刀具半径补偿功能
刀具半径补偿
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
刀具半径补偿原理及补偿规则
刀具半径补偿原理及补偿规则在加工过程中，刀具的磨损、实际刀具尺寸与编程时规定的刀具尺寸不一致以及更换刀具等原因，都会直接影响最终加工尺寸，造成误差。
为了最大限度的减少因刀具尺寸变化等原因造成的加工误差，数控系统通常都具备有刀具误差补偿功能。
通过刀具补偿功能指令，CNC系统可以根据输入补偿量或者实际的刀具尺寸，使机床自动加工出符合程序要求的零件。
1．刀具半径补偿原理（１）刀具半径补偿的概念用铣刀铣削工件的轮廓时，刀具中心的运动轨迹并不是加工工件的实际轮廓。
如图所示，加工内轮廓时，刀具中心要向工件的内侧偏移一定距离；而加工外轮廓时，同样刀具中心也要向工件的外侧偏移一定距离。
由于数控系统控制的是刀心轨迹，因此编程时要根据零件轮廓尺寸计算出刀心轨迹。
零件轮廓可能需要粗铣、半精铣和精铣三个工步，由于每个工步加工余量不同，因此它们都有相应的刀心轨迹。
另外刀具磨损后，也需要重新计算刀心轨迹，这样势必增加编程的复杂性。
为了解决这个问题，数控系统中专门设计了若干存储单元，存放各个工步的加工余量及刀具磨损量。
数控编程时，只需依照刀具半径值编写公称刀心轨迹。
加工余量和刀具磨损引起的刀心轨迹变化，由系统自动计算，进而生成数控程序。
进一步地，如果将刀具半径值也寄存在存储单元中，就可使编程工作简化成只按零件尺寸编程。
这样既简化了编程计算，又增加了程序的可读性。
刀具半径补偿原理（2）刀具半径补偿的数学处理①基本轮廓处理要根据轮廓尺寸进行刀具半径补偿，必需计算刀具中心的运动轨迹，一般数控系统的轮廓控制通常仅限于直线和圆弧。
对于直线而言，刀补后的刀具中心轨迹为平行于轮廓直线的一条直线，因此，只要计算出刀具中心轨迹的起点和终点坐标，刀具中心轨迹即可确定；对于圆弧而言，刀补后的刀具中心轨迹为与指定轮廓圆弧同心的一段圆弧，因此，圆弧的刀具半径补偿，需要计算出刀具中心轨迹圆弧的起点、终点和圆心坐标。
②尖角处理在普通的CNC装置中，所能控制的轮廓轨迹只有直线和圆弧，其连接方式有：直线与直线连接、直线与圆弧连接、圆弧与圆弧连接。
刀具半径补偿
第五节刀具半径补偿原理第五节刀具半径补偿原理一. 刀具半径补偿的基本概念1. 什么是刀具半径补偿(Tool Radius Compensation[offset ])根据按零件轮廓编制的程序和预先设 定的偏置参数，数控 装置能实时自动生成 刀具中心轨迹的功能 称为刀具半径补偿功 能。
A’B’C”C B A G41刀具G42刀具编程轨迹刀具中心轨迹C’第五节刀具半径补偿原理2. 刀具半径补偿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。
3. 刀具半径补偿的常用方法：B 刀补：R 2 法，比例法，该法对加工轮廓的连接都是以圆弧进行的。
如图示，第五节刀具半径补偿原理A’B’C”C B A G41刀具G42刀具编程轨迹刀具中心轨迹C’在外轮廓尖角加工时，由于轮廓尖角处，始终处于切削状态，尖角的加工工艺性差。
在内轮廓尖角加工时，由于C ”点不易求得(受计算能力的限制)编程人员必须在零件轮廓中插入一个半径大于刀具半径的园弧，这样才能避免产生过切。
这种刀补方法，无法满足实际应用中的许多要求。
因此现在用得较少，而用得较多的是C 刀补。
第五节刀具半径补偿原理A’B’C”C B A G41刀具G42刀具编程轨迹刀具中心轨迹C’C 刀补采用直线作为轮廓间的过渡特点：尖角工艺性好可实现过切自动预报(在内轮廓加工时) ，从而避免产生过切。
第五节刀具半径补偿原理A’B’C”C B A G41刀具G42刀具编程轨迹刀具中心轨迹C’两种刀补方法区别1. B刀补这种方法的特点是刀具中心轨迹的段间连接都是以圆弧进行的。
刀具半径补偿的注意事项
刀具半径补偿的注意事项一、什么是刀具半径补偿？刀具半径补偿是数控机床加工中的一项重要功能，它通过调整刀具路径来实现加工尺寸的精确控制。
在刀具路径规划中，刀具半径补偿会根据刀具半径的大小自动调整刀具轨迹，以确保加工出的工件尺寸与设计要求一致。
