数控铣编程中刀具半径补偿和长度补偿
数控铣编程中刀具半径补偿和长度补偿
数控铣编程中刀具半径补偿和长度补偿【摘要】刀具中心轨迹与工作轨迹常不重合。
通过刀具补偿功能指令，数控铣床系统可以根据输入补偿量或者实际的刀具尺寸，使数控铣床自动加工出符合程序要求的零件。
刀具半径补偿即根据按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。
【关键词】数控铣床；刀具；半径补偿；长度补偿1.刀具半径补偿由于数控加工的刀具总有一定的半径，刀具中心运动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。
在进行外轮廓加工时，使刀具中心偏移零件零件的外轮廓表面一个刀具半径值，加工内轮廓时，使刀具中心偏移零件内轮廓表面一个刀具半径值，这种偏移习惯上称为刀具半径补偿数控铣床刀具类型0-9种，这些内容应当事前输入刀具编制文件。
刀具半径补偿的轮廓切削。
刀具半径补偿的灵活应用，灵活应用的思路使用刀具半径补偿功能。
随着计算机技术和数控技术的发展都经历了B（Base）功能C极坐标法，法、矢量判断法。
刀具补偿技术和C功能刀具半径技术。
目前，数控系统中普遍采用的是C功能刀具半径补偿技术。
2.C功能刀具半径补偿的基本思想数控系统C功能刀具半径补偿的硬件结构由缓冲寄存器CS、工作寄存器AS和输出寄存器OS等部分组成。
在C功能刀补工作状态中，数控铣床装置内部总是同时存储着三个程序段的信息。
进行补偿时，第一段加工程序先被读入BS，在BS中算得的第一段编程轨迹被送到CS暂存后，又将第二段程序读入BS，算出第二段的编程轨迹。
接着对第一、第二两段编程轨迹的连接方式进行判别，根据判别结果，再对CS中的第一段编程轨迹进行相应的修正。
修正结束后，顺序地将修正后的第一段编程轨迹由CS送到AS，第二段编程轨迹由BS送入CS。
随后，由CPU将AS中的内容送到OS进行插补运算，运算结果送到伺服驱动装置予以执行。
当修正了第一段编程轨迹开始被执行后，利用插补间隙，CPU又命令第三段程序读入BS。
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。
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。
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。
数控加工中的三种补偿和补偿技巧
三种补偿在数控加工中有3种补偿：刀具长度的补偿；刀具半径补偿；夹具补偿。
这三种补偿基本上能解决在加工中因刀具外形而产生的轨迹问题。
下面是三种补偿在一般加工编程中的应用。
一、刀具长度补偿：1．刀具长度的概念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，假如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。
此时假如设定刀具补偿，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.刀具长度补偿的工作使用刀具长度补偿是通过执行含有G43（G44）和H指令来实现的，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。
3.刀具长度补偿的两种方式（1）用刀具的实际长度作为刀长的补偿（推荐使用这种方式）。
使用刀长作为补偿就是使用对刀仪测量刀具的长度，然后把这个数值输入到刀具长度补偿寄存器中，作为刀长补偿。
使用刀具长度作为刀长补偿的理由如下：首先，使用刀具长度作为刀长补偿，可以避免在不同的工件加工中不断地修改刀长偏置。
半径补偿、长度补偿
当刀具半径补偿取负值时，G41和G42的功能互换。
G17 G18 G19
G43 G44
G41
G00/G01
1.刀补的建立 2.刀补执行 3.刀补的取消G40
X_ Y01
长度负补偿（补偿值 为正值，负向偏移）
G49 长度正补偿（补偿 值为正值，正向偏 移）
Z_
H_
