9刀具长度补偿功能
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。
发那科加工中心编程
意义 程序号 顺序号 指定移动方式 坐标轴移动指令 圆弧半径 圆弧起点到圆弧中心的距离
进给速度
F
每分钟进给速度、每转进给速度
主轴功能 刀具功能 辅助功能 偏置号 暂停 程序号指定 重复次数 参数
S T M D、H P、X P L、P、K P、Q、R
主轴转速 刀号 机床上各种开关的控制 刀具补偿 暂停时间 子程序号 子程序重复次数 固定循环参数
◤
G01
G02
G03
G04
G05.1
G07.1(G107)
G08
G09
G10
G11 ◤ G15
G16
◤
G17
◤
G18
◤
G19
G20
G21
◤
G22
G23
G27
G28
G29
G30
组
功能
定位
直线插补 01 圆弧插补（顺时针）
圆弧插补（逆时针）
停刀，暂停
AI先行控制/AI轮廓控制
圆柱插补
00 先行控制
准确停止
设定工件坐标系/最大主轴速度 00
工件坐标系预置
每分钟进给 05 每转进给
13 恒表面速度控制 恒表面速度控制取消
固定循环返回到初始点 10
固定循环返回到R点
20 横向进磨控制取消 横向进磨控制
9
3、常用G代码说明
（1）绝对值编程（G90）和增量值编程（G91） 有两种方法指令刀具的移动：绝对值指令G90和增量值指令G91。 指令格式：G90 X_Y_Z_； G91 X_Y_Z_； 绝对值指令是刀具移动到“距坐标系原点的某一距离”的点； 增量值指令是指刀具从前一个位置移动到下一个位置的位移量。
2--刀具补偿及刀具长度补偿计算方法
（1）假设刀尖圆弧半径RS = 0 此时，P点与S点重合，根据图示的几何关系可知：
rF rP rPF
已知：
rF (Z F , X F )
rP (Z P ,
XP)
rPF (Z PF ,
X PF )
代入上式后得刀具长度补偿计算公式为：
X F X P X PF Z F Z P Z PF
三、刀具半径补偿计算 （一）刀具半径补偿原理 （1）什么是刀具半径补偿 在零件轮廓的加工过程中，数控系统的控制对象是加工刀具的中心点。 在加工零件轮廓时，数控系统必须使刀具中心在零件轮廓的法矢量方向上偏 移一个刀具半径值，这种偏移操作就称为刀具半径补偿。 刀具半径补偿就是根据零件轮廓计算出刀具中心轨迹的操作。一般来说， 有两种计算手段。
二、刀具长度补偿计算 当刀具的长度尺寸发生变化而影响工件轮廓的加工时，数控系统应对这种 变化实施补偿，即刀具长度补偿。 X
（1）车床情况 数控车床的刀具结构如右图所示。 S ：刀尖圆弧圆心； RS：刀尖圆弧半径； P（ZP，XP）：理论刀尖点； F（ZF，XF）：刀架相关点； （ZPF，XPF）：P点相对于F点的坐标。
LX X FP X PF LZ Z FP Z PF
此时刀具长度补偿计算公式可写成：
X F X P LX Z F Z P LZ
（2-3）
② 而在有些数控系统中，刀具参数表中的刀具长度参数采用刀尖点P相对于 刀架参考点F的坐标值（ZPF，XPF） ，即
(120,50)
G0 X30 Y20 G1 G42 X50 Y50 X120 Y80 G3 X90 Y110 I-30 J0 G1 X50 Y50 G1 G40 X30 Y20 G0 X0 Y0
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。
简述刀具补偿在数控加工中的作用
简述刀具补偿在数控加工中的作用
刀具补偿是一种在数控加工中常用的技术,旨在纠正加工过程中刀具的偏斜和长度不足等问题,保证加工质量和效率。
本文将简要介绍刀具补偿的基本原理和作用。
刀具补偿的基本原理是通过测量刀具的偏斜和长度不足,来调整数控加工中的刀具参数,使刀具沿着正确的轨迹运动,达到高质量的加工效果。
刀具补偿的主要工具是刀具补偿器,它可以通过改变刀具的偏斜和长度来补偿刀具的误差。
刀具补偿的作用包括:
1. 提高加工精度:刀具补偿可以帮助数控加工中心实现高精度加工,减少加工误差,提高产品的质量和一致性。
2. 降低加工成本:通过刀具补偿,可以实现刀具的精确定位,降低刀具的磨损和损坏,延长刀具的使用寿命,降低加工成本。
3. 改善加工过程的稳定性:刀具补偿可以帮助数控加工中心实现稳定的加工过程,降低加工过程中的噪声和震动,保证加工过程的一致性和稳定性。