二、刀具半径补偿的作用刀具半径补偿可以弥补刀具本身的半径误差，保证加工尺寸的精度和一致性。
通过合理的刀具半径补偿，可以避免因刀具半径误差而导致的工件尺寸偏差，提高加工质量和效率。
三、注意事项1. 刀具半径的测量：在进行刀具半径补偿之前，需要准确测量刀具的半径。
常用的测量方法有刀具半径仪和光学投影仪等。
测量时要确保测量设备的准确度和精度，避免测量误差对补偿结果产生影响。
2. 补偿方向的选择：刀具半径补偿分为内补偿和外补偿两种方式。
内补偿适用于切削内轮廓，外补偿适用于切削外轮廓。
在进行刀具半径补偿时，需要根据具体加工要求选择合适的补偿方向，以确保加工尺寸的准确性。
3. 补偿值的确定：刀具半径补偿值的确定需要考虑刀具半径、加工尺寸和加工精度等因素。
一般情况下，补偿值可以根据加工经验和工艺要求进行初步估算，然后通过试切试验进行微调，直到达到设计要求的加工尺寸。
4. 切削路径的规划：刀具半径补偿会改变切削路径，因此在进行刀具半径补偿时，需要合理规划切削路径。
切削路径应考虑刀具的进给方向、刀具的切削方向和切削过程中的切削力分布等因素，以确保切削效果和加工精度。
5. 刀具半径补偿的精度：刀具半径补偿的精度直接影响加工尺寸的精度。
为了提高刀具半径补偿的精度，需要选择合适的数控系统和刀具补偿算法，以及进行定期的刀具半径检查和校准工作。
6. 加工参数的优化：刀具半径补偿只是实现加工尺寸精度的一种手段，为了进一步提高加工质量，还需优化加工参数。
通过优化切削速度、进给量和切削深度等参数，可以降低加工误差和表面粗糙度，提高加工效率和工件质量。
四、总结刀具半径补偿是数控机床加工中的重要环节，它可以通过调整刀具路径来实现加工尺寸的精确控制。
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。
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【最新版】目录1.刀具半径补偿的定义和作用2.刀具半径补偿方向的判定原则3.刀具半径补偿在实际加工中的应用4.结论正文一、刀具半径补偿的定义和作用刀具半径补偿是数控加工中一种重要的刀具补偿功能，它的主要作用是在加工过程中自动调整刀具的实际切削半径与编程时设定的刀具半径之间的差值，以确保加工精度和表面质量。
刀具半径补偿分为左补偿和右补偿，分别针对刀具在加工过程中的左侧和右侧进行补偿。
二、刀具半径补偿方向的判定原则1.刀具半径左补偿方向的判定在数控加工中，刀具半径左补偿（G41）是针对刀具前进方向左侧进行补偿。
具体判定方法如下：- 观察刀具运动方向，确定刀具在加工过程中的左右侧；- 根据刀具运动方向和加工轮廓，判断刀具在加工轮廓的哪一侧；- 如果刀具在加工轮廓的左侧，则应使用刀具半径左补偿（G41）。
2.刀具半径右补偿方向的判定刀具半径右补偿（G42）是针对刀具前进方向右侧进行补偿。
具体判定方法如下：- 观察刀具运动方向，确定刀具在加工过程中的左右侧；- 根据刀具运动方向和加工轮廓，判断刀具在加工轮廓的哪一侧；- 如果刀具在加工轮廓的右侧，则应使用刀具半径右补偿（G42）。
三、刀具半径补偿在实际加工中的应用刀具半径补偿在实际加工中具有重要意义，它可以有效地提高加工精度和表面质量，减少刀具的磨损，提高刀具的使用寿命。
在实际加工过程中，操作者需要根据加工轮廓和刀具的运动方向，灵活地选择合适的刀具半径补偿方向，以达到最佳的加工效果。
四、结论刀具半径补偿方向的判定原则对于保证加工精度和表面质量具有重要作用。
在实际加工中，操作者需要根据加工轮廓和刀具的运动方向，灵活地选择合适的刀具半径补偿方向，以确保加工效果达到预期目标。
刀具半径补偿功能的几点使用技巧
好刀具半径补偿功能 ， 可以达到简化程序 、 提高编程效率的 目的。
１ 刀具半径补偿功能的定义及指令
１１ 义 ．定
根据零件轮廓的信息和预先设定的偏置值， 数控系统能 自动 地计算 出刀具 中心的轨迹 ， 并使刀具中心实时 自动地偏离零件轮 廓一定 的距离的功能 ， 为刀具半径补偿 功能 ， 称 简称刀补 ， 如图 Ｉ
