数控车床刀具补偿及换刀程序
数控加工的补偿方法
数控加工的补偿方法在20世纪六七十年代的数控加工中没有补偿的概念，所以编程人员不得不围绕刀具的理论路线和实际路线的相对关系来进行编程，这样容易产生错误。
补偿的概念出现以后，大大地提高了编程的工作效率。
在数控加工中有刀具半径补偿、刀具长度补偿和夹具补偿。
这三种补偿方法基本上能解决在加工中因刀具形状而产生的轨迹问题。
1、刀具半径补偿在数控机床进行轮廓加工时，由于刀具有一定的半径（如铣刀半径），因此在加工时，刀具中心的运动轨迹必须偏离实际零件轮廓一个刀具半径值，否则实际需要的尺寸将与加工出的零件尺寸相差一个刀具半径值或一个刀具直径值。
此外，在零件加工时，有时还需要考虑加工余量和刀具磨损等因素的影响。
有了刀具半径补偿后，在编程时就可以不过多考虑刀具直径的大小了。
刀具半径补偿一般只用于铣刀类刀具，当铣刀在内轮廓加工时，刀具中心向零件内偏离一个刀具半径值；在外轮廓加工时，刀具中心向零件外偏离一个刀具半径值。
当数控机床具备刀具半径补偿功能时，数控编程只需按工件轮廓进行，然后再加上刀具半径补偿值，此值可以在机床上设定。
程序中通常使用G41/G42指令来执行，其中G41为刀具半径左补偿，G42为刀具半径右补偿。
根据ISO标准，沿刀具前进方向看去，当刀具中心轨迹位于零件轮廓右边时，称为刀具半径右补偿；反之，称为刀具半径左补偿。
在使用G41、G42进行半径补偿时，应采取如下步骤：设置刀具半径补偿值；让刀具移动来使补偿有效（此时不能切削工件）；正确地取消半径补偿（此时也不能切削工件）。
当然要注意的是，在切削完成且刀具补偿结束时，一定要用G40使补偿无效。
G40的使用同样遇到和使补偿有效相同的问题，一定要等刀具完全切削完毕并安全地退出工件后，才能执行G40命令来取消补偿。
2、刀具长度补偿根据加工情况，有时不仅需要对刀具半径进行补偿，还要对刀具长度进行补偿。
程序员在编程的时候，首先要指定零件的编程中心，才能建立工件编程的坐标系，而此坐标系只是一个工件坐标系，零点一般在工件上。
数控机床刀具补偿功能的应用
刀具长度补偿是通过调整刀具在Z轴上 的位置来实现对工件表面的加工，而刀 具半径补偿则是通过调整刀具在X轴或 Y轴上的位置来实现对工件表面的加工
。
刀具补偿功能可以提高加工精度、减少 加工时间、降低加工成本。
刀具补偿的参数设置
01
刀具补偿参数主要包括刀具类型、刀具直径、刀具长
度、刀具角度等。
面形状和尺寸的高精度控制。
数控铣床应用
在数控铣床上，刀具补偿可应用于 三维空间加工，如曲面加工、五轴 加工等，以实现复杂零件的高效加 工。
加工中心应用
在加工中心上，刀具补偿可应用于 多轴联动加工，实现复杂零件的高 效加工。
02
CATALOGUE
刀具补偿的原理与实现
刀具补偿的原理
刀具补偿的基本原理是通过对刀具位置 的调整，以实现工件表面形状和尺寸的 精确控制。补偿分为刀具长度补偿和刀
03
提高生产效率
降低成本
通过快速调整刀具补偿参数，可 以减少换刀和调试时间，提高生 产效率。
正确使用刀具补偿功能可以减少 刀具磨损和报废，降低生产成本 。
数控机床刀具补偿功能的发展趋势与前景
智能化
随着人工智能技术的发展，未来刀具补偿功能将更加智能化，能够根据加工条件和刀具磨损情况自动调整补偿参数， 提高加工精度和效率。
04
CATALOGUE
数控机床刀具补偿功能的优化与改进
刀具补偿的误差分析
01
02
03
刀具几何误差
刀具的几何形状和尺寸对 加工精度产生直接影响。
刀具磨损误差
刀具在切削过程中会逐渐 磨损，导致加工精度下降 。
受热变形误差
切削过程中产生的热量会 导致刀具和工件变形，从 而影响加工精度。
数控车床刀具补偿知识
（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。
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 刀位点，根据相应的代码方位进行刀补计算处理。
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.