T01S600M03 G00G54X-60Y-60Z50 G41G01X-60Y-30D01F100 X-60Y0 G43Z-10H01 G02X-30Y30R30 G01X30 G02X30Y-30R30 G01X-30 G02X-60Y0R30 G49Z50 G01X-60Y30 G40G00X-60Y60 G28X-60Y60Z50 M30
半径补偿、长度补偿
半径补偿目的：（1）当刀具磨损、重磨、更换新刀具而导致 直径变化时。 （2）可以用同一个程序，对零件对零件轮廓 进行粗、精加工。
长度补偿目的：长度补偿一般用于刀具在Z轴方向上实际位 移量比程序给定值增加或减少一个偏置量时， 可以不改变程序的情况下，通过改变偏置量， 使刀具到达程序中给定的Z轴深度位置。
安全面高度50mm ，厚10mm，程序原点位于上表面。
O
例：某弯头零件的外形轮廓如图所示，要求用直径Φ 10的立铣 刀精铣外形轮廓。手工编制零件程序。安全面高度50mm ， 进刀 /退刀方式;离开工件，直接/圆弧引入切向进刀，直 线退刀。工艺路线：走刀路线如图所示。 零件外形轮廓 (厚10㎜，程序原点位于上表面)
作业：要求用直径Φ20的立铣刀精铣外形轮廓。手工编制零件程序；
数控铣削加工刀具的补偿
一
的轮廓 轨迹是 不一 致的 。 因此 ， 在加 工过程 中须 对加工 刀具 的位置进 行 定 的调 整 ， 分 别为铣 削外 圆时 刀具 向工件外 侧移动 一段 距离， 铣 削内 圆则向内侧移动一 段距离 。 移动 距离在粗加 工和 半精加工 时＝ 加工余 量 ＋ 刀具半 径 ， 精加 工则为 刀具 半径 。 通 过补偿 ， 计 算出刀具中心的运动 路
工艺参数 。 距离 ， 但这 样输入 的补偿值 通常偏 大。 当利 用数控 机 床对 工件 进行轮 廓加 工 时， 编程 采 取 的刀具轨 迹 是 ４ ． 刀 具补 偿 的应 用
１ ， 前 言 相比传统 的机床 ， 数控 机床在 加工零件方面 ， 通过 编制数控程序 ，
以工件 的轮 廓尺寸为标 准。由于 铣 刀的运动 轨 迹和 工件加 工轮廓 不 一 刀具 补 偿可 以避 免重复编 程 ， 减 轻编程 人员的工作强度 ， 提 高了数 致， 若数 控机 床无法 进行半 径补偿 ， 则需 要针 对刀具 中心 轨迹 进行程 序 控加 工的加 工质量和 效率 。 编程 人员可 以直接加 工工件轮廓 ， 而且编 制 当编制 完工件轮 廓加 编制 ， 通过一 系列计算 修改 程序 ， 相 当复 杂而且 加工 质量很难 保证 。 若 的程 序 可 以在粗 加工 和精加 工 工序 中重复使 用。
．
藏青稔
数控铣削加工刀具的补偿
刘 志强
中国电子科技集 团公司第５ ３ 研究所
【 摘 要ｌ简 述数控铣削的刀具半径补偿与刀具长度补偿， 以及 刀具
补偿对 于数控加工精度的重要性 。 【 关键 词ｌ数控铣削加工 ； 刀具补偿 刀具 的损坏 。
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。
数控加工编程习题集1
数控加工编程习题集1四、问答题1、什么是刀具的半径补偿和刀具长度补偿？答：(1)因为刀具总有一定的刀具半径或刀尖的圆弧半径，因此在零件轮廓加工过程中刀位点运动轨迹并不是零件的实际轮廓，它们之间相差一个刀具半径，为了使刀位点的运动轨迹与实际轮廓重合，就必须偏移一个刀具半径，这种偏移称为刀具半径补偿。
(2)刀具长度补偿，是为了使刀具顶端到达编程位置而进行的刀具位置补偿。
2、数控编程的步骤什么？答：分析工件图样、确定工艺过程、数值运算、编写工件加工程序单、制作操纵介质、校验操纵介质、首件试切3、切削用量是否合理的标准是什么？答：切削用量是指主轴转速、进给速度和背吃刀量。
主轴转速 n 依照承诺的切削速度来确定，进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，要紧依照工件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料进行选择。
背吃刀量由机床、夹具、刀具、工件组成的工艺系统的刚度确定。
在系统刚度承诺的情形下，尽量选取背吃刀量等于加工余量。
切削用量各参数应依照机床说明书、手册并结合实践体会确定。
同时，应该使主轴转速、进给速度及背吃刀量三者能相互适应，以形成最佳切削用量。