★来稿 日期 ：０ ９ ０ — ６ ２０—４２
和退出工件时与工件发生干涉 ， 建立刀补的程序段一般应在切人工
第 ２期
钟祥 爱等 ： 刀具半径 补偿 功能 的几点使 用技巧
ＧＯ１ Ｙ Ｆ
一
２７ ６
件之前完成 ； 取消刀补的程序段 ， ￣Ｊ － ． Ｙ在切 出工件之后完成。
（ ） 补偿状态下 ， ３在 刀具 的直 线移动量 及铣 削内侧 圆弧的半 径值要大于或等于刀具半径 ， 否则补偿 时会产生干涉 ， 系统在执 行相应程序段 时将会产生报警 ， 停止执行 。直线移动量小于铣刀
机 械 设 计 与 制 造
２６ ６
文章 编 号 ：０ １３ ９ （０ ０ ０ — ２ ６ ０ １０ — ９ ７ ２ １ ）２ ０ ６ — ２ Ｍ ａ ｈ ｎ ｒ Ｄｅ ｉｎ ｃ ｉｅｙ ｓｇ ＆ Ｍ ａ ｕ ａ ｔ ｒ ｎ ｆｃｕｅ
第２ 期 ２１ ０ ０年 ２月
刀 具 半 径 补 偿 功 能 的 几 点 使 用技 巧
（ ａ ｇ ｈ ｕＳ ｎｏ ｅ ｈ ｉａ ｃ ｏ ｌＧｕ ｎ ｚ ｏ ０ １ Ｃｈｎ ） Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ｅ ｉｒＴ ｃ ｎｃ ｌ ｈ ｏ ， ａ ｇｈ ｕ５１ ４ ０， ｉａ Ｓ
中图分类号 ： Ｈ１ 文献标识 码 ： Ｔ ２ Ａ
在数控 铣床 和加 工 中心 的手 工编程 中 ， 正确 、 活地综 合 使用 灵
刀具半径补偿的应用
OCCUPATION2011 7130刀具半径补偿的应用文/黄卫锋二、漏电保护开关总是跳闸这段时间学生反映总是断电，影响他们的学习和生活。
上课后，我们去检查这幢宿舍，用表对线路等各方面进行了很长时间的检查，没发现线路有问题。
笔者在检查过程中，注意到了邻近几间宿舍都有同一牌号的饮水机，学生打开饮水机电源烧水准备泡茶，十几分钟后，漏电开关就跳闸。
这样马上引起我的注意：有可能是饮水机漏电引起跳闸。
学生解释说，饮水机买回来已用一段时间，也没发现漏电和跳闸现象，再说另外一幢宿舍里也有这种牌号的饮水机，为什么他们的 就不会跳闸呢？带着问题重新分析检查，采用排除法，拔掉饮水机电源，开关就不跳闸，用摇表测量其绝缘参数，发现有短路现象，可以判断故障出自饮水机。
我们又把对面楼的饮水机进行测量，同样存在短路现象。
一询问，原来这些饮水机是前段时间学生统一在外面批发回来的，价格比较低，对面楼的学生也说这段时间在装开水时手也感觉有点麻的感觉。
为了解答学生提出的问题，我们对两幢楼的线路进行全面检修，发现跳闸的新楼安装了接地线，而不跳闸的旧楼是没有安装接地线。
故疑问就可以解开。
笔者从两方面作了分析，第一，漏电开关原理是采用零序电流工作的。
当饮水机漏电通过接地，零相不平衡时，出现３０ｍＡ漏电流，故开关就自动切断电源。
如果没有接地，则没有出现分流，就算有３０ｍＡ漏电流，也不会破坏零相平衡，故开关就不会自动跳闸，因此就出现一幢跳闸，另一幢不会跳闸的现象。
第二，饮水机的发热丝与装水瓶正常时应该绝缘良好。
但从这些饮水机来看，用过一段时间，绝缘就受到破坏，质量上肯定存在问题。
因此我们一定要买合格商品，否则会造成触点事故或引起火灾事故。
三、结论分析以上几个例子说明漏电现象在我们日常生活、生产过程中是经常碰到的。
除发现问题，解决问题，更重要的是如何防止减少事故出现。
安装接地装置与漏电保护器的目的只是减小或减轻漏电时所产生的触电危险性。
如果这些常用的保护措施我们都没能做好，还谈什么安全用电。
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。
刀具半径补偿的应用实例
案例分析（一）---刀具半径补偿的应用实例一、刀具半径补偿的过程及刀补动作1.刀具半径补偿指令格式格式:Ｎ—(Ｇ17 Ｇ18 Ｇ19)(Ｇ41 Ｇ42)α-β-Ｄ-；Ｎ—Ｇ40 α-β-；其中:Ｇ41为左刀补,Ｇ42为右刀补，Ｇ40为取消刀补；α、β∈(Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｕ、Ｖ、Ｗ)为指令终点的数值，即刀具半径值。