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.
N11 M30
五、换刀程序编写
G27、G28、G29. ----- 参考点控制
1、格式：
1、关于参考点操作的指令
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
过程：
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。 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。
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。
O1111
例2：考虑刀尖半径补偿
N1 G92 X40.0 Z10.0
数控车床加工中的刀具补偿应用
段 外圆作 为基准 ，０ 、０ 等 刀具依 次触碰 已加工 表面 ， Ｔ ２Ｔ ３ 分 输 入并 显示 。 ４所 示 为 Ｆ Ｎ 图 Ａ ＵＣ控制 系统 的刀具 补偿值 别记录移动偏差至相应刀具 的长度补 偿号对 应的 ｘ值处 。 图 １ 示 为 刀具 长 所 度 补 偿生 效 后 ，实 际刀 具 移 动示 意 图 。如果 不 使 用 刀具 补偿 ，调用 程
设定 完 Ｔ １ 具 的 ｚ轴坐 标 系。 由于 在加 工 过程 中还 需 ２ ０刀 ． 刀补 参数 设置 ３
加 工前 ， 数控 系统 刀具补偿 界面 内分别设置 ｘ ｚＲ 在 、、 、 等刀具分别设定 ｚ向长度补偿。方法为依次将 Ｔ ２Ｔ ３ Ｔ ０ 、０ 参数 所需 的数值 ， 复位 清空数控缓存 区内的加工程序 ， 重 等刀具触碰 Ｔ １ ０ 刀具加工完成的 ｚ向基准面 ，并将机床 新调人所需加工程序以使新设置的刀具补偿参数各值生效。 所 显示 的 ｚ向 坐标 ，带 符号 分别 设 定 到对 应 刀具 的长 度 参数 设 置 时 ， 首先 进 入 ［ Ｆ Ｓ ＴｗＥ Ｒ］ 置量 显示 ０ ＦＥ ， Ａ 偏
设 定界 面 。
ＯＦ ＥＴ Ｗ ＥＡＲ ＦＳ ／ ＮＯ． Ｗ０ ｌ ＷＯ ２ ＷＯ ３ Ｗ０ ４ Ｗ０ ５ Ｗ０ ６ Ｘ １０ ０ ．０ ０．０ ０ ０ ０．０ ０ ０ ００ ０ ．０ ００ ０ ．０ ０．０ ０ ０ Ｚ １０ ０ ０ ００ ０ ．０ ００ ０ ．０ ００ ０ ．０ ００ ０ ．０ ００ ０ ０ ０ Ｒ ０４０ ． ０ ＯＯｏ ． ０ Ｎ Ｔ ｌ Ｏ
序 段 ： ６ Ｇ ０ Ｎ ０ ０ Ｘ２ ０
０００ ． ０
０ｏ Ｏ ．０ ０．０ ０ ０ ００ ０ ．０
０
０ ０ ０
ｚ ５Ｔ ２ ０ 刀 具 将 从 ０ １ ００ ，
浅析数控系统的刀具补偿
浅析数控系统的刀具补偿作者：陈永红来源：《现代企业文化·理论版》2010年第10期摘要：文章通过对不同数控机床的刀具补偿功能较全面的分析和计算。
掌握了其刀具补偿应用技能，为在理论教学和实践操作解决各种具体实际问题，提供了参考。
关键词：数控机床；刀具补偿；刀具轨迹；刀位点一、数控刀具补偿功能使用立铣刀在数控铣床或数控加工中心上加工工件时，可以清楚看出刀具中心的运动轨迹与工件已加工轮廓不重合，这是因为工件轮廓是立铣刀以运动包络的方式形成的。
立铣刀的中心称为刀具的刀位点，刀位点的运动轨迹即代表刀具的运动轨迹。
在数控加工中是按工件轮廓尺寸编制程序，还是按刀位点的运动轨迹编制程序，需要根据具体情况来处理。
二、数控系统中的刀具补偿(一)数控车床刀具补偿1刀具位置补偿。
对于刀具磨损或重新安装刀具引起的刀具位置变化，建立、执行刀具位置补偿后，其加工程序不需要重新编制。
办法是测出每把刀具的刀位点相对于某一理想位置的刀位偏差(X向与Z向)并输入到指定的存储器内，程序执行刀具补偿指令后，当前刀具的实际位置就到达理想位置。
2刀尖圆弧半径补偿。
