数控铣床刀具半径补偿
数控铣床编程与加工技术刀具半径补偿指令的学习
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A
②
①
10
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对刀点K
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D
④
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%1008 G92 X-10 Y-10 Z50 G90 G17 G42 G00 X4 Y10 D01 Z2 M03 S900 G01 Z-10 F800 X30 G03 X40 Y20 I0 J10 G02 X30 Y30 I0 J10 G01 X10 Y20 Y5 G00 Z50 M05 G40 X-10 Y-10 M02
刀具半径补偿指令的学习
刀具半径补偿的作用
在数控铣床上进行轮廓铣削时，由于刀具半径的存在， 刀具中心轨迹与工件轮廓不重合。
1、编程时直接按工件轮廓尺寸编程。刀具在因磨损、 重磨或更换后直径会发生改变，但不必修改程序，只需改 变半径补偿参数，从而简化编程。
2、刀具半径补偿值不一定等于刀具半径值，同一加工 程序，采用同一刀具可通过修改刀补的办法实现对工件轮 廓的粗、精加工；同时也可通过修改半径补偿值获得所需 要的尺寸精度。 。
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10 -10
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要求建立如图所示 的工件坐标系，按 箭头所指示的路径 进行加工，设加工 开始时刀具距离工 件上表面50mm,切 削深度为10mm.
刀具半径补偿的举例
考虑刀具半径补偿，编制如图所示零件的加工程序。
Y
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P3
P2
P1
P1点取消刀具补偿恢复到切 线方向
浅析数控铣床刀具半径补偿功能
Vol .26 N o.1 2 D ec .201 0
浅 析 数 控 铣 床 刀 具 半 径 补 偿 功 能
+
.22
［ 文献标识码 ］A
［ 文章编号］ 1 009904 2( 201 0) 1 2007202
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2 CUI W enc h eng1 ， M A G a nghi
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1 2 崔文程 ， 马广辉
( 1 .长春职业技术学院 工程技术分院 ， 吉林 长春 1 30033; 2.辽源市东丰县农机局 农机技术推广站， 吉 林 辽源 1 36 300) ［ 摘 要］ 在数控铣削加工中， 合理设置刀具半径补 偿值， 灵活应用 刀具半径补 偿功能， 不仅对简 化数控
编程有着非常重要的意义， 而且能够解决加工中出现的工件轮廓尺寸变化� 刀具磨损等因素引起的加工 误差问题， 提高加工效率�本文主要探讨刀具半径补偿功能在数控铣削加工中的应用� ［ 关键词］ 数控铣削加工; 刀具半径补偿 ; 轮廓精度 ［ 中图分类号］ TH 1 6 1
刀具补偿亦有三种
刀具的几何补偿和磨损补偿
作者：乐乐 文章来源：本站原创 点击数：1304 更新时间：2009/4/26
刀具几何补偿是补偿刀具形状和刀具安装位置与编程时理想刀具或基准刀具的偏移的；刀具磨损补偿则是用于补偿当刀具使用磨损后刀具头部与原始尺寸的误差的。由于这些补偿数据通常是通过对刀后采集到的，而且必须将这些数据准确地储存到刀具数据库中，然后通过程序中的刀补代码来提取并执行。
刀具几何补偿是补偿刀具形状和刀具安装位置与编程时理想刀具或基准刀具的偏移的；刀具磨损补偿则是用于补偿当刀具使用磨损后刀具头部与原始尺寸的误差的。由于这些补偿数据通常是通过对刀后采集到的，而且必须将这些数据准确地储存到刀具数据库中，然后通过程序中的刀补代码来提取并执行。
