第二篇项目三数控车床刀具补偿及换刀程序编写
数控车床程序设计程序编写
集合而成。
一个程序段的组成如下:
N G X Z M S T F CR
N——程序段号。
G——准备功能。
X、Z——运动坐标值。
M——辅助功能。
S——主轴功能。 上一页
T——刀具功能。
F——进给速度。
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CR——程序段结束。 返回
准备功能也称为G功能（或称为G代码）。它是用来指令车床工作方式或控 制系统工作方式的一种命令。G功能由地址符G和其后的2位数字组成（00～99）， 从G00～G99共100种功能，如用G01来指令运动坐标的直线进给。
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数控机床标准坐标系是根据右手直角笛卡尔坐标系来确定的，
其基本坐标轴为X、Y、Z直角坐标，大拇指的方向为X轴的正方向，
食指为Y轴的正方向，中指为Z轴的正方向；确定数控机床坐标系，
一般先确定Z轴，然后确定X轴和Y轴；数控车床是以机床主轴轴线
方向为Z轴方向，刀具远离工件的方向为Z轴的正方向。X轴位于与
程序结束并返回到程序开始。
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作业
写出编写程序的前三步和后三步 （写出具体的指令）
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轴正方向与机床坐标系相同。
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加工原点是加工程序运行的起点位置（图3-3），即编程时设 计的刀尖起点位置，也称为起刀点。一般情况下，一个零件加工 完毕，刀具返回程序原点位置，等待命令执行下一个零件的加工。
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在直角坐标系中，所有的坐标点的位置都以坐标原点（工件原点）为固定 的原点，作为坐标位置的起点（0，0），绝对坐标值是指某坐标点到工件原点 之间的垂直距离，用X代表径向，Z代表轴向，且X向在直径编程时为直径量（实 际距离的2倍）；如下图所示，A、B、C均以工件原点O点为坐标位置的起点，它 们坐标值分别为（X80，Z50）、（X80，Z30）、（X30，Z20）。
数控机床的加工工艺及编程步骤
外圆车刀 螺纹车刀
内孔车刀Βιβλιοθήκη 2.2.5 切削用量及刀具的选择
铣削刀具：
方肩 铣刀
整体硬质 合金铣刀
仿形 铣刀
三面刃和 螺纹铣刀
2.2.6 数值计算
1．基点、节点的含义 编程时的数值计算主要是计算零件加工轨迹的尺寸，即计算零件轮廓 基点和节点的坐标，或刀具中心轨迹基点和节点的坐标。 l 数控机床一般只有直线和圆弧插补功能，因此，对于由直线和圆弧组 成的平面轮廓，编程时主要是求各基点的坐标。 基点：就是构成零件轮廓不同几何素线元素的交点或切点。如直 线与直线的交点，直线段和圆弧段的交点、切点及圆弧与圆弧的 交点、切点等。根据基点坐标就可以编写出直线和圆弧的加工程 序。基点的计算比较简单，选定坐标原点以后，应用三角、几何 关系就可以算出各基点的坐标，因此采用手工编程即可。
2.2.5 切削用量及刀具的选择
切削用量包括主轴转速、进给速度和切削深度等。各种机床切削用量的 选择根据数控机床使用说明书、手册，并结合实践经验加以确定。 2．进给速度 进给速度根据零件的加工精度、表面粗糙度和刀具、工件的材 料选择，最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制，并与脉冲 当量有关。在精度要求较高时，进给量应选小一些，一般在 20mm/min一50mm／min范围内选取。 3．切削深度 主要根据机床、刀具、夹具和工件的刚性确定。在机床刚度允许 的情况下，尽量选择较大的切削深度，以提高加工效率。有时为了改 善表面粗糙度和加工精度，要留一点余量，以便最后精加工一次。
在数控加工中，加工路线除了要保 证工件的加工精度、表面粗糙度外， 还要尽量缩短空行程时间，并能简 化程序。
例如在铣削外轮廓时，为防止刀具 在切入，切出时产生刀痕，一般采 用切线切入、切出方式以保证工件 轮廓的光滑过渡，如图2.2.2所示。
数控车床编程-数控车床编程
2、常用的辅助功能
M00——程序停止
实际上是一个暂停指令。当执行有 M00指令的程序段后，主轴的转动、进 给、切削液都将停止。它与单程序段停 止相同，模态信息全部被保存，以便进 行某一手动操作，如换刀、测量工件的 尺寸等。重新启动机床后，继续执行后 面的程序。
M01——选择停止
与M00的功能基本相似，只有在按下“选 择停止”后，M01才有效，否则机床继续执行 后面的程序段；按“启动”键，继续执行后面 的程序。
2具备刀具半径补偿功能时的刀具半径补偿
①刀具半径补偿指令（G41、G42、G40）
刀具半径补偿
刀具半径补偿的建立与取消
▪刀具半径补偿可通过从键盘输入刀具参数， 并在程序中采用刀具半径补偿指令实现。
▪参数包括刀尖半径、车刀形状、刀尖圆弧 位置，这些都与工件的形状有关，必须将参 数输入刀据库 。
▪格式：
刀具起点
刀具终点
圆弧圆心
顺圆
刀具终点 圆弧圆心
刀具起点
逆圆
▪③当用半径指定圆心位置 时，由于在同一半径R的 情况下，从圆弧的起点到 终点有两个圆弧的可能性， 为区别二者，规定圆心角 α≤180时，用“＋R”表示， 如图中的圆弧1；α＞180 时，用“－R”表示，如图 中的圆弧2。