编制数控车床加工程序时，车刀刀尖被看作是一个点(假想刀尖P 点)，但实际上为了提高刀具的使用寿命和降低工件表面粗糙度，车刀刀尖被磨成半径不大的圆弧，这必将产生加工工件的形状误差。
由于刀尖圆弧所处的特殊位置。
车刀的形状对工件加工也将产生影响，而这些可采用刀尖圆弧半径补偿来解决。
3刀补参数。
每一个刀具补偿号对应刀具位置补偿(X和Z值)和刀尖圆弧半径补偿(R和T值)共4个参数，在加工之前输入到对应的存储器。
在自动执行过程中，数控系统按该存储器中的X、Z、R、T的数值，自动修正刀具的位置误差和自动进行刀尖圆弧半径补偿。
意义：在进行工件轮廓的加工时，由于刀具半径、刀尖半径的存在，刀具中心或假想刀尖和工件轮廓不重合。
当刀具磨损、重磨、换刀时，要重新计算刀心轨迹，修改程序。
然而当数控系统具备刀具半径自动补偿功能时，则只需按工件轮廓进行编程，数控系统会自动计算刀心轨迹，使刀具偏离工件轮廓一个半径值，不需要修改程序。
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。
刀具补偿功能概述
N050 X29.567 Z-2;
倒角
N060 Z-18;
车螺纹外表面Φ29.567
N070 X26 Z-20;
倒角
N080 W-5;
车Φ26槽
N090 U10 W-10;
车锥面
N100 W-10;
车Φ36圆柱面
N110 G02 U-6 W-9 R15;
车R15圆弧
N120 G02 X40 Z-69 R25; 车R25圆弧
N060 X120 W-150;
车削圆锥面
N070 X200 W-30;
车削圆锥台阶面
N080 Z50;
车削Φ200外圆面
N090 G40 G00 X300 Z300; 退刀取消刀补
N100 M02;
%
9.4 刀具补偿功能 图9-30 刀尖圆弧半径补偿的应用
9.4 刀具补偿功能
例9-11 形状尺寸相同部位加工的子程序调用，如图9-31所示，已知毛
常见的需要进行刀具长度补偿的情况有三种。 (1) 不同刀具刀位点的补偿。通常需要多把刀具加工同一零件，每把刀具的 形状尺寸均不相同，编程时是以其中一把刀具的刀尖为基准设定工件坐标系 的，利用刀具长度补偿功能可把所有刀具的刀尖都移到此基准点。 (2) 同一刀具磨损或重磨后的补偿。当刀具磨损或重磨后再把它准确的安装 到程序所设定的位置是非常困难的，总是存在着位置误差。这种位置误差在 实际加工时便成为加工误差。因此在加工前，必须用刀具长度补偿功能来修 正安装位置误差。 (3) 同一零件轮廓粗精加工余量补偿。同一零件轮廓采用同一程序进行粗精 加工，为了留出精加工余量Δ，可在粗加工前设置刀具偏置量为Δ，利用刀具 长度补偿功能实现。
9.4 刀具补偿功能
9.4 刀具补偿功能 图9-32 轴类零件
数控车床加工刀具补偿功能怎么用？
数控车床加⼯⼑具补偿功能怎么⽤？⼀、数控车床⽤⼑具的交换功能1. ⼑具的交换指令格式⼀：T0101；该指令为FANUC系统转⼑指令，前⾯的T01表⽰换1号⼑，后⾯的01表⽰使⽤1号⼑具补偿。
⼑具号与⼑补号可以相同，也可以不同。
指令格式⼆：T04D01；该指令为SIEMENS系统转⼑指令，T04表⽰换4号⼑，D01表⽰使⽤4号⼑的1号⼑沿作为⼑具补偿存储器。
2. 换⼑点所谓换⼑点是指⼑架⾃动转位时的位置。
⼤部分数控车床，其换⼑点的位置是任意的，换⼑点应选在⼑具交换过程中与⼯件或夹具不发⽣⼲涉的位置。
还有⼀些机床的换⼑点位置是⼀个固定点，通常情况下，这些点选在靠近机床参考点的位置，或者取机床的第⼆参考点来作为换⼑点。
⼆、⼑具补偿功能1. ⼑具补偿功能的定义在数控编程过程中，为使编程⼯作更加⽅便，通常将数控⼑具的⼑尖假想成⼀个点，该点称为⼑位点或⼑尖点。
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（系统画⾯上为“⼑具补正”）功能。
