(数控机床设计)4.2刀具半径补偿

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数控车床刀尖半径补偿的原理和应用介绍

数控车床刀尖半径补偿的原理和应用分析(2011—11-07 19:39：41)分类：工程技术标签：杂谈摘要：分析了数控车削中因刀尖圆弧产生误差的原因，介绍了纠正误差的思路及半径补偿的工作原理，明确了半径补偿的概念。

结合实际,系统介绍了刀具半径补偿的应用方法，及使用中的注意事项。

Abstract: Analyzed the error's reason in numerical control turning because of arc of cutting tool ，introduced the correction error’s mentality and the radius compensation principle of work，cleared about the radius compensation concept. Union reality，introduced the cutting tool radius compensation application method, and in use matters needing attention..关键词:数控车床；假想刀尖；半径补偿；程序轮廓；原理；应用；Key word：CNC lathe；immaginary cutting tool point; radius compensation; procedure outline；principle; using1、前言在数控车床的学习中,刀尖半径补偿功能，一直是一个难点。

一方面，由于它的理论复杂，应用条件严格,让一些人感觉无从下手;另一方面，由于常用的台阶轴类的加工,通过几何补偿也能达到精度要求，它的特点不能有效体现，使一些人对它不够重视.事实上，在现代数控系统中,刀尖半径补偿，对于提高工件综合加工精度具有非常重要的作用，是一个必须熟练掌握的功能。

2、刀尖圆弧半径补偿的原理（1)半径补偿的原因在学习刀尖圆弧的概念前，我们认为刀片是尖锐的,并把刀尖看作一个点,刀具之所以能够实现复杂轮廓的加工，就是因为刀尖能够严格沿着编程的轨迹进行切削。

数控机床刀具补偿功能

刀具补偿功能（实际生产步骤）在数控编程过程中，一般不考虑刀具的长度与刀尖圆弧半径，而只考虑刀位点与编程轨迹重合。

但在实际加工过程中，由于刀尖圆弧半径与刀具长度各不相同，在加工中会产生很大的误差。

因此，实际加工时必须通过刀具补偿指令，使数控机床根据实际使用的刀具尺寸，自动调节各坐标轴的移动量，确保实际加工轮廓和编程轨迹完全一致。

数控机床根据刀具实际尺寸，自动改变机床坐标轴或刀具刀位点位置，使实际加工轮廓和编程轨迹完全一致的功能，称为刀具补偿功能。

1.刀具半径补偿：（G40，G41，G42）G40：取消半径刀补G41：刀具左补偿（沿着刀具前进的方向看，刀具在工件的左边）G42：刀具右补偿（·································右边）数控机床加工时以刀具中心轴的坐标进行走刀，依据G41或G42使刀具中心在原来的编程轨迹的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偏离一个刀具半径值，如图刀具补偿指令是模态指令，一旦刀具补偿建立后一直有效，直至刀具补偿撤销。