▪④用半径R指定圆心位置 时，不能描述整圆。
用途
外圆粗车循 环 端面粗车循 环
固定形状粗 车循环
精车循环
车削固定循环中地址码的定义
地址
含义
ns 循环程序段中第一个程序段的顺序号
nf 循环程序段中最后一个程序段的顺序号
Δi 粗车时，径向切除的余量（半径值）
Δk 粗车时，轴向切除的余量
Δu 径向（X轴方向）的精车余量（直径值）
数控车床刀具补偿指令编程及刀偏值设定
2．刀具位置补偿基准 设定与补偿方式（6）
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数控车床刀具补偿指令编程及刀偏值 设定
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3．刀具位置补偿类型
•刀具位置补偿可分为 刀具几何形状补偿(G) 和 刀 具 磨 损 补 偿 (W) 两种，需分别加以设 定。刀具几何形状补 偿实际上包括刀具形 状几何偏移补偿和刀 具安装位置几何偏移 补偿，而刀具磨损偏 移补偿用于补偿刀尖 磨损，如图所示。
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数控车床刀具补偿指令编程及刀偏值 设定
6．刀具几何偏移动作 （4）
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数控车床刀具补偿指令编程及刀偏值 设定
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三、刀尖圆弧半径补偿
数控车床刀具补偿指令编程及刀偏值 设定
1．理想刀具和实际刀具（1）
•理想刀具是具有理想刀尖A的刀具。但实际 使用的刀具，在切削加工中，为了提高刀尖 强度，降低加工表面粗糙度，通常在车刀刀 尖处制有一圆弧过渡刃；一般的不重磨刀片 刀尖处均呈圆弧过渡，且有一定的半径值； 即使是专门刃磨的“尖刀”，其实际状态还 是有一定的圆弧倒角，不可能绝对是尖角。 因此，实际上真正的刀尖是不存在的，这里 所说的刀尖只是一“假想刀尖”。
位置时，刀尖位置B相对标刀刀尖位置A就会
出现偏置，原来建立的坐标系就不再适用，
因此应对非标刀具相对于标准刀具之间的偏
置值Δx、Δz进行补偿，使刀尖位置B移至位
置A。标准刀具偏置值为机床回到机床零点时，
工件坐标系零点相对于工作位上标准刀具刀
尖位置的有向距离。
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数控车床刀具补偿指令编程及刀偏值 设定
数控车床刀具补偿指令 编程及刀偏值设定
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2020/11/21
数控加工程序编制
第二章数控加工程序编制----作业题详解一、数控铣床、钻床编程作业1. 使用刀具长度补偿和固定循环指令加工如图所示的零件中A、B、C三个孔N01 G91 T1 M06；换刀N02 M03 S600；主轴启动N02 G43 H01；设置刀具补偿N03 G99 G81 X120.0 Y80.0 Z-21.0 R-32.0 F100；钻孔AN04 G99 G82 X30.0 Y-50.0 Z-38.0 R-32.0 P2000；锪孔BN05 G98 G81 X50.0 Y30.0 Z-25.0 R-32.0 P2000；钻孔CN06 G00 X-200.0 Y-60.0；返回起刀点N07 M05；N08 M02；2. 毛坯为120mm×60mm×10mm铝板材，5mm深的外轮廓已粗加工过，周边留2mm余量，要求加工出如图所示的外轮廓及φ20mm深10mm的孔，试编写加工程序。
（1）根据图纸要求，确定工艺方案及加工路线1）以底面为定位基准，两侧用压板压紧，固定于铣床工作台上；2）工步顺序：①钻孔φ20mm；②按线路铣削轮廓（2）选择机床设备//ABCDEFGOO选用数控铣钻床。
3）选用刀具采用φ20mm的钻头，铣削φ20mm孔；φ10mm的立铣刀用于轮廓的铣削，并把该刀具的直径输入刀具参数表中。
数控钻铣床没有自动换刀功能，钻孔完成后，直接手工换刀。
（4）确定切削用量切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。
（5）确定工件坐标系和对刀点在XOY平面内确定以O点为工件原点，Z方向以工件上表面为工件原点，建立工件坐标系，如图所示。
采用手动对刀方法对刀。
（6）编写程序2）铣轮廓程序（手工安装好φ10mm立铣刀）O0002；G54 G90 G00 Z5.0 S1000 M03；X-5.0 Y-10.0；G41 D01 X5.0 Y-10.0；C(26.8，45)，D(57.3，40) E(74.6，30)G01 Z-5.0 F150.0；G01 Y35.0；G01 X15.0 Y45.0；G01 X26.8；G02 X57.3 Y40.0 R20.0；G03 X74.6 Y30.0 R20.0；G01 X85.0；G01 Y5.0；G01 X-5.0；G40 G00 Z100.0；M05；M02；3. 如图所示零件，进行打中心孔、钻孔、攻螺纹等加工。
数控车床编程
T代码编程语言
T代码编程语言主要用于刀具参数的设置和管理，如刀具号、刀具补偿值 等。
T代码编程语言可以提高加工精度和加工效率，通过合理设置刀具参数， 可以减少换刀次数和加工误差。
T代码编程语言需要在G代码编程语言的基础上使用，以实现完整的加工过 程控制。
03
数控车床编程实例
简单零件的数控车床编程
04