数控车床的⼑具补偿分为：⼑具偏移（也称为⼑具长度补偿）⼑尖圆弧半径补偿2. ⼑位点的概念所谓⼑位点是指编制程序和加⼯时，⽤于表⽰⼑具特征的点，也是对⼑和加⼯的基准点。
数控车⼑的⼑位点如图所⽰。
尖形车⼑的⼑位点通常是指⼑具的⼑尖；圆弧形车⼑的⼑位点是指圆弧刃的圆⼼；成形⼑具的⼑位点也通常是指⼑尖。
三、⼑具偏移补偿1. ⼑具偏移的含义⼑具偏移是⽤来补偿假定⼑具长度与基准⼑具长度之长度差的功能。
车床数控系统规定X轴与Z 轴可同时实现⼑具偏移。
⼑具⼏何偏移：由于⼑具的⼏何形状不同和⼑具安装位置不同⽽产⽣的⼑具偏移。
⼑具磨损偏移：由⼑具⼑尖的磨损产⽣的⼑具偏移。
⼑具偏移补偿功能⽰例：FANUC系统的⼑具⼏何偏移参数设置如图所⽰，如要进⾏⼑具磨损偏移设置则只需按下软键[磨耗]即可进⼊相应的设置画⾯。
图中的代码“T”指⼑沿类型，不是指⼑具号，也不是指⼑补号。
刀具位置补偿
前言数控车床通常连续实行各种切削加工，刀架在换刀时前一刀具刀尖位置和新换的刀具位置之间会产生差异，刀具安装也存在误差、刀具磨损和刀尖圆弧半径等误差，若不利用刀具补偿功能予以补偿，就切削不出符合图样要求形状的零件。
此外，合理利用刀具补偿还可以简化编程。
数控车床的刀具补偿可分为两类，即刀具位置补偿和刀具半径补偿。
1 刀具位置补偿加工过程中，若使用多把刀具，通常取刀架中心位置作为编程原点，即以刀架中心! 为程序的起始点，如图1所示，而刀具实际移动轨迹由刀具位置补偿值控制。
由图1（a）可见，刀具位置补偿包含刀具几何补偿值和磨损补偿值。
图1 刀具位置补偿由于存在两种形式的偏移量，所以刀具位置补偿使用两种方法，一种方法是将几何补偿值和磨损补偿值分别设定存储单元存放补偿值，其格式为：另一种方法是将几何偏移量和磨损偏移量合起来补偿，如图（b）所示，其格式为：总补偿值存储单元编号有两个作用，一个作用是选择刀具号对应的补偿值，并执行刀具位置补偿功能；另一个作用是当存储单元编号00时可以取消位置补偿，例如T0100，表示消去+号刀具当前的补偿值。
图2表示位置补偿的作用，图2中的实线是刀架中心A 点的编程轨迹线，虚线是执行位置补偿时A 点的实际轨迹线，实际轨迹的方位和X、Z轴的补偿值有关，其程序为：N010 G00 X10 Z-10 T0202；N020 G01 Z-30；N030 X20 Z-40 T0200；图2 刀具位置补偿作用数控车床系统刀具结构如图3所示，图3中P为假想刀尖，S为刀头圆弧圆心，r为刀头半径，A为刀架参考点。
图3 车刀结构车床的控制点是刀架中心，所以刀具位置补偿始终需要。
刀具位置补偿是用来实现刀尖圆弧中心轨迹与刀架参考点之间的转换，对应图3中A与S之间的转换，但是实际上我们不能直接测得这两个中心点之间的距离矢量，而只能测得假想刀尖! 与刀架参考点$ 之间的距离。
为了简便起见，不妨假设刀头半径r=0，这时可采用刀具长度测量装置测出假想刀尖点P相对于刀架参考点的坐标和，并存入刀具参数表中。
数控车床操作之数控车对刀与刀补PPT课件(35页)
• 刀位点：
• 刀位点是表示刀具特征的点，一般是刀具上的 一点。
刀尖点 • 尖形车刀的刀位点为假想
，园
形车刀的刀位点为园相对工件运动的起点,即加工 程序开始时刀具刀尖点的起始位置,经常也 把它作为加工程序的终点。
(3)对刀点：
• 对刀点是用来确定刀具与工件的相对位置 关系的点.是确定工件坐标系与机床坐标系 关系的点。
• 式中：X、 Z：快速点定位的终点绝对坐标值。
• U、W ：快速定位终点相对于起点(上一点)的
位移量相对坐标值
2、直线插补指令：
• 控制刀具在坐标轴间以插补联动方式按指定进 给速度做任意斜率的直线运动.
• 指令格式: G01 X Z F_ ；
•
G01 U W F_ ；
• 式中：X、 Z：直线插补的终点坐标值。
后续课程安排：
• 仿真机房：数控车床对刀仿真操作
•
1.后现代社会以大众文化的兴起为特 征，而 大众文 化要求 文化的 大众消 费性质 ，图像 以强有 力的视 觉冲击 力成为 实现大 众消费 的主要 途径。
