随随便便就能用的呀！你想想，要是在不恰当的地方用了，那不就像在高速公路上逆行一样危险嘛！比如说在复杂的轮廓加工中，你得准确判断什么时候该用，什么时候不该用。
3. 哇哦，用刀具半径补偿指令时要格外留神呀！这就好比玩拼图，每一块都要放对位置才行。
举个例子，刀具的运动轨迹你得清楚吧，不然怎么能保证加工精度呢？
4. 嘿哟，注意啦注意啦！刀具半径补偿指令可不是好糊弄的！就像是驯服一匹烈马，你得有技巧有耐心。
比如刀具磨损了，那补偿值是不是得改变呀，不然加工出来的东西能合格吗？
5. 天呐，用这个刀具半径补偿指令真的不能马虎啊！这就跟射箭一样，瞄准稍有偏差就满盘皆输。
像刀具和工件的相对位置，可要搞清楚咯，不然怎么能补偿准确呢？
6. 哇塞，刀具半径补偿指令用起来可得长点心啊！你看看，这要是不小心搞错，那不就成了乱弹琴啦！好比说在连续加工中，中间停顿一下再启动，补偿的设置可不能乱呀！
7. 哎呀呀，可一定要注意刀具半径补偿指令的这些点呀！就跟走迷宫一样，走错一步都不行。
就像加工不同材料时，补偿值是不是得调整呀，你可别不当回事儿！
8. 嘿，可别小看刀具半径补偿指令的这些注意事项哦！这简直就是细节决定成败呀！你想想，要是刀具的进给速度没控制好，那补偿效果能好吗？9. 总之呢，刀具半径补偿指令可不是随随便便能用的，一定要小心再小心，谨慎再谨慎！只有这样，才能真正发挥它的作用，加工出高质量的工件啊！。
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
刀具长度补偿和半径补偿
【四】刀具长度补偿和半径补偿数控加工中，刀具实际所在的位置往往和编程时刀具理论上应在的位置不同，这是我们需要重新根据刀具位置来修改程序，然而正如大家知道的，修改程序是一件多么繁杂而易错的环节,因此,刀具补偿的概念就应运而生。
所谓刀具补偿就是用来补偿刀具实际安装位置与理论编程位置之差的一种功能。
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即可，而不必修改数控程序.刀具补偿中我们经常用的有长度补偿和半径补偿，一般初入数控行业的人很难熟练的使用这两种补偿，下面我们就这两种补偿方式详细讲解一下。
一、刀具长度补偿1、刀具长度补偿的概念首先我们应了解一下什么是刀具长度。
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。
刀具补偿 文档
言1.刀具半径补偿的基本概念2.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。
3.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。
4.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。
1.有G41或G42被指定；2.在补偿平面内有轴的移动；3.指定了一个补偿号或已经指定一个补偿号但不能是D00；4.偏置(补偿)平面被指定或已经被指定；5.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。
数控装备技术刀具补偿A
输出寄存器 OS
a)NC方式
b)改进的NC方式
c)CNC方式
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§3-5 刀具半径补偿
二.刀具半径补偿的工作原理
1、刀补的工作过程
（1）刀补建立:刀具从起刀点接近工件，在原来的程序
轨迹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距离一个刀具半 径值。
只能在G00或G01程序段中建立
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§3-5 刀具半径补偿
伸长型：矢量夹角90o≤α＜180o
刀具中心轨迹长于编程轨迹的过渡方式。
F K
A O J B C D
20
插入型：矢量夹角α＜90o
在两段刀具中心轨迹之间插入一段直线 的过渡方式。
K F
A O J B
D
C’
C
21
缩短型：矢量夹角α≥180o
刀具中心轨迹短于编程轨迹的过渡方式。
3、刀具半径补偿指令
G41：刀具半径补偿左补偿 G42：刀具半径补偿右补偿 G40：取消刀具半径补偿
5
6
7
§3-5 刀具半径补偿
4、刀补的常用方法
B刀补(Base)：
根据零件轮廓尺寸和刀具半径值，解算刀具中心运动轨 迹，通常计算刀具中心轨迹的起点和终点坐标值。采 用的是读一段，算一段，再走一段的处理方法。
2
§3-5 刀具半径补偿
刀具
编程轨迹
C’’ A
G41
刀具
C A’
C’
B B’
G42
刀具中心轨迹
3
2、刀补功能的主要用途
实时将编程轨迹变换成刀具中心轨迹。可避免在加工中 由于刀具半径的变化(如由于刀具损坏而换刀等原因)而重新 编程的麻烦。 刀具半径误差补偿，由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具 半径的变化，也不必重新编程，只须修改相应的偏置参数 即可。 减少粗、精加工程序编制的工作量。由于轮廓加工往往 不是一道工序能完成的，在粗加工时，均要为精加工工序 预留加工余量。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。 4
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N40 Z10