数控车床编程技巧
优化加工路径
减少空行程
在编程时，应尽量减少刀具在空行程中的移动距离，以提高加工效 率。
合理选择切削参数
根据工件材料、刀具类型和加工要求，合理选择切削速度、进给速 度和切削深度等参数，以优化加工效率和加工质量。
考虑刀具补偿
在编程时，应考虑刀具的长度、直径和刀尖半径等参数，进行适当 的补偿，以减小加工误差。
ABCD
第二步是确定加工方案， 包括选择合适的刀具、切 削参数、加工路径等。
第四步是程序调试和优化， 通过实际加工测试和调整， 确保程序能够满足加工要 求。
数控车床编程的注意事项
注意事项一
确保刀具路径的安全性，避免 刀具与工件发生碰撞。
注意事项二
合理选择切削参数，以减小刀 具磨损和保证加工质量。
注意事项三
据，优化生产计划和调度。
跨平台协作
在工业4.0中，数控车床编程将实现与其他制造系统的跨平台 协作，实现数据共享和流程整合，提高生产效率和灵活性。
数控车床编程的未来发展方向
人工智能与机器学习技术的应用
01
未来数控车床编程将更加注重人工智能和机器程。
个性化定制的需求满足
02
随着个性化需求的增加，数控车床编程将更加注重个性化定制，
满足不同加工需求和工艺要求。
数控编程教程(共95张PPT)
第二节 数控编程常用的指令及其格式
主程序、子程序
在一个零件的加工程序 中，若有一定量的连续 的程序段在几处完全重 复出现，则可将这些重 复的程序串单独抽出来， 按一定的格式做成子程 序。
11/7/2023
－25－
第二节 数控编程常用的指令及其格式
码的程序段中有效； ● 模态M功能（续效代码）：一组可相互注销的 M功
能，这些功能在被同一组的另一个功能注销前一直 有效。
第三章 数控系统编程指令体系
模态 M功能组中包含一个缺省功能，系统上电时 将被初始化为该功能。
M 功能还可分为前作用 M 功能和后作用 M 功能二类。 ● 前作用 M 功能：在程序段编制的轴运动之前执行； ● 后作用 M 功能：在程序段编制的轴运动之后执行。
迹生成功能进行数控编程。
4．后置代码生成 后置处理的目的是形成数控指令文件，利用CAM系统提供的后置
处理器可方便地生成和特定机床相匹配的加工代码。
5．加工代码输出
第一节 数控编程的几何基础
1.1 机床坐标系 为了确定机床个运动部件的运动方向和移动距离，需要
在机床上建立一个坐标系，这个坐标系就叫做机床坐标系 1.2 机床坐标轴及其方向
常用地址码的含义如表所示
机能 程序号 顺序号 准备机能
坐标指令
进给机能 主轴机能 刀具机能
辅助机能
补偿 暂停 子程序调用 重复 参数
地址码
O N G X.Y.Z A.B.C.U.V.W R I.J.K F S T
M B
H.D P.X
I P.Q.R
意义
程序编号 顺序编号 机床动作方式指令 坐标轴移动指令 附加轴移动指令 圆弧半径 圆弧中心坐标 进给速度指令 主轴转速指令 刀具编号指令
数控车床编程和操作
常用的数控车床系统有： 日本的FANUC公司的0T、3T、5T、6T、10T、11T、0TC、0TD、0TE、7CT、160／18TC、160／180TC、0i等， 德国的SIEMENS公司的802S、802C、802D、810D、840D、840Di、840C等， 美国ACRAMATIC数控系统、 西班牙FAGOR数控系统等。
图 机夹可转位式车刀结构型式
（1）刀片材质的选择
常见刀片材料有高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、立方氮化硼和金刚石等，其中应用最多的是硬质合金和涂层硬质合金刀片。选择刀片材质主要依据被加工工件的材料、被加工表面的精度、表面质量要求、切削载荷的大小以及切削过程有无冲击和振动等。
（2）刀片尺寸的选择 刀片尺寸的大小取决于必要的有效切削刃长度L。有效切削刃长度与背吃刀量aP和车刀的主偏角kr有关，使用时可查阅有关刀具手册选取。
图4—1 特殊内表面零件示例
（2）高精度零件加工 零件的精度要求主要指尺寸、形状、位置和表面等精度要求，其中的表面精度主要指表面粗糙度。 复印机中的回转鼓、录像机上的磁头及激光打印机上的多面反射体等超精零件，几何轮廓精度高达0.01μm、表面粗糙度数值达Ra 0.02μm 这些高精度的零件均可在特殊精密数控车床上加工出来。
图4-4 圆弧形车刀
1）切断刀；2）90°左偏刀；3）90°右偏刀；4）弯头车刀；5）直头车刀；6）成型车刀；7）宽刃精车刀8）外螺纹车刀；9）端面车刀；10）内螺纹车刀；11）内槽车刀；12）通孔车刀；13）盲孔车刀
图4-5 常用车刀的种类、形状和用途
2．机夹可转位车刀的选用 数控车削加工时，为了减少换刀时间和方便对刀，尽量采用机夹车刀和机夹刀片，便于实现机械加工的标准化。 数控车床常用的机夹可转位式车刀结构型式如图4-6所示。
数控编程实验指导说明书(修改)
实验四数控车削仿真加工 实验五数控车削仿真加工 实验六数控车削仿真加工 （插补指令）（一） （简单固定循环加工） （螺纹加工）（三） 11 实验七数控车削仿真加工 实验八数控车削仿真加工（外园粗车循环加工）（四）••…（固定形状粗车循环加工）（五）13 15实验九 XK6325B 数控铣床KND-100M 数控系统面板及其操作 17实验十数控铣床对刀操作及工作坐标系 数控铣床刀具补偿功能的使用2022实验^一数控铣削仿真加工（插补指令）—用G01、G02/G03编写一个简单零件的外形铣削加工程序（一层一次） 实验十二数控铣削仿真加工（插补指令）—用G01、G02/G03编写一个简单零件的外形铣削加工程序（二层一次） 实验十三数控铣削仿真加工（插补指令）2729—用G01、G02/G03编写一个简单零件的外形铣削加工程序（二层二次） 实验十四 数控铣削仿真加工（钻孔循环指令）（四） 30实验十五数控铣削仿真加工（子程序调用）（五）实验一 、实验目的数控车床GSK980■数控系统面板及其操作实验一数控车床GSK980T 数控系统面板及其操作 实验二对刀操作及数控车床工作坐标系实验三数控车床刀具补偿功能的使用（1）熟悉GSK980T面板的结构和组成。