刀具补偿在数控加工中的应用非常广泛,是实现高质量、高效率加工的重要技术之一。
随着数控加工技术的不断发展和进步,刀具补偿技术也在不断更新和改进,以适应不同的加工环境和需求。
刀具长度补偿
Bewise Inc. Reference source from the internet.刀具长度补偿功能，是数控机床的一项重要功能，在准备功能中用G43、G44、G49表示，但是若使用得不好很容易造成撞车和废品事故。
下面以加工中心为例，介绍生产实践中常用的几种刀具长度补偿方法。
1 刀具长度补偿功能的执行过程典型的指令格式为G43 Z_H_；或G44 Z_H_。
其中G43指令加补偿值，也叫正向补偿，即把编程的Z值加上H代码指定的偏值寄存器中预设的数值后作为CNC实际执行的Z坐标移动值。
相应的，G44指令减去预设的补偿值，也叫负向补偿。
当指令G43时，实际执行的Z坐标值为Z’=Z_+(H_)；当指令G44时，实际执行的Z坐标值为Z’=Z_-(H_)；这个运算不受G90绝对值指令或G91增量值指令状态的影响。
偏值寄存器中可预设正值或负值，因此有如下等同情况。
指令G43、H设正值等同于指令G44、H设负值的效果：指令G43、H设负值等同于指令G44、H设正值的效果。
因此一般情况下，为避免指令输入或使用时失误，可根据操作者习惯采用两种方式：只用指令G43，H设正值或负值：H只设正值，用指令G43或G44。
以下介绍使用较多的第一种情况。
指令格式中Z值可以为0，但H0或H00将取消刀具长度补偿，与G49效果等同，因为0号偏值寄存器被NC永远置0。
一般情况下，为避免失误，通过设定参数使刀具长度补偿只对Z轴有效。
例如当前指令为G43X_H_；时，X轴的移动并没有被补偿。
被补偿的偏置值由H后面的代码指定。
例如H1设20.、H2设-30.，当指令“G43 Z100.H1；”时，Z轴将移动至120.处：而当指令“G43 Z100. H2；”时，Z轴将移动至70.处。
G43(G44)与G00、G01出现在一个程序段时，NC将首先执行G43(G44)。
可以在固定循环的程序段中指令G43(G44)，这时只能指令一个H代码，刀具长度补偿同时对Z值和R值有效。
深圳市众为兴数控技术 ADT-CNC4840 铣床控制系统 说明书
ＡＤＴ－ＣＮＣ４８４０ 铣床控制系统 用 户 手 册深圳市众为兴数控技术有限公司 地址：深圳市南山区马家垅工业区３６栋５楼 邮编：５１８０５２ 目录第一篇：编程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．４１． 综述 (4)１．１ 可编程功能 (4)１．２ 准备功能 (9)１．３ 辅助功能 (11)２． 插补功能 (11)２．１ 快速定位（Ｇ００） (11)２．２ 直线插补（Ｇ０１） (12)２．３ 圆弧插补（Ｇ０２／Ｇ０３） (12)３． 进给功能 (14)３．１ 进给速度 (14)３．２ 自动加减速控制 (14)３．３ 暂停（ Ｇ０４ ） (15)４． 参考点和坐标系 (15)４．１ 机床坐标系 (15)４．２ 关于参考点的指令（ Ｇ２７、Ｇ２８、Ｇ２９ ） (15)４．３ 工件坐标系 (17)４．４ 平面选择 (19)５． 坐标值和尺寸单位 (19)５．１ 绝对值和增量值编程（Ｇ９０和Ｇ９１） (19)６． 辅助功能 (20)６．１ Ｍ代码 (20)６．２Ｔ代码 (21)６．３ 主轴转速指令（Ｓ代码） (21)７． 程序结构 (21)７．２ 程序正文结构 (21)７．２．５文件结束 (23)８． 简化编程功能 (23)８．１ 孔加工固定循环（Ｇ７３，Ｇ７４，Ｇ７６，Ｇ８０￣Ｇ８９） (23)9.刀具补偿功能 (35)９．１ 刀具长度补偿（Ｇ４３，Ｇ４４，Ｇ４９） (35)９．２ 刀具半径补偿Ｂ (37)第二篇 操 作 篇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．７５1.概要 (75)1.1手动操作 (75)1.2刀具按程序移动─自动运转 (76)1.3自动运转的操作 (76)1.4程序调试 (77)1.5程序的编辑 (78)1.6数据的显示及设定 (78)1.7显示 (79)2.