数控编程刀具补偿指令及其编程方法

由G17指定刀补平面 启动刀补 刀补状态
解除刀补
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
例4：
Y
O0010
N010 G92 X0 Y0； N020 G91 G00 G42 X70 Y40 D01；
70
60
20
G
F
20
E
D
S800 M03 M08；
100
N030 G01 X80 Y0 F100；
数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
3、执行结果
正偏置G43：Z实际值=Z指令值+（H—）
负偏置G44：Z实际值=Z指令值-（H—）
G49为取消刀补。 G43 +Z
+Z
G44
（Hxx）值
（Hxx）值
实际到达点
程序中指令点
程序中指令点 实际到达点
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图6-16 刀具长度补偿执行情况
数控编程
G49 Z120.0
快速抬刀至Z=120的对刀点平面
X150.0Y160.0
快速退刀至对刀点
M05 M30
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。
（D01）= 8
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图6-
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
G01 X45.0
直线插补至 X= 45，Y=45
X75.0 Y20.0
直线插补至 X= 75，Y=20
Y65.0
直线插补至 X=75，Y=65，轮廓切削完毕
G40 G00 X100.0 Y60.0 取消刀补，快速退至（100，60）的下刀处，
数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
四、应用实例
例1：
X
Y 图6-9
G17 G41 G02 X0 Y-10 I-10 J0 D01
左补偿
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
数控加工程序代码为：
G17G42G02X0Y-10I-10J0 D01
刀具半径补偿取消则用G40。
图6-10
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
一般车刀均有刀尖半径，即在车刀刀尖部分有 一圆弧构成假想圆的半径值 。
Z轴方向 刀尖位置
P 假想刀 尖位置
图6-1 车刀刀尖
X 轴方向 刀尖位置
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
刀具中心运动轨迹
工件轮廓 外轮廓切削
图6-2 刀具路径
N040 G03 X40 Y40 I0 J40；
C
40
N050 G01 Y60； N060 X-20；
B
A
120
N070 G02 X-80 I-40；
OO
X
N080 G01 X-20； N090 Y-100；
图6-13
N100 G00 G40 X-70 Y-40 M05 M09
M02；
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③ 被铣削槽底宽小于刀具直径时将产生过切削，如 图6-6所示。
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数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
刀具轨迹
程序轨迹
报警停止
机床不停止会导致过切削
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图6-7 刀具半径大于工件内凹圆弧半径
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单元六 刀具补偿指令及6-8 刀具半径大于工件槽底宽度
数控编程
切削残留 工件精加工形状 （程序路径）
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
二、刀具补偿的作用与意义
轮廓复杂
引入刀具补 偿功能
简化编程
刀具更换
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刀具磨损
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三、刀具半径补偿指令及其编程
1、指令G41、G42 、G40 G41为刀具左补偿，指顺着刀具前进方向看，刀 具偏在工件轮廓的左边； G42为刀具右补偿，指顺着刀具前进方向看，刀 具偏在工件轮廓的右边； G40为取消刀补。 G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。
Z地址符后面的数字表示刀具在Z方向上运动的距 离或绝对坐标值；H地址符后面的数字表示刀具号。 按照上面的格式就可以将相应刀具的长度补偿值从系 统长度补偿寄存器中调出。
使用G43/G44/G49指令时应该注意：刀具在Z 方向要有直线运动G00/G01，同时要在一定的安全 高度上，否则会造成事故。
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在机床上有时可用提高Z轴位置
的方法来校验运行程序。
C
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
例2： 使用Ｔ01, T02, T03号刀具对工件进行钻、扩、铰 加工．编程时选Ｔ01刀具为标准刀具长度.试写出用 G43 、G44 指令对T02, T03刀具向下快速移 100mm时,进行长度补偿的程序段,并说明存储器中 的补偿值是多少?刀具的实际、位移是多少?