（2）掌握数控系统的六种工作方式。
（3）掌握数控系统显示状态的切换。
（4）掌握MDI运行模式。
二、实验设备及实验系统（1 ）数控车床二台。
（2 ）电脑一人一台。
（3）GSK980T仿真系统。
三、实验内容及步骤1、观察GSK980T数控面板的三大组成部分：LCD显示器、MDI键盘、控制面板。
2、通过切换“位置、“程序”“刀补”“报警”“设置”“参数” “诊断”观察LCD 显示内容的变化。
3、通过“手动”“手轮”“回零”“录入”“编辑”“自动”六种工作方式的切换，了解数控系统的六种工作模式。
（1）手动模式：在该模式下做如下动作：移动刀具（X、Z方向）；主轴正反转、停止；冷却液开/关；手动换刀。
数控车床编程操作【全】
#§1-1 数控入门知识随着科学技术和社会生产和迅速发展，机械产品日趋复杂，对机械产品和质量和生产率的要求越来越高.在航天、造船、军工和计算机等工业中，零件精度高、形状复杂、批量小、经常改动、加工困难，生产效率低、劳动强度大,质量难以保证。
机械加工工艺过程自动化是适应上述发展特点的最重要手段.为了解决上述问题，一种灵活、通用、高精度、高效率的“柔性”自动化生产设备-—-——-数控机床在这种情况下应运而生。
目前数控技术已做逐步普及，数控机床在工业生产中得到了广泛应用，已成为机床自动化的一个重要发展方向.1—1—1数控定义数控即数字控制（Numerical Control)，是数字程序控制的简称。
数控车床由数字程序控制车床简称；CNC表示计算机数控车床。
数控机床加工原理是把刀具与工件的运动坐标分成最小的单位量即最小位移量，由数控系统根据工件的要求，向各坐标轴发出指令脉冲，使各坐标移动若干个最小位移量，从而实现刀具与工件的相对运动,以完成零件的加工.数控的实质是通过特定处理方式下的数字信息（不连续变化的数字量）去自动控制机械装置进行动作，它与通过连续变化的模拟量进行的程序控制（即顺序控制），有着截然不同性质.由于数控中的控制信息是数字化信息，而处理这些信息离不开计算机，因此将通过计算机进行控制的技术通称为数控技术，简称数控。
这里所讲的数控，特指用于机床加工的数控（即机床数控)。
1—1-2 机床数控与数控机床机床数控是指通过加工程序编制工作，将其控制指令以数字信号的方式记录在信息介质上，经输入计算机处理后，对机床各种动作的顺序、位移量和速度实现自动控制的一门技术。
数控机床则是一种通过数字信息控制按给定的运动规律,进行自动加工的机电一体化新型加工装备。
§1—2 数控机床的用途分类1—2—1 数控车床的用途数控车床与卧式车床一样，也是用来加工轴类或盘类的回转体零件。
但是由于数控车床是自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、螺纹等工序的切削加工，所以数控车床特别适合加工形状复杂的轴类或盘类零件。
机床数控技术第3章数控加工程序的编制
6. 程序校验和首件试切
程序送入数控系统后，通常需要经过试运行和首 件试切两步检查后，才能进行正式加工。通过试运行， 校对检查程序，也可利用数控机床的空运行功能进行 程序检验，检查机床的动作和运动轨迹的正确性。对 带有刀具轨迹动态模拟显示功能的数控机床可进行数 控模拟加工，以检查刀具轨迹是否正确；通过首件试 切可以检查其加工工艺及有关切削参数设定得是否合 理，加工精度能否满足零件图要求，加工工效如何， 以便进一步改进，直到加工出满意的零件为止。
1—脚踏开关 2—主轴卡盘 3—主轴箱 4—机床防护门 5—数控装置 6—对刀仪 7—刀具8—编程与操作面板 9—回转刀架 10—尾座 11—床身
3.2 数控车削加工程序编制
数控车床主要用来加工轴类零件的内外圆柱面、 圆锥面、螺纹表面、成形回转体表面等。对于盘类零 件可进行钻、扩、铰、镗孔等加工。数控车床还可以 完成车端面、切槽等加工。
3. 程序名
FANUC数控系统要求每个程序有一个程序名，
程序名由字母O开头和4位数字组成。如O0001、 O1000、O9999等
3.2.3 基本编程指令
1. 快速定位指令G00
格式：G00 X(U)＿ Z(W)＿；
说明：
(1) G00指令使刀具在点位控制方式下从当前点以快移速度 向目标点移动，G00可以简写成G0。绝对坐标X、Z和其增 量坐标U、W可以混编。不运动的坐标可以省略。
3.2.1 数控车床的编程特点
（1）在一个程序段中，可以用绝对坐标编程，也可用 增量坐标编程或二者混合编程。
（2）由于被加工零件的径向尺寸在图样上和在测量时 都以直径值表示，所以直径方向用绝对坐标(X)编程时 以直径值表示，用增量坐标(U)编程时以径向实际位移 量的2倍值表示，并附上方向符号。
数控车床编程基本学习
第三章 数控机床编程实例
2、锥面切削循环指令 （G90）
指令格式 G90 X（U）_ Z（W）_ R _ F_ 指令说明 X、Z 表示切削终点坐标值；
执行G27指令之后，如欲使机床停止，须加入一辅助功能 指令M00，否则，机床将继续执行下一个程序段。
20
第三章 数控机床编程实例