操作面板说明 (79)2.1LCD面板 (79)2.2显示页面选择 (81)2.3操作方式选择 (81)2.4键盘的说明 (81)3.手动操作 (84)3.1手动返回参考点 (84)3.2手动连续进给 (85)3.3单步进给 (85)3.4手轮进给 (85)3.5手动辅助机能操作 (86)4.自动运行 (87)4.1自动运转 (87)4.2自动运转的停止 (87)4.3进给倍率 (88)5.调试 (88)5.1单程序段 (88)5.2跳过任选程序段（或机床软操作面板） (88)5.3输入信号检测输出信号测试 (88)6.安全操作 (88)6.1急停 (88)6.2超程 (89)7.报警处理 (89)8.程序存储、编辑、下载、显示 (89)8.1程序存储、编辑操作前的准备 (89)8.2把程序存入存储器中 (89)8.3程序检索 (89)8.4程序的删除 (90)8.5删除全部程序 (90)8.6字的插入、修改、删除 (90)8.7存储程序的个数 (91)8.8存储容量 (91)8.9程序下载 (91)8.10程序显示编辑界面 (93)9.数据的显示、设定 (93)9.1系统参数 (93)9.2刀补参数设定显示 (93)9.3工件坐标系设定 (93)9.4参数的显示 (96)9.5参数的设定和查询 (96)9.6机床软操作面板的显示及设置 (97)9.7设置参数设定 (97)9.8诊断显示设定 (98)10.显示 (99)10.1状态显示 (99)10.2程序显示 (100)10.3位置显示及清零 (101)第三篇 连 接 篇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．１０３1、系统结构 (103)1.1CNC4840数控系统的组成 (103)2、外部连接 (104)2.1外部接口图 (104)2.2电机驱动器控制接口 (106)对应外壳定义：机床输出扩展接口 (119)附录1规格一览表 (122)附录2参数一览表 (125)附录4错误代码一览表 (132)附录5G功能一览表 (133)附录6工件坐标系设定及对刀 (135)第一篇：编程 １． 综述 １．１ 可编程功能 通过编程并运行这些程序而使数控机床能够实现的功能我们称之为可编程功能。
刀具的长度补偿功能
刀具的长度补偿功能教学目的和要求：要求学生了解长度补偿功能的作用，以及如何使用刀具的长度补偿功能。
教学重、难点：如何正确的使用刀具的长度补偿指令。
相关知识：刀具的长度补偿功能是在加工中心中才使用的，在加工时刀具定位基准是相同的，都是以机床的主轴锥孔进行定位，但刀具的长度是各不相同的，在做加工时是由刀具的端面与零件接触的。
在换刀加工时，就必须改变程序中的数值，这样就会很麻烦。
有了刀具的长度补偿功能刀具的长度在发生改变时就只需改变刀具长度的补偿值，而不需要去修改程序值。
这就是刀具的长度补偿。
一、刀具长度补偿的指令格式取消长度补偿的指令G49其中G43是刀具的正向偏置G44是刀具的负向偏置二、刀具长度补偿的指令格式1、G43 刀具的正向偏置后的偏置结果在G43指令时是把H地址中的偏置值与Z轴指令的终点值相加做为Z轴的最终指令值。
例：G00 G43 H01 Z50 其中设H01的设定值为-100（Z轴的指令值）+（H01的设定值）=50+（-100）=-502、G44 刀具负向偏置后的偏置结果在G44指令时是把Z轴指定的终点值减去H地址中的偏置值做为Z轴的最终指令结果。
例：G00 G44 H01 Z50 其中设H01的设定值为100（Z轴指定的值）—（H01的设定值）=50—100=-50注意：可以发现在G43中负的和在G44中用正值偏置结果是相同的。
三、刀具长度补偿的方法刀具长度补偿的补偿方法通常有两种。
1、刀具的补偿值即为刀具的长度值这种方法必须在有对刀仪的前提下才能使用，这种方法只需要对刀仪测出长度后，输入相对的H地址栏中即可。
但工件坐标系中Z 轴的偏置值应为在机床坐标系中的实际值。
如图那么A刀G00 G43 H01 Z0的偏置结果就是如B图所示。
如方法不正确或没有偏置，即G00 Z0的位置则如图中C刀所示与工件发生了碰撞。
2、刀具的补偿值为刀尖到Z向零点的距离没有对刀仪的情况下常用这种方法。
即把工件坐标系中Z轴的偏置值设为0，用对刀的方法测出刀具的刀尖到Z向零点的距离，并输入H地址中如图。
数控设备刀具补偿技术讲解
刀具长度补偿:
补偿刀具长度方向尺寸的变化.