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。

刀具半径补偿仅在指定的2D 坐标平面内进行。

而平面由G 指令代码G17( xy平面)、G18( zx平面)、G19( yz平面)确定。

刀具半径值则由刀具号H(D)确定2.刀具长度补偿所谓刀具长度补偿，就是把工件轮廓按刀具长度在坐标轴(车床为x、z轴)上的补偿分量平移。

对于每一把刀具来说，其长度是一定的，它们在某种刀具夹座上的安装位置也是一定的。

数控加工中常用的三种补偿方法

数控加工中常用的三种补偿方法1.坐标补偿：坐标补偿是指在机床上根据加工实际情况对加工轨迹做出调整，使得加工尺寸达到设计要求的一种方法。

常见的坐标补偿有以下几种形式：(1)G40/G41/G42坐标补偿：G40是取消刀具补偿，G41是左侧刀具补偿，G42是右侧刀具补偿。

通过设定G40、G41、G42来实现在切削路径上实际加工尺寸的自动调整。

(2)G43/G44/G49坐标补偿：G43是工件长度补偿，G44是工件半径补偿（常用于车削），G49是取消工件长度或半径补偿。

(3)G51坐标变换补偿：G51用于进行坐标变换，可以通过设定坐标系原点的偏移来实现坐标补偿功能。

2.刀具半径补偿：刀具半径补偿是指根据实际刀具半径与设计刀具半径之间的差异，通过在程序中设定刀具补偿值，使得实际加工尺寸达到设计要求的一种补偿方法。

(1)G41/G42刀具半径补偿：G41是左侧刀具半径补偿，G42是右侧刀具半径补偿。

通过设定G41或G42及刀具补偿值来实现切削路径尺寸的自动调整。

(2)G43/G44刀具长度补偿：G43是刀具长度补偿，G44是刀具半径补偿。

在加工中，通过设定刀具长度或刀具半径补偿值，使得实际加工尺寸达到设计要求。

3.工件半径补偿：工件半径补偿是指根据实际工件半径与设计工件半径之间的差异，通过在程序中设定工件半径补偿值，使得实际加工尺寸达到设计要求的一种补偿方法。

(1)G41/G42/G43工件半径补偿：G41是加工左侧边缘补偿，G42是加工右侧边缘补偿。

通过设定G41或G42及工件半径补偿值来实现工件边缘尺寸的自动调整。

G43是工件长度补偿，通过设定工件长度补偿值来调整工件的实际长度。

(2)G49工件长度或半径补偿取消：G49用于取消工件长度或半径补偿功能，即恢复到原始设计尺寸。

以上是数控加工中常用的三种补偿方法的介绍，通过合理使用这些方法，可以使得加工尺寸更加精确，提高加工效率和质量。

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。

数控铣削加工中的刀具半径补偿

维普资讯
数控铣削加工中的刀具半径补偿
口广西机电工程学校韦华红
【摘
要】刀具半径补偿功能在数
１刀具半径补偿的工作过程。刀具．
工件，由刀补方向Ｇ１４决定刀具中４／２Ｇ
心轨迹在原来的编程轨迹基础上是伸长还是缩短了一个刀具半径值。如下图所
工
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。下面我们
半径值的距离。 ③刀补撤消（４）Ｇ０。即刀具撤离工件，回到起刀点。和建立刀具补偿一样，刀具中心轨迹也要比编程轨迹伸长或缩
短一个刀具半径值的距离。
从几方面来讨论数控铣削加工中的刀具
Ｄ；建立左一（
也不必重新编程，只须修改相应的偏置
参数即可。
补，并指定刀具补偿值，刀具半径补偿的
具体工作由数控系统中的刀具半径补偿
３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
补偿功能，可大大简化编程的工作量。具体体现在以下三个方面：１实现根据编程轨迹对刀具中心轨，迹的控制。可避免在加工中由于刀具半
刀具半径补偿仅在指定的二维坐标平面内进行，平面的指定由代码Ｇ１７
（ＯＸＹ平面）Ｇ１（Ｏ，８ＸＺ平面）Ｇ９ＹＺ，１（Ｏ
① 刀补建立。即刀具以起刀点接近
⑦
匠霪匝珥囤圜

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。

数控机床刀补怎么算

数控机床刀补的计算方法在数控机床加工中，刀补是关键的参数之一，它能够保证加工精度和表面质量。

正确的刀补设置可以有效地提高加工效率和产品质量。

下面我们来讨论一下数控机床刀补的计算方法。

1. 刀补的基本概念刀补是指为了弥补数控机床坐标系原点与实际刀具刀尖之间的距离差，调整数控程序中的切入点，使加工精度得以提高。

通常情况下，刀补分为半径刀补和刃补两种类型。

2. 半径刀补计算方法半径刀补是指刃部在工件上下表面的投射点在工件上痕的投影点。

假设刀尺寸为D，工件轮廓为R，切入角为α，刀尖位置与轨迹间距为Y，则半径刀补计算方法如下：刀补=1/2∗(D/2−R)/sin(α)3. 刃补计算方法刃补是刃部在工件表面上的投射点与该表面在刀具中心的垂直距离，也叫C刃补。

假设切削深度为ap，工件曲率半径为R，刃部与轨迹间的距离为Y，则刃补的计算方法如下：刃补=R−√(R2−Y2)±ap其中，±ap表示刃补的正负符号取决于刀具切削进给的方向。