4、试述字地址程序段的构成与格式答：字地址程序段格式是以地址符开头，后面跟随数字或符号组成程序字。
通常字地址程序段中程序字的顺序及格式如下： N顺序号G预备功能X±坐标运动尺寸Y±坐标运动尺寸Z±坐标运动尺寸F进给速度S主轴转速M辅助功能附加指令。
5、G90 X20.0 Y15.0与G91 X20.0 Y15.0有什么区别？答：G90表示绝对尺寸编程，X20.0、Y15.0表示的参考点坐标值是绝对坐标值。
G91表示增量尺寸编程，X20.0、Y15.0表示的参考点坐标值是相对前一参考点的坐标值。
6、简述G00与G01程序段的要紧区别？答： G00指令要求刀具以点位操纵方式从刀具所在位置用最快的速度移动到指定位置，快速点定位移动速度不能用程序指令设定。
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。
数控编程-刀具长度补偿
任务描述
1.用直径为10mm,长度为100mm的钻头,在A(50,20)的位置钻12毫米深的孔 ；
2.用直径为5mm,长度为80mm的钻头,在B(50,80)的位置钻12毫米深的孔 （使用G43刀具长度补偿指令）。
Y
B（50，80 ）
A（50，20）
O（0，0）
X
Ø10钻头钻孔的程序与仿真过程
O0001; G54G90G80G40G49G17 G21; M3S1000; G0X50.Y20.; Z10.; G98G83Z-12.R3.Q4.F50; G0G49Z100.; G91G28Z0; M30; %
刀具长度补偿指令 （G43、G44和G49）的应用
2.2.4 数控铣加工的刀具长度补偿
刀具长度补偿 G43，G44，G49
格式：G43(G44) Z_ H_ 其中： Z为补偿轴的终点值。根据补偿的实际需要，还可 以为X、Y等，但在程序中只能选一个。H为刀具长度偏移 量的存储器地址。和刀具半径补偿一样，长度补偿的偏置 存储器号有H00~H99共100个，偏移量用MDI方式输入， 偏移量与偏置号一一对应。偏置号H00一般不用，或对应 的偏移值设置为0。 使用G43指令时，实现正向偏置；用G44指令时，实现负 向偏置。 取消长度补偿指令格式：G49 Z(或X或Y) 实际上，它和指令G44/G43 Z H00的功能是一样的。 G43、G44、G49为模态指令，它们可以相互注销。
采用G43、G83指令用Ø5钻头钻孔
，
当H01=-20时，可以钻出目标孔 O0002; G54G90G80G40G49G21; M3S1000; G0X50.Y80.; G0G43Z100.H01; Z10.; G98G83Z-12.R3.Q4.F50; G0G49Z100.; G91G28Z0; M30; %
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
数控加工中的三种补偿和补偿技巧
三种补偿在数控加工中有3种补偿：刀具长度的补偿；刀具半径补偿；夹具补偿。
这三种补偿基本上能解决在加工中因刀具外形而产生的轨迹问题。
下面是三种补偿在一般加工编程中的应用。
一、刀具长度补偿：1．刀具长度的概念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，假如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。
此时假如设定刀具补偿，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.刀具长度补偿的工作使用刀具长度补偿是通过执行含有G43（G44）和H指令来实现的，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。
3.刀具长度补偿的两种方式（1）用刀具的实际长度作为刀长的补偿（推荐使用这种方式）。
使用刀长作为补偿就是使用对刀仪测量刀具的长度，然后把这个数值输入到刀具长度补偿寄存器中，作为刀长补偿。
使用刀具长度作为刀长补偿的理由如下：首先，使用刀具长度作为刀长补偿，可以避免在不同的工件加工中不断地修改刀长偏置。
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。
4刀具补偿功能指令