三、刀具补偿的方法
• •
人工预刀补：人工计算刀补量进行编程 机床自动刀补：数控系统具有刀具补偿功能。
四、刀具半径补偿功能
1、刀具半径补偿的作用
在数控铣床上进行轮廓铣削时，由于刀具半径的 存在，刀具中心轨迹与工件轮廓不重合。
从上述程序可以大致了解钻孔加工的走刀路线及钻孔的基本 编程方法，当所使用的数控铣床不具备更高级的钻孔专用指令 时，通常都需要这样一步步地编程，更方便的钻孔编程方法将 在后面的章节中逐步介绍。
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3、刀具长度补偿指令
刀具长度补偿G43，G44，G49 （1）格式
G43
G44 G49
G00
G01
Z— H—
G00
G01
Z—
G43 刀具长度正补偿
G49取消刀长补偿
G44 刀具长度负补偿
G43 G44 G49 均为模态指令
其中Z 为指令终点位置，H为刀补号地址，用H00～ H99来指定，它用来调用内存中刀具长度补偿的数值。
t01t02t031010刀补引入刀补取消采用刀座对刀后来安装刀具h0145d010004g92x1500y1600z1200g90g00x1000y600g43z20h01s100m03g42g01x750d01f100x350g02x150r100g01y700g03x150r150g01y600g02x350r100g01x750g09y0主程序号建立工件坐标系绝对值方式快进到x100y60指令高度z2实际到达高z43处刀径补偿引入插补至x75y60直线插补至x35y60顺圆插补至x15y60直线插补至x15y7015y70直线插补至x15y6035y60直线插补至x75y60直线插补至x75y0处程序单g01x450x750y200y650g40g00x1000y600g49z1200x1500y1600m05m30直线插补至x45y45直线插补至x75y20直线插补至x75y65轮廓切削完毕取消刀补快速退至10060的下刀处快速抬刀至z120的对刀点平面主轴停程序结束复位
数控机床简答综合题
数控机床简答综合题三、简答题（试卷）26.简述数控机床对进给传动系统的要求。
.答案:数控机床对进给系统的要求: (1 )运动件间的摩擦阻⼒⼩川2)消除传动系统中的间隙; ( 3)传动系统的精度和刚度⾼沃的减少运动惯性，具有适当的阻尼。
27.卧式加⼯中⼼常采⽤T形床⾝布局的优点是什么?答案:T形床⾝布局的优点z刚性好，提⾼了⼯作台的承载能⼒，易于保证加⼯精度;有较长的⼯作⾏程。
28.简述经济型数控车床的特点。
答案:经济型数控车床的特点:1)⼀般是在普通车床的基础上进⾏改进设计2)采⽤步进电动机驱动的开环伺服系统; 3)其控制部分采⽤单板机、单⽚机或档次⽐较低的数控系统来实现4）此类车床结构简单，价格低廉5）功能简单。
29.中⼩型数控车床多采⽤倾斜床⾝或⽔平床⾝斜滑板结构，其优点是什么?答案:(1)机床外形美观，占地⾯积⼩; ( 2)易于排屑和冷却液的排流; ( 3)便于操作者操作和观察沃的易于安装上下料机械⼿，实现全⾯⾃动化; ( 5)可采⽤封闭截⾯整体结构，以提⾼床⾝的刚度。
30.简述滚珠丝杠螺母副的⼯作原理。
答案：⼯作原理：在丝杠和螺母上都有半圆弧形的螺旋槽，当它们套装在⼀起时便形成了滚珠的螺旋滚道。
螺母上有滚珠回路管道，将⼏圈螺旋滚道的两端连接起来构成封闭的循环滚道，并在滚道内装满滚珠。
当丝杠旋转时，滚珠在滚道内既⾃转⼜沿滚道循环转动。
因⽽迫使螺母(或丝杠)轴向移动。
三、简答题1.球杆仪的作⽤是什么?简述其测量原理。
球杆仪的作⽤:机床精度综合检测分析的标准设备。
球杆仪的测试原理为:利⽤机床的两轴联动做圆弧插补，通过分析圆弧的半径变化和弧线的轨迹特征来判断机床的误差元素。
2.简述数控机床的基本使⽤条件。