2) 自动返回参考点指令G28 G28指令可以使刀具从任何位置以快速点定位方式经过中间 点返回参考点。 格式：G28 X _Z _； 其中，X、Z是中间点的坐标值。 执行该指令时，刀具先快速移动到指令值所指定的中间点， 然后自动返回参考点，相应坐标轴指示灯亮。 和G27指令相同，执行G28指令前，应取消刀具补偿功能。 G28指令的执行过程如图3-5所示。
R编程只适用于非整圆的圆弧插补 4）圆弧中心地址I、K确定
无论是绝对坐标，还是增量坐标， I、K都采用增量值
12
第三章 数控机床编程实例
圆心坐标I、K是起点至圆心的矢量在X轴和 Z轴上的分矢量，方向一致取正，相反为负
O B
中心
A I K
-K O1
B
Z
-I A
+I +K O2
X
13
第三章 数控机床编程实例
确定工件坐标系原点在机床坐标系的位置
4
第三章 数控机床编程实例
4、加工程序原点偏置（ G92） 格式 G92 X_ Z_
工件坐标系原点设定在工件左端面位置 G92 X200 Z210 工件坐标系原点设定在工件右端面位置 G92 X200 Z100 工件坐标系原点设定在卡爪前端面位置 G92 X200 Z190
δ1=2~5mm
δ2=0.5 ~1mm
例：如图所示，走刀路线为A-B-C-D-A，切削圆锥螺纹，
数控车床编程基础
第1节 数控车床及其组成 第2节 数控车床编程基础 第3节 基本编程指令 第4节 车削循环指令 第5节 螺纹车削指令 第6节 刀具补偿与换刀程序 第7节 综合车削技术
多媒体教程
第2章 数控车床编程
数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。 主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通 过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆 柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工 序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、 铰孔等工作。
数控系统的主要功能
8、操作功能：程序单段、跳段、连续运行、暂停、机械锁
住、模拟仿真
9、程序管理功能：对程序的检索、编程、修改、插入、
删除、锁住、存储通信
10、图形显示功能：刀具轨迹动态显示、缩放、旋转、 11、辅助编程功能：固定循环、镜像、子程序、宏程序 12、自诊断报警功能：故障自我诊断、监视、异常报警 13、通信与通信协议功能：RS232接口、DNC接口
Z
Y
M
R
X
W
Z
Z
工件原点
M X
X
W
M
R
Z 机床原点
参考点
W
P
工件原点 程序原点
R
参考点
Z
定位开关
Z
Y M
RX
W
X Z
a 刀架后置式
b 刀架前置式
说明：由于车削加工是围绕主轴中心前后对称的，因此无论
是前置还是后置式的，X 轴指向前后对编程来说并无多大差 别。为适应笛卡尔坐标习惯，编程绘图时按后置式的方式进 行表示
原点而言的，在程序运行前已设定好，在程序运行 中是无法重置的。
➢3、G54～G59预置建立的工件坐标原点在机床坐
数控车床的编程与操作讲义
数控车床的编程与操作讲义数控车床的编程与操作数控车床是⼀种⾼精度、⾼效率的⾃动化机床，也是使⽤数量最多的数控机床，⼤约占数控机床总数的25%。
本讲义以FANUC0TD系统为例介绍数控车床的编程与操作。
1.数控车床加⼯的基本知识1.1 数控车床的分类1.1.1 按主轴的布置形式分类：（1）卧式数控车床：机床主轴轴线处于⽔平位置数控车床。
（2）⽴式数控车床：机床主轴轴线处于垂直位置数控车床。
1.1.2 按数控系统控制的轴数分类：（1）两轴控制的数控车床：机床上只有⼀个回转⼑架，可实现X、Z两坐标轴联动控制。
（2）四轴控制数控车床：机床上只有两个回转⼑架，可实现X、Z和U、W四坐标轴联动控制。
（3）多轴控制数控车床：机床除了控制X、Z两坐标轴外，还可以控制其他坐标轴，实现多轴控制，如具有C轴控制功能。
对于车削加⼯中⼼或柔性制造单元，都具有多轴控制功能。
1.2 数控车床的加⼯特点1、适应性强，⽤于单件、⼩批⽣产的零件的加⼯在普通车床上加⼯不同的零件，⼀般需要调整车床和附件，以使车床适应加⼯零件的要求。
⽽数控车床加⼯不同形状的零件时只要重新编制或修改加⼯程序就可以迅速达到加⼯要求，⼤⼤缩短了⽣产准备时间。
2、加⼯精度⾼，加⼯出的零件互换性好数控加⼯的尺⼨精度通常在0.005~0.1mm之间，不受零件复杂程度的影响。
加⼯中消除了操作者的⼈为误差，提⾼了同批零件尺⼨的⼀致性，使产品质量保持稳定，降低了废品率。
3、具有较⾼的⽣产率和较低的加⼯成本机床的⽣产率主要是指加⼯⼀个零件所需要的时间。
其中包括机动时间和辅助时间。
数控车床的主轴转速和进给速度变化范围⼤，并可⽆级调速，加⼯时可选⽤最佳切削速度和进给速度，可实现恒转速（G97）和恒线速(G96)，以使切削参数最优，这就⼤⼤的提⾼⽣产率，降低了加⼯成本。
1.3 数控车床的主要⽤途数控车床主要⽤于加⼯精度要求⾼、表⾯粗糙度值要求⼩，零件形状复杂，单件、⼩批⽣产的轴套类、盘类等回转表⾯的加⼯；还可以钻孔、扩孔、镗孔以及切槽加⼯；还可以在内、外圆柱⾯上，内、外圆锥⾯上加⼯各种螺距的螺纹。
第3章：数控加工程序的编制
刀具中心的走刀路线为：
对刀点1→对刀点2 →b→c→c’→下刀点2→下刀点1
各基点及圆心坐标如下： A(0,0) B(0,40) C(14.96,70) D(43.54,70) E(102,64) F(150,40) G(170,40) H(170,0) O1(70,40) O2(150,100)
10 20 =10
60O
17.321