刀具的几何补偿和磨损补偿中刀补指令用T代码表示。常用T代码格式为：T xx xx，即T后可跟4位数，其中前2位表示刀具号，后两位表示刀具补偿号。当补偿号为0或00时，表示不进行补偿或取消刀具补偿。若设定刀具几何补偿和磨损补偿同时有效时，刀补量是两者的矢量和。若使用基准刀具，则其几何补偿位置补偿为零，刀补只有磨损补偿。在图示按基准刀尖编程的情况下，若还没有磨损补偿时，则只有几何位置补偿，?X=?X j、?Z=?Z j；批量加工过程中出现刀具磨损后，则：?X=?X j+?X m、?Z=?Z j+?Z m；而当以刀架中心作参照点编程时，每把刀具的几何补偿便是其刀尖相对于刀架中心的偏置量。因而，第一把车刀：?X=?X 1、?Z=?Z 1；第二把车刀：?X=?X 2、?Z=?Z 3。
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。
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。
刀具半径补偿在数控铣床中的应用
个刀具尺寸来进行编ｌ ， 程 在实际加唧 寸 用实际的刀具半径 ， 由此可见， 正是由于刀补值的变化适应了刀具的变化 ， 在
值代替 假设的刀具半径 。
具半径值输 入 数控系统中， 大部分机床都是用 Ｄ值来指令存储
器的偏置号 ， 在执行程序时，系统会自 动计算刀具中心轨迹，
不改变原有程序的情况下，同样满足了加工要求。
大简化。 实践汪明， 灵活应用刀具半径补偿功能 ， 合理设置刀
具半径补偿值 （ 即刀补值 ） ，在数控加工中有着极为重要的意
义。
一
Ａ（Ｉ＋ Ｉ △舴 为刀具半径补偿值输入，而在精加工时只输入刀 ！ｒ Ｉ
、
改变刀补值适应刀具的变化
具实际半径值 ｒ ，这样通过改变刀补的方法， 实现了用同—个 程序来完成粗 、 精两道工序的加工要求。
０ｌ ｌｌ
可以大幅提高灵敏度。
【 责任编辑：尤书才】
入 口
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出口
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（ 上接第 ５ ６页） Ｄ ８ ８ ！Ｉ （ ０ １１ ０ Ｍ９ Ｐ ＩＩ 调 １１ 子程序进行精加工， ｏ一 Ｄ８ 精加工刀补值 ｆ ） ３
Ｍ ０ｌ
Ｇｏ ４Ｘ１ ． ００
中田分类号：Ｔ３ １７ Ｐ９ ．３
文献标识码：Ａ
文章编号：１０—７２２０ ）２ ０５—１ ０８４６ （０６０—０ ６０
在数控铣床 进行轮廓加工时， 总是以工件轮廓尺寸作为 刀具轨迹进行编程， 非常方便 ， 但是实际刀具轨迹与工件轮廓
３ 用于更换刀具 ． 刀具更换以后， 用新刀具的半径值作为刀补值代替原有的 刀补值进行加工即可。 另外 ， 编程人员也可以在刀具尺寸未知的情况下， 先假设
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。
04数铣简答题
1、什么是刀具的半径补偿和刀具长度补偿？答：刀具半径补偿是指数控系统在进行程序插补运算前，刀具中心轨迹自动地偏离编程轮廓线一个刀具半径值，以方便编程或刀具更换。
刀具长度补偿是指通过长度补偿指令使编程点在插补运算时自动加上或减去刀具的长度，从而使实际加工的长度尺寸不受刀具变化的影响，以简化编程。
这主要用在要换多把刀具的加工中心程序上。
2、简述开环、闭环、半闭环数控系统的概念？答：开环数控系统是指进给系统没有反馈，进给运动的精度由进给驱动装置的精度来保证。
闭环数控系统是指进给驱动系统的最后执行元件上有反馈测量量，并通过反馈量来调整进给运动的系统。
半闭环数控系统是指进给驱动系统有反馈环节，但反馈量是从驱动装置传动路线中间环节上取的信息量，反馈信息不是彻底的。
3、简述数控机床坐标系X、Z轴命名及运动方向的规定？答：数控机床坐标系是采用右手直角笛卡尔坐标系，Z轴为主轴或平行机床主轴的坐标轴，如果机床有一系列的主轴，则尽可能的选垂直于工件装夹面的主要轴为Z轴。
Z轴的正方向定义为使刀具远离工件的方向。
X轴是在工件装卡平面内的轴，一般是水平轴。
它垂直于Z轴，站在工作台的正面看，优先选择向右方向为正方向。