•
2.传统意义上的书籍，没有图像的填 充就被 边缘化 ，纯文 学也只 有借助 图像才 能走向 市场中 心、大 众视野 ，充斥 市场的 总是图 文并茂 的大众 读物， 这就形 成了当 下对文 学的消 费由读 字到读 图的转 变。
•
3.当然，文学毕竟是图像无法取代的 ，人类 文明的 传播方 式从图 像过渡 到文学 ，就是 因为文 字的抽 象描述 、概括 能力是 超越图 像的。 文字通 过语言 唤起人 脑中的 想象， 其魅力 在于建 构一个 内视形 象，这 种内视 审美是 文学独 有的， 语言艺 术独有 的。
•
4.文学独特的“味外之旨”、“韵外 之致” ，其丰 富性和 多重意 义，依 靠图像 是永远 无法接 近的。 图像的 直观性 正好切 断了这 种对文 字魅力 的省思 和想象 。
数控机床自动换刀系统的使用方法
数控机床自动换刀系统的使用方法数控机床自动换刀系统是一种现代化的工艺装备，它能够自动完成刀具的安装和拆卸，极大地提高了机床的工作效率和自动化水平。
在这篇文章中，我们将详细介绍数控机床自动换刀系统的使用方法，以帮助读者更好地了解和应用这一技术。
首先，数控机床自动换刀系统的基本原理是通过刀库来存放各种不同类型的刀具，并且能够根据加工程序的要求自动选择并安装适当的刀具。
在使用之前，我们需要先对刀具进行合理的编码和分类，并将其放置在刀库中。
接下来，我们需要进行合适的设置和调整。
首先，通过数控系统进入自动换刀的菜单界面，选择相应的刀库和刀具编号。
然后，根据加工零件的要求，选择适当的刀具参数和加工工艺参数，如切削速度、进给速度等。
最后，将设定好的加工程序加载到数控系统中。
在机床开始加工前，我们需要执行一次预热功能，以确保刀库、刀具和机床处于最佳状态。
同时，还需要检查刀具的完好程度，如刀片的磨损情况、刀具的固定性等。
如果存在问题，及时更换和调整刀具，以保证加工质量和安全。
在实际操作中，数控机床自动换刀系统的使用方法还需注意以下几点。
首先，严禁在机床运行状态下打开刀库门，以防止刀库和刀具的损坏。
其次，操作人员必须经过专业的培训和熟悉使用手册，掌握换刀系统的操作要领和注意事项。
再次，要定期对刀具和机床进行保养和维护，以延长其使用寿命。
此外，数控机床自动换刀系统的使用方法还需要根据具体的机床类型和加工要求进行灵活调整。
例如，在加工不同材料的零件时，需要选择适宜的刀具材质和切削参数；在进行复杂轮廓和曲线加工时，需要使用特殊形状的刀具，并调整切削路径和刀具补偿等。
总结起来，数控机床自动换刀系统的使用方法是一个复杂而重要的技术，它能够提高机床的生产效率和一致性。
通过合理设置和调整刀具参数，以及进行正确的操作和维护，可以确保刀具的安全性和加工质量。
然而，在使用过程中还需要注意刀具的选择和切削参数的调整，以适应不同的加工需求。
fanuc 0i-td系统车床自动补偿和定量换刀技术
2020年 第2期冷加工58智能制造Intelligent ManufactureFANUC 0i -TD 系统车床自动补偿和定量换刀技术■■湖南天雁机械有限责任公司 （湖南衡阳 421005） 莫晓腾 江文广摘要：通过在数控程序中设置当加工一定数量产品时自动进行刀具磨损补偿，当刀具加工到设定的产品数量时系统报警，提示操作员更换刀具，提高产品质量和生产效率。
关键词：自动补偿；定量换刀；FANUC 0i -TD 系统FA N U C 0i -T D 数控系统在数控车床中应用广泛，数控系统中具有刀具补偿和刀具寿命管理功能，产品在加工过程中由于刀尖磨损，产品尺寸发生变化，可在刀具补偿中输入相应的补偿量进行补偿，还可在刀具寿命计数器中输入相应的刀具使用寿命数值，达到设定的加工数量时提示操作员换刀。
本文介绍我公司自动生产线上使用FANUC 0i -TD 数控系统的车床，自动上、下料，循环加工产品，在加工程序中进行自动补偿和定量换刀，操作员操作多台数控车床，提升了产品质量和生产效率。