N18 G90 G00 Z100.;
10 20 =10
60O
17.321
N19 X0. Y0. M05; N20 M30;
10 20 =10
60O
孔加工注意事项：
孔加工循环指令是模态指令，孔加工数据 也是模态值；
撤消孔加工固定循环指令为G80，此外， G00、G01、G02、G03也可起撤消作用；
N016 G01 X45.0 W0 F100;
切槽
N017 G04 U5.0;
延迟
N018 G00 X51.0 W0;
退刀
退刀 N019 X200.0 Z350.0 T20 M05 M09;
N020 X52.0 Z296.0 S200 T33 M03 M08;
N021 G33 X47.2 Z231.5 F1.5;
（5）复杂轮廓一般要采用计算机辅 助计算和自动编程。
二、数控铣床编程中的特殊功能指令
（1）工件坐标系设定指令 G54~G59
G54~G59无需在程序段中给出工件 坐标系与机床坐标系的偏置值，而是安 装工件后测量出工件坐标系原点相对机 床坐标系原点在X、Y、Z向上的偏置值， 然后用手动方式输入到数控系统的工件 坐标系偏置值存储器中。系统在执行程 序时，从存储器中读取数值，并按照工 件坐标系中的坐标值运动。
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
数控车床刀具补偿及换刀程序编写
Annual Work Summary Report
2022 - 2023
第二篇 项目三 数控车床刀具补偿及换刀程序编写
为什么需要刀具补偿? 编程时,通常设定刀架上各刀在工作位时,其刀尖位置是一致的.但由于刀具的几何形状、安装不同,其刀尖位置不一致,相对于工件原点的距离不相同.
从图示可知，
5、刀具半径补偿指令 格式： G42 G01 G41
G00
指令说明:
执行刀补指令应注意：
6、刀具补偿的编程实现
刀径补偿的引入（初次加载）： 刀具中心从与编程轨迹重合到过度到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程. 刀径补偿进行 刀具中心始终与编程轨迹保持设定的偏置距离.
刀具中心从与编程轨迹偏离过度到与编程轨迹重合的过程.
由于刀尖圆弧通常比较小(常用 r1.2～1.6 mm), 故粗车时可不考虑刀具半径补偿.
1、刀具半径补偿的目的
四、刀尖圆弧半径补偿
2、刀具半径补偿的方法 人工预刀补：人工计算刀补量进行编程 机床自动刀补
机床自动刀具半径补偿 机床自动刀补原理 当编制零件加工程序时，不需要计算刀具中心运动轨迹，只按零件轮廓编程。 使用刀具半径补偿指令。 在控制面板上手工输入刀具补偿值。 执行刀补指令后，数控系统便能自动地计算出刀具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。即刀具自动偏离工件轮廓一个补偿距离，从而加工出所要求的工件轮廓。
C
O
D
（24，-24）
五、换刀程序编写 1、关于参考点操作的指令
G27、G28、G29. ----- 参考点控制 1、格式： G27 X... Z... T0000 ; 回指令参考点检验 G28 X... Z... T0000 ; 经指令中间点再自动回参考点 G29 X... Z... ; 从参考点经中间点返回指令点 2、各指令功能： G27用于检查X轴与Z轴是否能正确返回参考点。 X Z 值指机床参考点在工件坐标系的绝对坐标值. G27 X200.345 Z458.565
数控机床刀具补偿分析
数控机床刀具补偿分析【摘要】数控加工中刀具补偿得到了广泛应用。
在实际加工的过程中，由于不同刀具的半径都各不相同，在加工中会产生很大的加工误差。
因此，在实际加工时必须通过刀具补偿的指令，使数控车床根据实际使用的刀具尺寸，自动调整其坐标轴的移动量，如果能够合理建立和灵活的运用刀具补偿功能，就会对简化编程和提高数控加工的质量会带来极大的帮助。
本文就加工中如何的应用刀具补偿作一些探讨。
针对刀具补偿功能在数控中的应用，研究它在加工中存在的问题对此进行解决，尽量避免刀补问题的发生。
【关键词】：刀具半径补偿；功能；应用；程序；指令目录引言 (1)一、刀具半径补偿 (2)二、刀具长度补偿 (2)三、数车中刀具补偿的应用 (3)（一）数车刀尖圆弧半径补偿误差分析 (3)（二）数车刀尖圆弧半径补偿方法 (4)（三）刀尖圆弧半径补偿注意事项 (5)四、加工中心刀具补偿应用 (5)（一）刀具长度补偿引起误差分析 (6)（二）刀具长度补偿方法 (6)五、加工举例 (6)（一）加工中心刀具长度补偿实例 (6)（二）数车刀尖圆弧半径补偿实例 (8)总结 (10)参考文献 (11)谢辞 (12)引言数控刀具补偿是数控加工系统的一个基础功能，在手工编程的铣削加工中广泛使用，如何的深人掌握和应用该功能，在机床加工中有非常重要的意义，在进行轮廓加工中，由于刀具有一定的半径，刀具中心的轨迹与加工工件的轨迹常不重合。
通过刀具补偿功能指令，数控系统可以根据输入的补偿量或者实际的刀具尺寸，使机床加工出符合规格的零件。
20世纪60到70年代的数控加工中还没有刀具补偿的概念，编程人员必须根据刀具的理论路线和实际路线的相对关系从而进行数控编程，既容易产生错误，又使得编程的效率很低。
当数控刀具补偿的概念出现时并应用到数控系统中后，编程人员就可以直接按照工件的轮廓尺寸进行程序编辑。
从而建立并执行刀补后，由数控系统自动计算、自动调整刀位点到刀具的运动轨迹。
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X Z 值指机床参考点在工件坐标系的绝对坐标值.