数控机床的基本使⽤条件:(1)保证⼀定的环境温度和湿度;(2)地基牢靠，有隔震措施; (3)⼯作地点允许的海拔⾼度为1000m ; (4)稳定的供电电源，有抗⼲扰措施; (5 )保护接地。
三、简答题2.数控电⽕花线切割机床有邮⼏部分组成?简述电⽕花线切割加⼯的基本原理。
刀具长度补偿的理解与应用
数控加工中心刀具补偿的研究与应用谢民雄万向钱潮(桂林)汽车底盘部件有限公司摘要:刀具补偿是一个很重要的数控功能;数控加工中心加工一个零件通常需要数把刀，CNC系统通过补偿指令完成各把刀具补偿功能，以保证在加工过程中各把刀移动到正确的位置和下降到正确的高度。
理解领会刀具补偿的方式特点和正确应用刀具补偿各项功能，对于在工作生产中提高工作效率，保证安全生产具有十分重要的意义。
关键词:刀具补偿;方式特点；安全生产加工中心本质上就是数控铣床,但是相对于数控铣床则多增加了刀库和自动换刀装置，在加工过程中由程序自动选刀和换刀.由于加工中心常用来加工形状复杂、工序多、精度要求较高的零件,因而加工一个零件需用几把或十几把刀具甚至更多.由于每把刀具的直径大小和长度都是不同的，在对被加工零件确定工件坐标系零点后,有必要引入刀具补偿功能，以保证在加工过程中各把刀下降到正确的高度和以正确的刀具路径进行切削加工。
刀具补偿可分为刀具长度补偿和刀具半径补偿。
长度补偿是指主轴轴向的补偿,也就是铣刀轴向的补偿，而对于铣刀径向的补偿,也就是每把铣刀直径大小不一样,在直径方向的补偿叫半径补偿。
一．刀具半径补偿1．刀具半径补偿意义:数控加工中心在程序运行时将刀具当做一个点做轨迹运动。
比如用刀具R3铣边长100的正方形凸台时，程序按边长100的正方形尺寸输入，而刀具轴心的轨迹是边长106的正方形，则工件上铣削的是符合图纸尺寸的100的正方形。
假如不用刀具半径补偿功能，则加工时刀具轴心的轨迹是边长100的正方形，则工件上铣削出的是边长为94的正方形凸台，不符合图纸尺寸的要求。
2．指令格式G17/G18/G19 G00/G01 G41/G42 IP_D_G41：刀具半径左补偿G42：刀具半径右补偿半径补偿仅能在规定的坐标平面内进行，使用平面选择指令G17、G18或G19可分别选择XY、ZX或YZ平面为补偿平面。
半径补偿必须规定补偿号，由补偿号D存入刀具半径值，则在执行上述指令时，刀具可自动左偏(G41)或右偏(G42)一个刀具半径补偿值。
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。
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。
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加工中心自动换刀程序
1、直接调用子程序 例如：T__M98P9000； 换刀子程序如下： O9000 G91 G30Z0 主轴移动至换刀点平面 M06 主轴准停
加பைடு நூலகம்中心自动换刀程序
M28 M11 G28Z0 M32 G30Z0 M10 M31 G90 M99 刀盘进刀 松刀 回原点 寻找所需刀具 抓紧刀具 刀盘回退
刀具长度补偿值的测定
（1）绝对值（机外测定） 利用刀具测量仪直接测定（或简单计算） 得到，如图9-1所示中的刀具长度值20、60、 40，如果以3号刀具为基准设置工件坐标系， 则1号刀具的长度补偿值为20-40=-20，2号 刀具的长度补偿值为60-40=20。计算结果 为负值，说明比基准刀具短，结果为正值， 说明比基准刀具长。
刀具长度补偿值的测定
刀具长度补偿方向及其指令
（1）刀具长度正补偿：向Z轴正向补偿， 指令为G43。 （2）刀具长度负补偿：向Z轴负向补偿， 指令为G44。 （3）刀具长度补偿取消：取消补偿，指令 为G49。
刀具长度补偿程序格式
在G17平面选择下指定刀具长度补偿，其 程序格式为： G01G43（G44）Z__H__F__； 取消补偿的程序格式为： G01G49Z__F__； H__表示补偿号，启动程序加工前须将刀具 长度补偿值输入到指定的补偿号对应位置。