4、试简述定位与夹紧之间的关系。
答：定位是指工件在机床或夹具里占据一正确位置，是为了保证加工表面与定位面之间的位置精度。
选择基准与夹具一起来限制工件的自由度；夹紧是在工件定位后把工件固定在机床上或夹具里，给工件施加足够的压力，防止工件运动，破坏已确定了的定位，并承担切削力。
定位与夹紧是工件安装不可缺少的两个部分。
1、铣削加工中，确定程序起点应考虑因素？答：要考虑刀具的切入和切出方便性和切入切出的长度是否足够长，不影响工件表面质量的加工，还要考虑编程的方便性。
2、答：开环系统的驱动元件是步进电机，没有反馈检测装置，当脉冲过快时会产生丢步，加工精度低，价格低；闭环系统采用直流或交流电机作驱动元件，且带有位置检测装置，检测元件安装在工作台上，加工精度高，移动速度快，价格昂贵。
数控机床补偿功能
三、铣刀刀具半径补偿
数控铣床在切削中,由于刀具总有一定的半径，刀具中 心的运动轨迹与加工零件的实际轮廓并不重合。如图所示， 在加工内轮廓时，刀具中心偏离零件内轮廓表面一个刀具半 径值。在加工外轮廓时，刀具中心又偏离零件外轮廓表面一 个刀具半径值。此现象习惯上称为刀具半径补偿。根据ISO 标准，当刀具中心轨迹在编程轨迹前进方向的右侧时，称为 右刀补，用G42表示。反之，称为左刀补，用G41表示。取 消刀尖半径补偿使用G40指令。使用时，编程人员只是在零 件程序中指明补偿要求即可。铣刀刀具半径补偿执行过程分 为刀补建立、刀补进行和刀补撤消三步，刀补仅在指定的两 维坐标平面进行。铣刀半径补偿应注意事项同车刀刀具补偿 要求。
五、数控误差补偿
数控机床在加工时，指令的输入、译码、计 算以及控制电机的运动都是由数控系统统一 控制完成的，从而避免了人为误差。但是， 由于整个加工过程都是自动进行的，人工几 乎不能干预，操作者无法对误差加以补偿， 这就需要数控系统提供各种补偿功能，以便 在加工过程中自动地补偿一些有规律的误差， 提高零件的精度。根据数控机床上加工误差 的主要来源其主要的解决方法如下。
刀具刀尖半径补偿的过程分为三步：刀补 的建立，刀具中心从与编程轨迹重合过渡到 与编程轨迹偏离一个偏置量的过程；刀补进 行，执行有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置量；刀补 的取消，刀具离开工件，刀具中心轨迹要过 渡到与编程重合的过程。如图为刀补的建立 与取消过程。
8．刀尖圆弧半径补偿还与车刀形状、刀尖位 置有关。车刀形状、刀尖位置各种各样，他 们决定加工时刀尖圆弧在工件的什么位置， 所以刀尖圆弧半径包括刀尖圆弧半径、车刀 形状和刀尖位置。车刀形状和刀尖位置共有9 种，如图 所示。车刀形状和刀尖位置分别用 参数L1~L9表示，并通过手工操作在参数设 置方式下输入到系统中。
刀具半径补偿功能在数控加工中的应用
刀具半径补偿功能在数控加工中的应用摘要本文描述了数控加工中刀具半径对零件加工与编程的影响，分析了刀具半径补偿功能在数控加工中的正确使用方法，并针对刀具半径补偿功能在数控车削加工、数控铣削加工中的应用进行了介绍。
关键词半径补偿；数控加工；轮廓；程序随着现代数控成型刀具的普及使用，大大提高了企业的加工能力，但由于刀具总是具有一定的半径，刀具中心运动轨迹并不是加工零件的实际轮廓。
若用刀具中心轨迹来编制加工程序，则程序的数学处理工作量大，当刀具半径发生变化时，则又还需重新修改或编制程序。
这样，编程会很麻烦。
利用刀具半径补偿功能，当编制零件加工程序时，只需按零件轮廓编程，使用刀具半径补偿指令，并在控制面板上用键盘（CRT/MDI）方式，人工输入刀具半径值，数控系统便会根据零件程序和刀具半径自动计算出刀具中心的偏移量，进而得到偏移后的中心轨迹，并使系统按刀具中心轨迹运动，完成对零件的加工。
1 数控车削加工中刀尖圆弧半径补偿的应用1.1 刀尖圆弧半径补偿的分析数控车床编程时可以将车刀刀尖看作一个点，按照工件的实际轮廓编制加工程序。
但实际上，为保证刀尖有足够的强度和提高刀具寿命，车刀的刀尖均为半径不大的圆弧。
一般粗加工所使用的车刀的刀尖圆弧半径R为0.8 mm或1.2 mm；精加工所使用车刀的圆弧半径R为0.4 mm或0.2 mm。
切削加工时，刀具切削点在刀尖圆弧上变动。