G27 X200.345 Z458.565
第二篇项目三数控车床刀具补偿及换 刀程序编写
➢执行G28指令时，各轴先以G00的速度快移到程
序指令的中间点位置，然后自动返回参考点。到 达参考点后，相应坐标方向的指示灯亮。
图示
第二篇项目三数控车床刀具补偿及换 刀程序编写
补偿数据获取：
➢分别测出各刀尖相对于刀架基准面的偏离距离[X1，
Z1]、[X2，Z2] 、[X3，Z3]…
➢若选刀具1为对刀用的基准刀具，则各刀具的几何
偏置分别为 [Xj ，Zj ] Xj1=0、 Zj1=0 Xj2 =(X2-X1) x 2、Zj2 = Z2-Z1 Xj3 =(X3-X1) x 2、Zj3 = Z3-Z1
第二篇项目三数控车床刀具补偿及换 刀程序编写
（2）刀尖方位的设置
➢ 车刀形状很多，使用时安装位置也各异，由此
决定刀尖圆弧所在位置。
➢要把代表车刀形状和位置的参数输入到数据库中。 ➢以刀尖方位号表示。
第二篇项目三数控车床刀具补偿及换 刀程序编写
从图示可知，
➢ 若刀尖方位码设为0或9时，机床将以刀尖圆弧中 心为刀位点进行刀补计算处理；
➢ 当刀尖方位码设为1~8时，机床将以假想刀尖为
第二篇项目三数控车床 刀具补偿及换刀程序编
写
2020/12/11
第二篇项目三数控车床刀具补偿及换 刀程序编写
第二篇
项目三 数控车床刀具补偿及换刀程序编写
为什么需要刀具补偿?
➢ 编程时,通常设定刀架上各刀在工作位
时,其刀尖位置是一致的.但由于刀具的 几何形状、安装不同,其刀尖位置不一 致,相对于工件原点的距离不相同.
的目标点移动。
第二篇项目三数控车床刀具补偿及换 刀程序编写
绝对编程：
G90 G28 X140.0 Z130.0 ; A--B--R
T0202 ;
换刀
G29 X60.0 Z180.0 ;
R--B--C
参考点
增量编程
G28 U40 W100 T0000 T0202 目标点 G29 U-80 W50
第二篇项目三数控车床刀具补偿及换 刀程序编写
一、刀具补偿的概念 刀具补偿：是补偿实际加工时所用的刀具
与编程时使用的理想刀具或对刀时使用 的基准刀具之间的偏差值，保证加工零 件符合图纸要求的一种处理方法。
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二、刀具补偿的种类
刀具补偿
刀具的几何补偿
（TXXXX实现）
几何位置补偿 磨损补偿
刀尖圆弧半径补偿
➢当编制零件加工程序时，不需要计算刀具中心运
动轨迹，只按零件轮廓编程。
➢ 使用刀具半径补偿指令。 ➢ 在控制面板上手工输入刀具补偿值。 ➢ 执行刀补指令后，数控系统便能自动地计算出刀
具中心轨迹，并按刀具中心轨迹运动。即刀具自 动偏离工件轮廓一个补偿距离，从而加工出所要 求的工件轮廓。
第二篇项目三数控车床刀具补偿及换 刀程序编写
(2). 使用G27、G28指令时，必须预先取消刀补量 (用T0000 )，否则会发生不正确的动作。
(3). G27、G28、G29指令均属非模态指令，只在本 程序段内有效。
(4). G28、G29指令时，从中间点到参考点的移动量 不须计算。
应用习惯通常为：在换刀程序前先执行G28指令回参
考点(换刀点)，执行换刀程序后，再用G29指令往新
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为什么需要刀具刀具补偿
➢数控程序一般是针对刀位点,
按工件轮廓尺寸编制的.当刀 尖不是理想点而是一段圆弧时, 会造成实际切削点与理想刀位 点的位置偏差.
解决:
•对刀尖圆弧半径进行补偿.
可以使按工件轮廓编程不受影响.
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都有效存在时，实际几何补偿将是这两者
的矢量和。
X=Xj+Xm、 Z=Zj+Zm
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4、刀具几何补偿的实现
刀具的几何补偿是通过引用程序中使用的 Txxxx来实现的。
T xx xx
过程：
当前刀具号 刀补地址号
➢ 将某把车刀的几何偏置和磨损补偿值存入相应的刀补地址 中。
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四、刀尖圆弧半径补偿
1、刀具半径补偿的目的
➢ 若车削加工使用尖角车刀，刀位点即为刀尖，其 编程轨迹和实际切削轨迹完全相同。
➢ 若使用带圆弧头车刀（精车时），在加工锥面或 圆弧面时，会造成过切或少切。
➢ 为了保证加工尺寸的准确性，必须考虑刀尖圆角 半径补偿以消除误差。
解决:
•各刀设置不同的工件原点.