刀具补偿功能指令
例2: 用Φ8的刀具，编写下图中的凹槽的精加工轮廓程序，加工深度为
3mm。
%0002
G54
M03 S1200
G00Z100
X-75Y40
Z10
G42X-62Y16D01
G01Z-3F100
X-39.73F300
G03X-27.14Y21.98R16
G02Y-21.98R-35
G03X-39.73Y-16R16
注意：1）刀具半径补偿平面的切换必须在补偿取消方式下进行；
2）刀具半径补偿的建立与取消只能用G00或G01指令，不
得是G02或G03；
1、刀具半径补偿G40、G41、G42
刀具补偿功能指令
刀具补偿功能指令
例1：考虑刀具半径补偿，编制下图中零件的加工程序：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3mm。
刀具补偿功能指令
刀具补偿功能指令
注意：
1）垂直于G17/G18/G19所选平面的轴受到长度补偿； 2）由于偏置号的改变而造成偏置值的改变时，新的偏置值并不 加到旧偏置值上。例如，H01的偏置值为20.0，H02的偏置值 为30.0，则
G90 G43 Z100.0 H01； Z将达到120.0（80） G90 G43 Z100.0 H02； Z将达到130.0（70）
G19：刀具长度补偿轴为X轴；
G49：取消刀具长度补偿；
G43：正向偏置（补偿轴终点加上偏置值）；
G44：负向偏值（补偿轴终点减去偏置值）；
X、Y、Z：G00/G01的参数，即刀补建立或取消的终点；
H：G43/G44的参数，即刀具长度补偿偏值号（H00～H99）， 它代表了刀补表中的长度补偿值（绝对值）。
数控机床刀补原理
数控机床刀补原理在数控机床加工中，刀具补偿（又称刀补）是一项非常重要的操作步骤，它可以有效地提高加工精度和效率。
本文将介绍数控机床刀补的原理及其在加工中的应用。
1. 刀具补偿的概念刀具补偿是指通过在数控编程中对刀具轨迹进行微小调整，以补偿刀具造成的尺寸误差。
在数控机床加工中，由于刀具磨损、热变形等原因，刀具的实际加工轨迹往往会与理论轨迹有一定的偏差，而通过刀具补偿可以在一定程度上消除这种偏差，从而保证加工件的质量。
2. 刀具补偿的类型2.1 几何补偿几何补偿是根据刀具的实际形状和尺寸对刀具轨迹进行调整。
主要包括半径补偿、长度补偿等。
通过对几何形状进行补偿，可以保证加工出的零件尺寸准确。
2.2 补偿方式补偿方式主要包括刀尖补偿、刀具半径补偿和长度补偿三种。
刀尖补偿是以刀尖坐标为基准进行的补偿；刀具半径补偿是以刀具圆弧轨迹的端点坐标为基准进行的补偿；长度补偿是以刀具长度方向的终点为基准进行的补偿。
3. 刀具补偿原理刀具补偿的原理是在数控编程中通过增加或减小刀具轨迹的相关参数来实现，这些参数会影响刀具所切削的路径。
根据实际情况，对刀具轨迹进行微调，从而达到补偿刀具尺寸误差的目的。
4. 刀具补偿的应用在数控机床加工中，刀具补偿广泛应用于各种加工类型，如铣削、钻削、车削等。
通过合理的刀具补偿操作，可以提高加工精度和效率，减少成本，并且适用于各种复杂曲线和曲面零件的加工。
5. 结语刀具补偿是数控机床加工过程中的重要环节，通过对刀具轨迹进行微小调整，可以有效地提高加工精度和效率。
掌握刀具补偿原理，合理应用刀具补偿技术，对于提高数控机床加工质量和效率具有重要意义。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
数控铣编程中刀具半径补偿和长度补偿
【摘要】刀具中心轨迹与工作轨迹常不重合。
通过刀具补偿功能指令，数控铣床系统可以根据输入补偿量或者实际的刀具尺寸，使数控铣床自动加工出符合程序要求的零件。
刀具半径补偿即根据按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。
【关键词】数控铣床；刀具；半径补偿；长度补偿
1.刀具半径补偿
由于数控加工的刀具总有一定的半径，刀具中心运动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。
在进行外轮廓加工时，使刀具中心偏移零件零件的外轮廓表面一个刀具半径值，加工内轮廓时，使刀具中心偏移零件内轮廓表面一个刀具半径值，这种偏移习惯上称为刀具半径补偿