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10 200
20
三、应用实例 例1：
+Z A
+X O
B +X
O
C
图6-17
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设（H02）= 200 mm时
N1G92 X0 Y0 Z0
设定当前点O为程序零点
N2 G90 G00 G44 Z10.0 H02
指定点A，实到点B
N3G01Z-20.0
实到点C
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图6-6 刀具半径补偿方向判断 数控编程
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3、使用刀具半径补偿的注意事项 (1)使用刀具半径补偿时应避免过切削现象。这又包括以 下三种情况：
① 使用刀具半径补偿和取消刀具半径补偿时，刀具 必须在所补偿的平面内移动，移动距离应大于刀具补偿 值。
② 加工半径小于刀具半径的内圆弧时，进行半径补 偿将产生过切削，如图6-5所示。只有过渡圆角R≥刀具 半径r＋精加工余量的情况下才能正常切削。
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内轮廓切削
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用假想刀尖（实际不存在）编程时，当车外径或端 面时，刀尖圆弧大小并不起作用，当车削倒角、锥面 或圆弧时，则会引起过切或欠切。
X
刀尖
过切削 切削残留
刀尖路径
程序路径 切削残留
切削残留
假 想Z 刀 尖 位 置
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图6-3 车刀刀具路径
右补偿
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1
G41/G42建立 刀补
2
刀补一旦建立， 就一直维持该 状态直到刀补 撤消为止
3
程序执行到撤 消 指 令 G40 时 ， 刀补结束，刀 具撤离工件回 到退刀点
刀补的建立
刀补的进行
刀补的取消
刀具半径补偿程序实现的三个步骤
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
例2：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
35 8
+X
O 2
3 20
18
35
11 12
9 7
30
4
8
+Y
120
30
60
30 30 20
#1
6
#2
1
10
13
#3
+X
O
图6-20
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
%0005
N1 G91 G00 X120.0 Y80.0
N2 G43 Z-32.0 H01 S630 M03
(或G44 Z-32.0 H02)
主程序号
增量编程方式，快速移到孔#1正上方。
理想刀具下移值Z=-32，实际刀具下移值 Z=-40 下 移 到 离 工 件 上 表 面 距 离 3mm 的 安全高度平面。主轴正转
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
(2)G41、G42、G40须在G00或G01模式下使用， 现在有一些系统也可以在G02、G03模式下使用。 (3)D00～D99为刀具补偿号，D00意味着取消刀具 补偿。刀具补偿值在加工或试运行之前须设定在刀 具半径补偿存储器中。
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
1号 刀
2号 刀
H01 H02
主轴 Z0
图6-15 刀具长度补偿
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
二、刀具长度补偿指令及其编程
1、指令G43、G44、G49 G43/G44/G49 G00/G01 Z_H_； 2、指令说明
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
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6.1 刀具半径补偿
一、刀具半径补偿的概念
实际的刀具都是有半径的。使刀具的刀尖沿零件 轮廓曲线加工，刀位点的运动轨迹即加工路线应该 与零件轮廓曲线有一个半径值大小的偏移量。
使刀具的刀位点正确运动有两种方式： 1、 加工前计算出刀位点运动轨迹，再编程加工； 2、 按零件轮廓的坐标数据编程，由系统根据工件轮 廓和刀具半径R，自动计算出刀具中心轨迹。
N3 G01 Z-21.0 F120 N4 G04 P1000 N5 G00 Z21.0 N6 X90.0 Y-20.0 N7 G01 Z-23.0 F120 N8 G04 P1000 N9 G00 Z23.0
以工进方式继续下移21mm 孔底暂停1s。 快速提刀至安全面高度。 快移到孔#2的正上方。 向下进给23mm，钻通孔#2。 孔底暂停1s。 快速上移23mm，提刀至安全平面。
N4 Z10.0
实际返回点B
N5 G00 G49 Z0
实际返回点O
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
+Z
使用G43、G44相当于平移了Z
轴原点。
A
+X 即将坐标原点O平移到了O’点处，
O
后续程序中的Z坐标均相对于O’
10 200
20
进行计算。使用G49时则又将Z
轴原点平移回到了O点。
B
+X
O
X
N80 Y0
起刀点/退刀点
N90 G40 X-10 Y-10 刀具半径补偿取消
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图6-11
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
例3：见图所示的刀具半径补偿程序。设加工开始时 刀具距离工件表面50mm，切削深度为10mm。
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图6-12 数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
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例2：
N10 G90 G92 X-10 Y-10 Y
N20 S900 M03
5
N30 G17 G01 G42 X0 Y0
D01
刀具半径补偿建立
0 4 0
NN4500 XY4500
W
N60 X40 Y50 刀具半径
N70 X0
补偿进行
5 0 （－10，－10）
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
N10 X-60.0 Y-30.0 N11 G01 Z-35.0 F120 N12 G49 G00 Z67.0
N13 X-150.0Y-30.0 N14 M05 M02
快移到孔#3的正上方。 向下进给35mm，钻孔#3。 理 想 刀 具 快 速 上 移 67mm ， 实 际 刀 具 上 移75mm，提刀至初始平面。 刀具返回初始位置处。
N10 G92 X0.0 Y0.0 Z50 N20 G90 G17 G00 N30 G41 X20.0 Y10.0 D01 N35 Z2 M03 S500 N38 G01 Z-10 F200 N40 G01 Y50.0 F100 N50 X50.0 N60 Y20.0 N70 X10.0 N80 G00 Z50 M05 N85 G40 X0 Y0 N90 M30
G 41
G 42
G 42
G 41
(a)
(b )
(c)
(d )
图6-4 刀具半径补偿方向判断
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
a) 外轮廓补偿 b) 内轮廓补偿 图6-5 刀具半径的左右补偿
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数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
2、刀具半径补偿方向的判别 沿刀具切削方向，如果刀具位于工件左侧，则为左补偿， 用G41表示； 反之，若刀具位于工件右侧，则为右补偿，用G42表示。
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
练习题：
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图6-14
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6.2 刀具长度补偿
一、刀具长度补偿的概念
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。
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。
Ｔ01 T02
T03 10
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10
图6-18
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四、综合实例
例1：
Z
刀座
20 45
120
60 28
10
R10 75
w
Y
25 25 R15
150
X φ8
对刀点
刀补取消
G42
刀补引入
R1 0
φ30
w
30
X
150
20 160
采用刀座对刀 后来安装刀具 （H01）= 45