•各刀位置进行比较,设定刀具偏差补偿.
可以使加工程序不随刀尖位置的不同
而改变.
第二篇项目三数控车床刀具补偿及换 刀程序编写
为什么需要刀具刀具补偿?
➢刀 具 使 用 一 段 时 间 后 会 磨 损 , 会
使加工尺寸产生误差.
解决:
•将磨损量测量获得后进行补偿.
可以不修改加工程序.
（4）、G41、G42指令不要重复规定，否则会产生一种特殊 的补偿。
第二篇项目三数控车床刀具补偿及换 刀程序编写
6、刀具补偿的编程实现 (1)、刀径补偿的引入（初次加载）：
❖刀具中心从与编 程轨迹重合到过度 到与编程轨迹偏离 一个偏置量的过程.
(2)、刀径补偿进行
刀具中心始终与编程 轨迹保持设定的偏置 距离.
第二篇项目三数控车床刀具补偿及换 刀程序编写
2、磨损补偿 主要是针对某把车刀而言，当某把车刀
批量加工一批零件后，刀具自然磨损后而 导致刀尖位置尺寸的改变，此即为该刀具 的磨损补偿。
批量加工后，各把车刀都应考虑磨损补偿 （包括基准车刀）
第二篇项目三数控车床刀具补偿及换 刀程序编写
3、刀具几何补偿的合成 若设定的刀具几何位置补偿和磨损补偿
指令说明:
X、Z 为建立或取消刀补程序段中，刀具移动的 终点坐标。
❖执行刀补指令应注意：
（1）、刀径补偿的引入和取消应在不加工的空行程段上， 且在G00或G01程序行上实施。
（2）、刀径补偿引入和卸载时，刀具位置的变化是一个渐 变的过程。
（3）、当输入刀补数据时给的是负值，则G41、G42互相转 化。
➢ 当程序执行到含 Txxxx的程序行的内容时，即自动到刀补 地址中提取刀偏及刀补数据。
➢ 驱动刀架拖板进行相应的位置调整。
➢ T XX 00取消几何补偿。
第二篇项目三数控车床刀具补偿及换 刀程序编写
对于有自动换刀功能的车床来说，执行T指令时，将 先让刀架转位，按刀具号选择好刀具后，再调整 刀架拖板位置来实施刀补。
五、换刀编程举例
刀具安装位置关系图 XZ
刀号1：偏置（0， 0）基准刀
加工图示零件需要三把车刀，分别 刀号2：偏置（10，3） 用于粗、精车、切槽和车螺纹。 刀号3：偏置（-10，-3）
第二篇项目三数控车床刀具补偿及换 刀程序编写
3rew演讲完毕，谢谢听讲!再见，see you again
2020/12/11
（G41、G42实现）
第二篇项目三数控车床刀具补偿及换 刀程序编写
三、刀具的几何补偿
1、几何位置补偿 刀具几何位置补偿是用于补偿各刀具安
装好后，其刀位点（如刀尖）与编程时理 想刀具或基准刀具刀位点的位置偏移的。
通常是在所用的多把车刀中选定一把车 刀作基准车刀，对刀编程主要是以该车刀 为准。
第二篇项目三数控车床刀具补偿及换 刀程序编写
➢ 由于刀尖圆弧通常比较小(常用 r1.2～1.6 mm),
故粗车时可不考虑刀具半径补偿.
第二篇项目三数控车床刀具补偿及换 刀程序编写
2、刀具半径补偿的方法
• 人工预刀补：人工计算刀补量进行编程 • 机床自动刀补
第二篇项目三数控车床刀具补偿及换 刀程序编写
4、机床自动刀具半径补偿
（1）机床自动刀补原理
第二篇项目三数控车床刀具补偿及换 刀程序编写
3、刀径补偿的取消
❖刀具中心从与编 程轨迹偏离过度到 与编程轨迹重合的 过程.
刀径补偿的引入和取 消必须是不切削的空 行程上.
第二篇项目三数控车床刀具补偿及换 刀程序编写
例2：考虑刀尖半径补偿
D
C （24，-24）
O
O1111 N1 G92 X40.0 Z10.0 N2 T0101 N3 M03 S400 N4 G00 X40.0 Z5.0 N5 G00 X0.0 N6 G42 G01 Z0 F60 (加刀补) N7 G03 X24.0 Z-24 R15 N8 G02 X26.0 Z-31.0 R5 N9 G40 G00 X30 (取消刀补) N10 G00 X45 Z5 N11 M30 第二篇项目三数控车床刀具补偿及换
刀程序编写
五、换刀程序编写
1、关于参考点操作的指令
G27、G28、G29. ----- 参考点控制
1、格式：
G27 X... Z... T0000 ; 回指令参考点检验
G28 X... Z... T0000 ; 经指令中间点再自动回参考点
G29 X... Z... ;
从参考点经中间点返回指令点
2、各指令功能：
刀位点，根据相应的代码方位进行刀补计算处理。
第二篇项目三数控车床刀具补偿及换 刀程序编写
5、刀具半径补偿指令
❖格式：
G41 G00 X __ Z __
G42 G01
G40 G00 X__ Z __
❖说明：
G41 —刀具半径左补偿 G42 —刀具半径右补偿 G40—取消刀具半径补偿