数控铣床刀具类型0-9种，这些内容应当事前输入刀具编制文件。
刀具半径补偿的轮廓切削。
刀具半径补偿的灵活应用，灵活应用的思路使用刀具半径补偿功能。
随着计算机技术和数控技术的发展都经历了B（Base）功能C极坐标法，法、矢量判断法。
刀具补偿技术和C功能刀具半径技术。
目前，数控系统中普遍采用的是C功能刀具半径补偿技术。
2.C功能刀具半径补偿的基本思想
数控系统C功能刀具半径补偿的硬件结构由缓冲寄存器CS、工作寄存器AS和输出寄存器OS等部分组成。
在C功能刀补工作状态中，数控铣床装置内部总是同时存储着三个程序段的信息。
进行补偿时，第一段加工程序先被读入BS，在BS中算得的第一段编程轨迹被送到CS暂存后，又将第二段程序读入BS，算出第二段的编程轨迹。
接着对第一、第二两段编程轨迹的连接方式进行判别，根据判别结果，再对CS中的第一段编程轨迹进行相应的修正。
修正结束后，顺序地将修正后的第一段编程轨迹由CS送到AS，第二段编程轨迹由BS送入CS。
随后，由CPU将AS中的内容送到OS进行插补运算，运算结果送到伺服驱动装置予以执行。
当修正了第一段编程轨迹开始被执行后，利用插补间隙，CPU又命令第三段程序读入BS。
随后，又根据BS、CS中的第三、第二段编程轨迹的连接方式，对CS中的第二段编程轨迹进行修正。
3.功能刀具补偿类型及判别方法
通常数控铣床装置中能控制加工的轨迹通常只有直线和圆弧。
所有编程轨迹一般由四种轨迹转接方式，你直线与直线转接、直线与圆弧转接、圆弧与直线转接和圆弧与圆弧转接。
根据前后两段程序程序轨迹交角外在工作侧的角度（矢量的夹角）的不同，有伸长型、缩短型和插入型三种过渡（转接）类型。
图2为直线转接情况；
刀具补偿的理论及其实现，目前在数控铣床中都已经是比较成熟的技术，刀具的运动轨迹不等同于工件外形轮廓。
为了确保工件轮廓形状，加工时数控铣床必须根据工件轮廓和刀具的几何形状计算出刀具中心运动轨迹。
不同的刀具运动方向刀具中心运动轨迹的计算方法不同。
正确使用不同的刀具补偿功能才能加工出合格产品。
数控铣床一般都具有刀具补偿功能，所以在编程时可以不考虑刀具的实际尺寸f如长度和半径等），从而简化了编程工作。
如果编程采用了刀具补偿，在运行程序之前就必须输入相应的补偿值，这就是说数控铣床的刀具补偿功能是依照程序中的补偿指令（G41—G44）和补偿值实现的。
数控铣床通常都具备有刀具误差补偿功能。
通过刀具褂偿功能指令，数控铣床系统可以根据输补偿量或者实际的刀具尺寸，使数控铣床能够自动地加工出符合程序要求的零件。
刀具补偿功能能实现按零件轮廓编制的程序控制刀具中心的轨迹，以及在刀具半径和长度发生变化（如刀具更换、刀具磨损）时，可对刀具半径或长度作相应的补偿，而不需要修改程序。
刀具补偿概念出现并应用到数控铣床中后，编程人员就可以直接按照工件的轮廓尺寸进行程序编制。
在建立、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。
当刀具磨损或更换后，加工程序不变，只需要更改程序中刀具补偿的数值。
刀具补偿使用简单、方便，能极大提高编程的工作效率。
4.结论
在数控机床进行轮廓加工中，由于刀具有一定的半径，刀具中心轨迹与工作轨迹常不重合。
通过刀具补偿功能指令，数控铣床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。
刀具半径补偿即根据按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。
刀具半径补偿功能已广泛应用于数控加工中，对数控技术的发展有很大的指导意义。
【参考文献】
[1]王申银，谢伟丽.刀具半径补偿指令在数控编程中的应用[J].机电工程技术，2011，03：19-21+43+109.
[2]彭朝晖，彭双平，唐志英.数控编程中的刀具半径补偿[J].硅谷，2012，16：168-170.
[3]张占宽.数控铣编程中的刀具补偿[J].林业机械与木工设备，2005，04：36-39.
[4]康家乐.数控机床C机能刀具半径补偿技术研究[D].合肥工业大学，2009.
[5]吴小芳.数控铣床中刀具半径补偿的应用[J].科技致富向导，2011，33：166.。