刀补执行时，采用交点运算方式，既是每段开始都先行读入两段、计算出其交点，自动按照启动阶段的矢量作法，作出每个沿前进方向左侧或右侧加上刀补的矢量路径。
2.刀具半径补偿的过程设要加工如图3所示零件轮廓，刀具半径值存在D01中。
1）刀补建立刀具接近工件，根据Ｇ41或Ｇ42所指定的刀补方向，控制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具半径。
当Ｎ4程序段中写上Ｇ41和Ｄ01指令后,运算装置立即同时先读入Ｎ6、Ｎ8两段,在Ｎ4段的终点(Ｎ6段始点),作出一个矢量，该矢量的方向与下一段的前进方向垂直向左，大小等于刀补值(即Ｄ01的值)。
刀具中心在执行这一段(Ｎ4段)时，就移向该矢量的终点。
在该段中，动作指令只能采用Ｇ00或Ｇ01，不能用Ｇ02或Ｇ03。
2）刀补状态控制刀具中心的轨迹始终始垂直偏移编程轨迹一个刀具半径值的距离。
从Ｎ6开始进入刀补状态,在此状态下，Ｇ01Ｇ02Ｇ03Ｇ00都可用。
3）刀补撤消在刀具撤离工作表面返回到起刀点的过程中，根据刀补撤消前Ｇ41或Ｇ42的情况，刀具中心轨迹与编程轨迹相距一个刀具半径值过渡到与编程轨迹重合。
当Ｎ14程序段中用到Ｇ40指令时,则在Ｎ12段的终点(Ｎ14段的始点)，作出一个矢量, 它的方向是与Ｎ12段前进方向的垂直朝左、大小为刀补值。
刀具中心就停止在这矢量的终点，然后从这一位置开始，一边取消刀补一边移向Ｎ14段的终点。
此时也只能用Ｇ01或Ｇ00，而不能用Ｇ02或Ｇ03等。
二、需要特别注意的问题及应用技巧1.注意的问题1）注意明确刀补的方向若在刀补启动开始后的刀补状态中，存在两段以上没有移动指令或存在非指定平面的移动指令段(即刀补方向不明确时)，则有可能产生进刀不足或进刀超差现象。
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。
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。
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
刀具半径补偿在数控机床编程中的应用
刀具半径补偿在数控机床编程中的应用1. 刀具半径补偿的定义在数控机床加工中，由于有些刀具的外径和编程指定的刀具直径不一定相等，或者由于刀具磨损或者其他原因，实际的切削半径可能会有所变化。
而编程时又需要将加工的轮廓尽可能地与设定轮廓相同，因此需要对刀具直径进行修正。
这种修正就叫刀具半径补偿。
在数控机床编程时，一般使用G41和G42指令进行刀具半径补偿，具体实现方式如下：（1） G40/G41/G42指令：G40指定取消所有刀具补偿，即G40指令后，数控机床按照编程程序直接机床加工；G41指定左侧半径补偿，将机床刀具向右移动一定距离，相应地调整编程指令的XY坐标，使实际加工半径减小；G42指定右侧半径补偿，将机床刀具向左移动一定距离，相应地调整编程指令的XY坐标之后，使实际加工半径增大。
（2）路径补偿量的确定：刀具半径补偿的大小是由程序员根据加工要求和机床实际情况进行确定的。
常见的计算方式是通过加工实际切削后的缺口，计算出实际切削半径与编程半径之间的差值，以此来确定刀具半径补偿量。
刀具半径补偿值可以在圆弧加工中使用，还可以在深度和轮廓加工中使用。
（3）圆弧和直线的刀具半径补偿：在圆弧加工中，自动对角线的加工路径以圆心为轴旋转，在编程时需要指定实际加工半径，同时指定刀具半径补偿量，以保证加工的圆弧尽可能的与设定的半径相同。
而在直线加工中，刀具半径补偿量要分别在直线的起点和终点处进行设定，以保证有足够的空间来补偿刃具的半径差异。
刀具半径补偿是数控机床加工中非常重要的一个功能，其应用范围非常广泛，涵盖了许多工业领域，包括机械制造、模具制造、汽车零配件加工等领域。
在机械加工领域，刀具半径补偿是提高加工精度和效率的关键因素之一。
在汽车工业领域，刀具半径补偿可以帮助实现复杂轮廓的加工，并且提高加工效率和加工质量。
在电子制造领域中，刀具半径补偿可以用来加工各种小型零件和设备，使得加工精度更高。