1. 自动补偿通过统计某型号的刀片每一个刀尖加工产品尺寸的变化情况，找出刀尖磨损的变化规律，设定加工多少件产品时需要补偿，补偿量是多少，补偿多少次刀尖使用寿命结束，在数控加工程序中进行控制。
例如：每个刀尖加工第50件产品后需要补偿，加工第80件产品后需要补偿，每次补偿量是0.03mm ，补偿两次刀尖使用寿命结束。
共用变量#500＝50，#501＝0.03，#503＝80。
宏程序如下：O 0001；……T0101；#100=#100+1；IF[#100 GT #500] GOTO 20；G00 X42.5 Z0.1；G01 X0 F0.18；Z0； X42.5；GOTO40；N20 IF[#100 GT #503] GOTO 30；G00 X42.5 Z0.1-#501；G01 X0 F0.18；Z0-#501； X42.5；GOTO40；N30 G00 X42.5 Z0.1-2*#501；G01 X0 F0.18 ；Z0-2*#501； X42.5；N40 M05；2. 定量换刀定量换刀是刀具加工到设定的工件数量时，系统输出刀具寿命结束报警，提示操作员更换刀具。
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
加工中心的刀具和刀具补偿
（1）编程 T__ ；刀具号：l～32000，T0表示没有刀具 说明：系统中最多同时存储32把刀具。 （2）编程举例5.39 不用M6更换刀具： N10 T1 ；刀具1 … N70 T5 ；刀具5 用M6更换刀具： N10 T5 ；预选刀具5 N15 M6 ；执行刀具更换，然后T5有效
刀尖半径补偿（切削刃半径补偿） 工件轮廓左边／右边补偿
刀尖半径补偿（切削刃半径补偿） 工件轮廓左边／右边补偿
沿着刀具的运动方向观察，刀具在工件的左侧，为左刀补用G41。刀具在工件的右侧，为右刀补用G42
刀补建立
刀补取消
刀 补 执 行
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汇报人姓名
铣销凸台轮廓程序的实例；工件如图所示，凸台高为5mm。
第七章 SIEMENS 802D加工中心的编程
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内容摘要 刀具和刀具补偿
汇报人姓名
第四节 刀具和刀具补偿
一、刀具T 用T指令编程可以选择刀具。有两种方法来执行：一种是用T指令直接更换刀具，另一种是仅仅进行刀具的预选，换刀还必须由M06来执行。选择哪一种，必须在机床参数中确定： 1）用T指令直接更换刀具。 2）仅用T指令预选刀具，另外还要用M6指令配合才可进行刀具的更换。
第四节 刀具和刀具补偿
刀具补偿
01
0四、刀具长度补偿 刀具长度补偿基格式：T1 D1 说明：刀具更换后，程序中调用的刀具长度补偿立即生效；如未指定所调用的刀具参数号时，数控系统会自分理处调用相应刀具的第一号刀具参数值D1；如果编程D0，则刀具补偿值无效. （1）编程 T1 M06 G54 G90 G00 X100 Y100 F100 S600 M03 D1 Z20
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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五、换刀程序编写
1、关于参考点操作的指令
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.
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
4、机床自动刀具半径补偿
（1）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。
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
G42
G41
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。 （4）、G41、G42指令不要重复规定，否则会产生一种特殊的补偿。
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.
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.
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。
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。
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刀位 点，根据相应的代码方位进行刀补计算处理。
5、刀具半径补偿指令 格式： G41 G00
G42 G01
X __ Z __
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
G40 G00 X__ Z __
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.
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.
数控车床刀具补偿及换刀程序
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.
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.
例2：考虑刀尖半径补偿
O1111 N1 G92 X40.0 Z10.0 N2 T0101
N3 M03 S400
D
C （24，-24）
N4 G00 X40.0 Z5.0 N5 G00 X0.0 N6 G42 G01 Z0 F60 (加刀补)
O
N7 G03 X24.0 Z-24 R15
N8 G02 X26.0 Z-31.0 R5
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）
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
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.
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。
二、刀具补偿的种类
几何位置补偿 刀具的几何补偿 刀具补偿
（TXXXX实现）
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 当前刀具号 刀补地址号 过程： 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。 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。
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。
（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。
磨损补偿
刀尖圆弧半径补偿
（G41、G42实现）
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。
图示
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