在切削内孔、外圆及端面时，刀尖圆弧不影响加工尺寸和形状，但在切削锥面和圆弧时，会造成过切或欠切现象。
因此，当使用车刀来切削加工锥面和圆弧时，必须将假设的刀尖的路径作适当的修正，使之切削加工出来的工件能获得正确尺寸，这种修正方法称为刀尖圆弧半径补偿。
1.2 刀尖圆弧半径补偿的方法对于采用刀尖圆弧半径补偿的加工程序，在加工前要把刀尖半径补偿的有关数据输入到刀补存储器中，以便执行加工程序时，数控系统对刀尖圆弧半径所引起的误差自动进行补偿。
刀尖圆弧半径补偿是通过G41、G42、G40代码及T代码指定的刀尖圆弧半径补偿值来加入或取消。
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
刀具半径补偿在数控铣床加工中应用
关键词：刀具半径补偿数控铣床G10指令1刀具半径补偿的概念及作用1.1刀具半径补偿的概念在FUNAC0i系统的数控铣床加工零件过程中，数控系统控制的是铣刀中心的运动轨迹，而用户一般都是按图纸尺寸以零件的轮廓来编制加工程序，因此需要一种能按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数，让数控装置实现自动生成刀具中心轨迹的功能，这就是刀具半径补偿功能。
根据规定，当刀具中心轨迹在编程轨迹（零件轮廓）前进方向的左边时，称为刀具半径左补偿，用G41指令实现；当刀具中心轨迹在编程轨迹（零件轮廓）前进方向的右边时，称为刀具半径右补偿，用G42指令实现。
取消刀补则用G40指令。
在实际加工中，整个刀具半径补偿的过程分为建立刀补、执行刀补、取消刀补三个阶段[1]。
1.2刀具半径补偿的作用在对零件进行编程加工的过程中，采用刀具半径补偿功能，可以有效简化编程的难度与工作量。
实际体现在以下几个方面：1）由于刀具半径补偿实现了根据编程轨迹对刀具中心轨迹的控制，因此可以避免在加工过程中由于刀具半径的变化（如刀具因损坏而换刀、刀具磨损等原因）而需要重新编程的麻烦，只需修改相应的偏置参数即可。
2）由于零件轮廓在加工时往往不是一道工序能完成的，在粗加工时，一般都要为精加工预留一定的加工余量，而加工余量的预留就可以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，可以大大减少粗、精加工程序编制的工作量。
2“公式法”精确修正刀补值保证尺寸精度以学生在实训时的典型零件为例，两个轮廓尺寸有严格的尺寸精度要求，分别是外轮廓尺寸92+0.091+0.037和内轮廓尺寸18-0.016-0.043。
在实际加工中，学生往往会根据零件尺寸要求直接修改刀具半径补偿值来满足零件的尺寸精度。
因此，学生能熟练利用公式计算正确的刀具半径补偿值是影响零件合格的关键因素。
在零件加工过程中，通常要按照粗、精加工的工艺顺序依次完成，且对于每个轮廓，一般采用独立的刀具半径补偿值，因此在粗加工外轮廓、内轮廓时通常要预留精加工余量，并分别采用地址寄存器D01和D02，以“刀具半径+精加工余量”刀具半径补偿值输入相应地址寄存器中来实现。
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A (-50,25)
B (-15,25)
C (15,25) E (40,25) F(50,15)
K(-50,-15) J(-40,-25) I(-15,-25) H(15,-25) G(50,-25)
THE END
4、G41、G42指令不要重复规定，否则会产生一种特殊的补 偿。
5、G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。
图示
补偿量 刀具旋转方向 刀 具 前 进 方 向 刀具旋转方向 刀 具 前 进 方 向
在前进方向 右侧补偿
补偿量 (b) 刀具补偿方向 (a)左刀补 (b)右刀补 GGGGGG
(a)
G01 Y70.0 G03 X-15.0 R15.0
顺圆插补至 X= -35，Y=60
直线插补至 X= -75，Y=60 直线插补至 X= -75，Y=0处，
G01 Y60.0
G02 X-35.0 R10.0 G01 X-75.0
G09 Y0
程序单