刀具半径补偿是数控机床加工中不可或缺的一个功能，可以帮助提高加工精度和效率，并且应用范围非常广泛。
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。
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刀具半径补偿功能
教学内容：刀具半径补偿指令的学习。
教学目标：通过刀具半径补偿的学习让学生明白刀具半径补偿的作用和应用。
重点：刀具半径补偿的运用。
难点：使用刀具半径补偿进行编程和加工。
教学流程：旧课复习→新课导入→例题讲解→习题与例题对比→机床实操→布置作业→教学总结
一、旧课复习（5分钟）
1、按照轮廓加工，加工出来的工件尺寸小（大）一个直径。
二、刀具半径补偿G41、G42、G40 （15分钟）
1、刀具半径左补偿G41
说明：沿刀具前进方向的左边进行左补偿，如下图
2、刀具半径右补偿G42
说明：沿刀具前进方向的右边进行右补偿，如下图
总结：假设人站在加工的起点上，眼睛沿着加工方向观察，刀具在人的左面叫左补偿，刀具在人的右面叫右补偿。
3、G41、G42程序格式
G41
X＿Y ＿D ＿
G42
说明：①X＿Y ＿表示加工到达的终点坐标
②D ＿表示半径补偿值的寄存器位置,共100个，分别是D0~D99
4、取消刀具半径补偿值G40
例：应用刀补指令进行以下图形轮廓加工加工深度2MM ，刀具为φ12。
1、加工路径：H →F →B →C →D →E →H
2、计算坐标点：
H（-70，-50）E（-60，-50）B（-60，40）C（60，40）
D（60，-40）F（-70，-40）H（-70，-50）
3、加工程序：
O0002（程序名）
G90 G40 G21；（加工前G 代码准备）
G00 Z20；（提刀至安全高度）
M03 S1800；（主轴正转，转速1800r/min
X-70 Y-50；（快速定位O→H）
Z2；（快速接近工件表面）
G01 Z-2 F600；（下刀深度）
G41 G01 X-60 D01；(01=6)（H→E建立刀具半径左补偿）
Y40 ；（E→B）
X60 ；（B→C）(执行刀具半径左
Y-40 ；（C→D）补偿加工轮廓)
X-70 ；（D→F）
G40 G00 X-70 Y-50 ；(取消刀具半径补偿)
Z20 ；（快速提刀至安全高度）
X0 Y0 ；（快速退刀）
M05 ；（主轴停转）
M30 ；（程序结束）
练习与加工：应用刀补指令进行以下图形廓加工加工深度2MM ，刀具为φ12。
(10分钟）
1、加工路径：H →I →B →C →D →E →F →G →H
例题程序练习程序
O0002 O0002
G90 G40 G21；G90 G40 G21；
G00 Z20；G00 Z20；
M03 S1800；M03 S1800；
X-70 Y-50；（定位点）X-55 Y-40；（定位点）
Z2；Z2；
G01 Z-2 F600；G01 Z-2 F600；
G41 G01 X-60 D01；（建立刀补）G41 G01 X-45 D01；（建立刀补）
Y40 ；Y20；
X60 ；(执行刀具半径左G02 X-35 Y30 R10 ；
Y-40 ；补偿加工轮廓) G01 X45；(执行刀具半径左X-70 ；Y-20；补偿加工轮廓) G40 G00 X-70 Y-50 ；(取消刀补) G03 X35 Y-30 R10；
Z20 ；G01 X-55；
X0 Y0 ；G40 G00 X-55 Y-40；(取消刀补)
M05；Z20；
M30；X0 Y0；
M05；
M30；
应用刀补指令进行以下图形轮廓加工加工深度2MM，刀具为φ12。
（10分钟）
上机加工时间安排：
11月23日（星期一）第一批：08：40～09：25
第二批：09：25～10：10
第三批：10：10～11：00
第四批：14：30～15：15
第五批：15：15～16：00
第六批：16：00～16：45
作业：
1、应用刀补指令进行以下图形轮廓加工加工深度2MM，刀具为φ12。
2、应用刀补指令进行以下图形轮廓加工加工深度2MM，刀具为φ12。