4. 刀补的实际应用在数控加工中，刀补是非常重要的，尤其对于高精度加工来说。

通过正确调整刀补参数，可以提高加工精度，降低刀具磨损，减少废品率。

因此，操作人员在进行数控加工时，要根据实际情况合理设置刀补参数，以确保加工质量和效率。

总的来说，数控机床刀补的计算方法是一个复杂而重要的课题。

只有深入理解刀补的概念和计算方法，才能够在实际的加工过程中更好地运用刀补技术，保证产品质量和加工效率。

希望以上内容对数控机床刀补的计算方法有所帮助，让大家更好地理解和运用刀补技术。

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。

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。

数控刀具半径补偿指令

数控刀具半径补偿指令嘿，朋友们，今天咱们聊聊数控刀具半径补偿指令。

这听起来挺高大上的吧，实际上，咱们这事儿可简单了。

想象一下，咱们在车间里，机器轰轰作响，油烟四溅，刀具在金属上飞速划过，那种感觉就像是在进行一场刀具的舞蹈表演。

你知道的，刀具就像是舞者，得有合适的半径，才能跳出最美的舞姿。

如果半径不对，那就真的有点尴尬了。

什么是刀具半径补偿呢？简单来说，就是当你设置好刀具的路径时，有时候你会发现刀具的实际半径和你设定的不完全一致。

比如说，你拿着一把大刀，结果发现那刀身比你想的要宽一些。

这样一来，切削的轨迹就可能跑偏，效果自然大打折扣。

这时候，咱们就得用刀具半径补偿指令来调整了。

这就像是在给刀具做个微调，确保它能够精准地完成任务。

想象一下，你在开车，突然发现车轮有点偏，赶紧调个方向盘，就能让车稳稳当当地走上正轨，没啥特别的。

补偿指令的使用可真是个细致活儿。

得先了解一下刀具的具体半径。

比如，你的刀具半径是10毫米，然而因为磨损或者其他原因，实际使用的时候可能就只有9毫米了。

这个时候，就需要在程序里输入一个补偿值，咱们通常叫它“R”，也就是让机器知道要在实际路径上做个小小的调整。

这样一来，刀具就能更好地贴合材料，切割得更加顺畅。

这补偿指令可真是个好帮手。

用得当的话，能让加工效果事半功倍。

想象一下，像个魔术师似的，挥一挥手，问题就解决了。

这时候你就会发现，数控机床真是个聪明的家伙，听话又听指挥，绝对不让你失望。

不过，咱们可不能小看了这小小的指令，它背后的原理可不是随便说说的，涉及的知识可不少呢。

哦，对了，别以为这玩意儿就只能用在车床上，铣床、磨床这些大家伙也能用得上。

刀具半径补偿指令就像一把万能钥匙，打开了各种机械的“门”。

咱们还得调整不同刀具的参数，这个过程就像是在调和音色，确保每个刀具都能发挥出最佳状态。

真是让人感叹，科技的发展真是了不起，让我们的工作变得更加高效、便捷。

使用这个指令时，得特别小心。

毕竟一不小心就可能会导致材料的浪费，或者更严重的，损坏刀具。

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

数控机床刀具补偿的设置

数控机床刀具补偿的设置作者：郑善东来源：《科学大众》2018年第07期摘要：本文阐述了刀具半径补偿的原因，详细介绍了在切削加工中刀具补偿半径的设置方法和刀沿位置的设置等，通过实例说明在数控切削加工中刀具补偿对于保证加工精度、延长刀具寿命、提高生产效率等的重要意义。

关键词：切削；补偿；设置随着中国制造2025战略的实施，数字控制应用越来越广泛，很多机械制造工艺也越来越简单，这得益于控制系统功能的强大。

在西门子数控系统中，通过设置刀具的补偿，可以提高工件的尺寸精度，延长刀具的寿命和提高生产效率，降低企业生产成本等，下面将分析刀具进行补偿的原因和补偿的设置方法。

1 刀具半径补偿的原因数控车床总是按刀尖对刀，为了提高刀具的使用寿命和提高加工精度，通常将刀尖磨成半径不大的圆弧，但在实际的切削加工中，是按照假想的刀尖進行编程的，即利用刀具的刀位点来编程，而不是实际的刀尖圆弧。

这样在加工圆锥面和圆弧面的过程中，会因实际切削点和理想切削点的不同而造成刀具少切或过切现象，造成实际的刀具轨迹和编程轨迹不同，零件的加工精度必然不能保证，从而通过设置刀具的补偿来提高加工精度和质量。