G01 X45.0 X75.0 Y20.0 Y65.0 G40 G00 X100.0 Y60.0 G49 Z120.0 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
G90G54X150.0 Y160.0 Z120.0 G00 X100.0 Y60.0
G42 G01 X75.0 D01F100 X35.0
顺圆插补至 X=15，Y=60
直线插补至 X=15，Y=70
逆圆插补至 X= -15，Y=70 直线插补至 X= -15，Y=60
G02 X15.0 R10.0
两位数字表示代号。刀具半径值用CRT/MDI
方式输入。
G41为左偏刀具半径补偿，定义为假设工件不动，沿刀 具运动方向向前看，刀具在零件左侧的刀具半径补偿，见 下图
G42为右偏刀具半径补偿，定义为假设工件不动，沿刀 具运动方向向前看，刀具在零件右侧的刀具半径补偿，见 下图
以G42为例，刀具半径补偿建立的过程如下图：
X— Y— X— Z— Y— Z—
G18 G19D—G40G00 G01
D 为刀补号地址，用D00～D99来指定，它用来调用内 存中刀具半径补偿的数值。
G41 G42 G40 均为模态指令，可相互注销。
1.建立刀具半径补偿（G41、G42）
指令格式： G41（G42） G00 /G01 X_Y_D_
加工工件轮廓曲线编程，在程序中利用刀具补
偿指令，就可以加工出零件的实际轮廓。 操作
时还可以用同一个加工程序，通过改变刀具半
径的偏移量，对零件轮廓进行粗、精加工。
二.刀具半径补偿的两种方式
1.(人工)刀具半径补偿：
在进行轮廓铣削编程时，由于铣刀的刀位点在刀 具中心，和切削刃不一致，为了确保铣削加工出的 轮廓符合要求，编程时就必须在图纸要求轮廓的基 础上，整个周边向外或向内预先偏离一个刀具半径 值，作出一个刀具刀位点的行走轨迹，求出新的节 点坐标，然后按这个新的轨迹进行编程，这就是人 工预刀补编程 。
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。
X150.0Y160.0
M05 M30
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。但考虑刀补后 的程序适应性强，不同半径的刀具仅只需改变刀具补偿量即可。
作业:编制如右图的 加工程序,工件厚度 为5MM,采用刀具为 直径12的立铣刀
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。
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
R1 0
刀补引入
60
采用刀座对刀 后来安装刀具 （H01）= 45 （D01）= 8
28
φ 30
w
75 150 30
20
X
O0004
程序单
主程序号
建立工件坐标系 绝对值方式，快进到X=100，Y=60 刀径补偿引入，插补至X=75，Y= 60 直线插补至 X= 35，Y= 60
2.(自动) 对有刀具半径补偿功能的数控系统， 可不必求刀具中心的运动轨迹，直接按零件轮廓轨 迹编程，同时在程序中给出刀具半径的补偿指令， 这就是机床自动刀补编程。
刀具半径补偿功能
三.刀具半径补偿指令
刀具半径补偿G40，G41，G42
G17
格式：
G41 G42
G00 G01
X— Y— X— Z— Y— Z—
数控铣床编程与操作
• • • •
编号:16
教师姓名:黄华宁 授课班级:0626\0627\0628 授课章节名称：第九 周补充一 教学目的:准备功能G40/G41/G42的使用用及 注意事项 • 教学重点：G41/G42的建立和取消 • 教学难点:G41/G42的区别
一.刀具半径补偿的作用
具有刀具半径补偿功能的数控系统，按被
指令功能：数控系统根据工件轮廓和刀具半径自 动计算刀具中心轨迹，控制刀具沿刀具中心轨迹 移动，加工出所需要的工件轮廓，编程时避免计 算复杂的刀心轨迹。
指令说明:
(1)G41/G42程序段中的X、Y值是建立补偿直线
段的终点坐标值；
(2)通过G00或G01运动指令建立刀具半径补偿。
(3)D为刀具半径补偿代号地址字，后面一般用
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。