N50 G01 Z-10.0 F50 连续两句Z轴移动，此时会产生过切削
N60 Y50
N70 X50
N80 Y20
N90 X10
N100 G00 Z50 抬刀到安全高度
为避免过切，可将上面的程序改成下述形式来解决。
O5003
N10 G90 G54 G00 X0 Y0 M03 S500
N20 G00 Z50 安全高度
N30 Z10
N40 G41 X20 Y10 D01 建立刀具半径补偿
N50 G01 Z-10.0 F50 连续两句Z轴移动，此时会产生过切削
指令格式：
式中：G17～G19─坐标平面选择指令。
G40─取消刀具半径补偿功能。
（2）刀具半径补偿的过程
如图5-19所示刀具半径补偿的过程分为三步：
①刀补的建立：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）刀具半径补偿指令
（1）刀具半径补偿指令格式
①建立刀具半径补偿指令格式
指令格式：
式中：G17～G19─坐标平面选择指令。
G41─左刀补，如图5-18a)所示。
G42─右刀补，如图5-18b)所示。
X、Y、Z─建立刀具半径补偿时目标点坐标。
D─刀具半径补偿号。
②取消刀具半径补偿指令格式
N30 Z10 参考高度
N40 G41 X20 Y10 D01 F50 建立刀具半径补偿
N50 G01 Z-10 下刀
N60 Y50
数控系统的刀具半径补偿功能就是将计算刀具中心轨迹的过程交由数控系统完成，编程员假设刀具半径为零，直接根据零件的轮廓形状进行编程，而实际的刀具半径则存放在一个刀具半径偏置寄存器中。在加工过程中，数控系统根据零件程序和刀具半径自动计算刀具中心轨迹，完成对零件的加工。
2）刀位点
刀位点是代表刀具的基准点，也是对刀时的注视点，一般是刀具上的一点。常用刀具的刀位点如图5-17所示。
③刀补取消：刀具离开工，刀心轨迹要过渡到与编程轨迹重合的过程。
图5-19 刀具半径补偿过程
【例5-4】使用刀具半径补偿功能完成如图5-19所示轮廓加工的编程。
参考程序如下：
O5001
N10 G90 G54 G00 X0 Y0 M03 S500 F50
N20 G00 Z50.0 安全高度
图5-21 刀具半径变化，加工程序不变
②同一程序中，同一尺寸的刀具，利用半径补偿，可进行粗、精加工。如图5-22，刀具半径为r，精加工余量为Δ。粗加工时，输入刀具半径D=r+Δ，则加工出点划线轮廓；精加工时，用同一程序，同一刀具，但输入刀具半径D=r，加工出实线轮廓。
图5-22 利用刀具半径补偿进行粗精加工
N110 G40 X0 Y0 M05 取消刀具半径补偿
N120 M30
图5-20 刀具半径补偿的过切削现象
以上程序在运行N60时，产生过切现象，如图5-20所示。其原因是当从N30刀具补偿建立后，进入刀具补偿进行状态后，系统只能读入N40、N50两段，但由于Z轴是非刀具补偿平面的轴，而且又读不到N60以后程序段，也就做不出偏移矢量，刀具确定不了前进的方向，此时刀具中心未加上刀具补偿而直接移动到了无补偿的P1点。当执行完N40、N50后，再执行N60段时，刀具中心从P1点移至交点A，于是发生过切。
【例5-5】如图5-20所示，起始点在（X0，Y0），高度在50mm处，使用刀具半径补偿时，由于接近工件及切削工件要有Z轴的移动，如果N40、N50句连续Z轴移动，这时容易出现过切削现象。
O5002
N10 G90 G54 G00 X0 Y0 M03 S500
N20 G00 Z50 安全高度
N70 X50
N80 Y20
N90 X10
N100 G00 Z50 抬刀到安全高度
N110 G40 X0 Y0 M05 取消刀具半径补偿
N120 M30 程序结束
刀具半径补偿
1）刀具半径补偿功能
在编制数控铣床轮廓铣削加工程序时，为了编程方便，通常将数控刀具假想成一个点（刀位点），认为刀位点与编程轨迹重合。但实际上由于刀具存在一定的直径，使刀具中心轨迹与零件轮廓不重合，如图5-16所示。这样，编程时就必须依据刀具半径和零件轮廓计算刀具中心轨迹，再依据刀具中心轨迹完成编程，但如果人工完成这些计算将给手工编程带来很多的不便，甚至当计算量较大时，也容易产生计算错误。为了解决这个加工与编程之间的矛盾，数控系统为我们提供了刀具半径补偿功能。
N60 Y50
…
（4）刀具半径补偿的应用
刀具半径补偿除方便编程外，还可利用改变刀具半径补偿值的大小的方法，实现利用同一程序进行粗、精加工。即：
粗加工刀具半径补偿=刀具半径+精加工余量
精加工刀具半径补偿=刀具半径+修正量
①因磨损、重磨或换新刀而引起刀具半径改变后，不必修改程序，只需在刀具参数设置中输入变化后的刀具半径。如图5-21所示，1为未磨损刀具，2为磨损后刀具，只需将刀具参数表中的刀具半径r1改为r2，即可适用同一程序。
（3）使用刀具补偿的注意事项
在数控铣床上使用刀具补偿时，必须特别注意其执行过程的原则，否则往往容易引起加工失误甚至报警，使系统停止运行或刀具半径补偿失效等。
①刀具半径补偿的建立与取消只能G01、GOO来实现，不得用G02和G03。
②建立和取消刀具半径补偿时，刀具必须在所补偿的平面内移动，且移动距离应大于刀具补偿值。
③D00～D99为刀具补偿号，D00意味着取消刀具补偿，（既G41/G42 X＿Y＿D00等价于G40）。刀具补偿值在加工或试运行之前须设定在补偿存储器中。
④加工半径小于刀具半径的内圆弧时，进行半径补偿将产生刀具干涉，只有过渡圆角R≥刀具半径r＋精加工余量的情况才能正常切削。
⑤在刀具半径补偿模式下，如果存在有连续两段以上非移动指令（如G90、M03等）或非指定平面轴的移动指令，则有可能产生过切现象。