2 半径补偿的设置在数控车床上，加工补偿半径通常指刀尖圆弧半径和圆刀片半径。

因为这两个半径的存在，在切削锥面、圆弧或其他仿型轮廓时，车刀理想刀尖的运动路径与刀具实际切削刃加工出的零件轮廓存在一定的偏差，这样将会产生过切或欠切的现象。

为了保证较高的加工精度和正确的补偿量，数控加工在建立车削刀具时应在刀具表中输入正确的数值。

3 常用刀沿位置设置在数控系统中设置了准确的补偿半径值后，系统将根据刀具切削刃的位置和加工运动方向计算出刀具的实际补偿量。

以数控机床后置刀塔为例，西门子系统刀具列表画面列出了8个常用的刀沿位置（见图1），刀沿就是切削刃。

数控系统是根据半径左右补偿G41/G42指令与刀具结构、加工位置和走刀方式等设置车削加工刀沿位置号。

例如，外圆车削用3号刀沿位置，内孔车削用2号刀沿位置，反向外圆车削用4号刀沿位置，反车内孔用1号刀沿位置。

数控机床刀具半径补偿原理

B
第三节刀具半径补偿原理
（3）读入BC，因为0∠ABC＜90o，同理，段间转接的过渡形式是插入型。则计算出d、e点的坐标值，并输出直线cd、 de。
E
O
D
C
f B
e md
n
a b
A ck
第三节刀具半径补偿原理
（4）读入CD，因为0∠BCD＞180o，段间转接的过渡形式是缩短型。则计算出f点的坐标值，由于是内侧加工，须进行过切判别（后述），若过切则报警，并停止输出，否则输出直线段ef。
刀补建立过渡形式（G42）
缩短型：180°≤α＜360°
伸长型：90°≤α＜180°
插入型：α＜90°
刀补取消过渡形式
缩短型：180°≤α＜360°
伸长型：90°≤α＜180°
插入型：α＜90°
第三节刀具半径补偿原理
4.刀具半径补偿的实例（1）读入OA，判断出是刀补建立，继续读下一段。（2）读入AB，因为∠OAB＜90o，且又是右刀补，此时段间转接的过渡形式是插入型。则计算 A 出a、b、c的坐标值，并输出直 a b 线段oa、ab、bc，供插补程序 c k 运行。 O D C E
√尖角性好。 √内轮廓加工时，以免产生过切。
第三节刀具半径补偿原理
（3）B刀补与C刀补比较区别：B刀补法在确定刀具中心轨迹时，一次处理一段轨迹，采用的是读一段，算一段，再走一段的处理方法。这样，就无法预计到由于刀具半径补偿所造成的下一段加工轨迹对本段加工轨迹的影响。
第三节刀具半径补偿原理
E
O
D C a b f B e d
A
c
第三节刀具半径补偿原理
（5）读入DE（有G40），因为 90o＜∠CDE＜180o，则段间转接的过渡形式是伸长型。由于是刀补撤消段，则计算出g、 h点的坐标值，然后输出直线段fg、gh、hE。

刀具半径补偿计算程序的设计

刀具半径补偿计算程序的设计首先，刀具半径补偿计算程序的设计需要考虑以下几个要素：1.刀具半径：刀具半径是指刀具切削部分与加工轨迹之间的距离。

在计算程序中，需要用户输入刀具半径的数值。

2.加工轨迹：加工轨迹是指刀具在工件上的运动轨迹。

在计算程序中，需要用户输入加工轨迹的相关参数，如起点坐标、终点坐标、运动方式等。

3.刀具补偿方向：刀具半径补偿分为两种方向，分别为刀具半径向内和刀具半径向外。

在计算程序中，需要用户选择刀具补偿方向。

基于以上要素，可以设计一个简单的刀具半径补偿计算程序。

下面是程序的设计流程：1.用户输入刀具半径的数值。

2.用户输入加工轨迹的相关参数，如起点坐标、终点坐标和运动方式。

3.用户选择刀具补偿方向。

4.程序根据用户输入的参数，计算得到加工轨迹的补偿轨迹。

5.程序将补偿轨迹输出到数控机床，实现刀具半径补偿。

在程序的实现中，可以使用编程语言来实现上述的设计流程。

例如，可以使用C++语言编写一个命令行界面的程序。

具体的实现代码如下：```c++#include <iostream>using namespace std;int mai//用户输入刀具半径double radius;cout << "请输入刀具半径：";cin >> radius;//用户输入加工轨迹参数double start_x, start_y, end_x, end_y;int mode;cout << "请输入加工轨迹起点坐标：";cin >> start_x >> start_y;cout << "请输入加工轨迹终点坐标：";cin >> end_x >> end_y;cout << "请输入加工轨迹运动方式（1为直线插补，2为圆弧插补）：";cin >> mode;//用户选择刀具补偿方向int direction;cout << "请选择刀具补偿方向（1为向内补偿，2为向外补偿）：";cin >> direction;//根据用户输入的参数计算补偿轨迹//...//输出补偿轨迹//...return 0;```以上代码是一个简单的刀具半径补偿计算程序的设计示例。