程序
O1（FANUC主程序） M06T1 换Ф8立铣刀T1进行粗加工 G54G17G90G40G49 G01G43Z100H01F2000 指定刀具长度补偿，补偿号 01 M03S600 G00X14.5Y-10 G01Z0F1000 M98P50010F60 G01Z100F2000 G49Z150 取消刀具长度补偿 M05 M06T2
程序
O10（下刀子程序） G91G01Z-2 M98P1000 G90 M99 O1000（平面走刀子程序） G91G41Y5 Y75 X19 Y-80 X19 Y80 X19 Y-80 G01G40X-76 G90 M99
说明：
（1）粗加工走刀路线设计中，直接走槽中心 线，轮廓留的余量均为0.5mm。如此设计， 可以避免刀具与夹具间的干涉。 （2）本例中灵活地使用了刀具半径补偿功 能，即当D02=1.5时，精加工槽的一侧，而 当D22=-1.5时，则加工槽的另一侧。 （3）本例也可以将其中一个槽单独编写一 个子程序，平面内四次调用，但设计刀路 时，必须注意刀具与夹具间可能产生干涉。
注意事项
（1）补偿的指定及取消，应在深度方向（Z）有位置移动。 （2）考虑到安全，移动指令使用G01，尽量不用G00。 （3）为了简化和统一，一般使用G43即可，其补偿方向 通过长度补偿值的正负号反应，即正值为正补偿，负值为 负补偿。特别在使用机内测量刀具长度补偿值时，可以将 其结果直接抄用，从而减少换算的运算工作量。 （4）刀具刀号与其长度补偿号可以不同，但最好采用相 同，防止出错。 （5）SIEMENS系统默认为G43，且程序中不用书写，换 刀后在移动Z轴时自动把刀具长度补偿功能加入。
加工中心自动换刀程序
又如T__； 刀库中刀具预先准备 -----M98P8999; 换刀 换刀子程序如下： O8999 M05 M09 G91G28Z0 G40G49G80 M06 M99
SIEMENS
2、直接换刀 程序为：M06T__ SIEMENS系统直接书写为：T__。
编程实例
分析：
（1）刀具选择：通槽宽度为9mm，粗加工选 用Ф8的平底立铣刀，精加工选用Ф6的平底 立铣刀。 （2）下刀方式：图示为槽型，但可以按轮 廓结构设计走刀，选用直接在材料外侧下 刀。 （3）走刀路线：
刀具长度补偿值的测定
（2）相对值（机内测定） 直接利用加工中心的相关功能测定。如图92所示，其测量过程如下： 图9-2 机内测量刀具长度补偿值 （1）基准刀具：上靠模后，将此时的Z向 相对坐标值清零（预设为0），并设定工件 坐标系的Z值（最好使用测量法）。 （2）待测刀具：上靠模后，显示的相对坐 标值即为该刀具的长度补偿值。
刀具长度补偿功能
加工中心编程与操作
概述
编程人员为了编程方便，常将刀具假设为 一个点，不考虑刀具的长度，程序中直接 指定下刀深度。在加工中心的实际加工中， 由于刀具的长度不相同，为了确保每一把 刀具都能下刀至指定的位置，需要使用刀 具长度补偿功能。
长度补偿的基本原理
长度补偿的基本原理
当程序中执行下刀程序G01Z0时，G54对 刀用的3号刀具刚好到达指定位置，而比3 号刀具短的1号刀具距离目标位置差20mm （20-40），比3号刀具长的2号刀具已经超 过目标位置20mm（60-40）。因此，为了 使1、2号刀具都能到达指定的下刀位置Z0 处，必须将1号刀具向Z轴负向补偿20mm， 而2号刀具向Z轴正向补偿20mm。
程序
换Ф6立铣刀T2进行精加工 G54G17G90G40G49 G01G43Z100H02F2000 指定刀具长度补偿，补偿号 02 M03S1000 G00X14.5Y-10 G01Z-10F1000 D2M98P1000F100 D2=1.5 D22M98P1000F100 D22=-1.5 G01Z100F2000 G49Z150 取消刀具长度补偿 M05 M30