第八节、刀具长度补偿
刀具长度补偿
一、教学目标：
1、正确理解刀具长度补偿的作用和概念
2、掌握刀具长度补偿判别、指令格式和应用方法
3、熟练掌握刀具长度补偿指令G43、G44及G49的使用及程序编制
4、掌握刀具长度补偿功能编制铣削轮廓的程序。
5、在生产实习中能够充分利用刀具半径补偿指令功能从而缩短辅助时间，提高生产效率。
二、教学重点及难点
1、刀具长度补偿判别、指令格式和应用方法
2、刀具长度补偿功能编制铣削轮廓的程序
三、教学方法：演示法、讲解法、讨论法、示例法
四、时间：3课时
五、教学过程：
刀具长度补偿指令（G43、G44、G49）
刀具长度补偿与刀具半径补偿的原理一样，如在XY 平面内，半径补偿是在平面内使刀具沿着工件轮廓的法向方向偏移一个半径，长度补偿则是沿着Z 轴向上或向下偏移一个距离。
（1）刀具长度补偿指令格式
;0100494443191817H Z Y X G G G G G G G G ⎭⎬⎫⎩⎨⎧⎪⎭
⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧
（2）刀具长度补偿原理
刀具长度方向的补偿，实质就是要找到编程坐标系原点在机床坐标系中的位置，如图所示。
机床坐标系和编程坐标系的原点如图上所示，当对Z向进行对刀时，刀具从当前的位置1点下降到2点，此时移动距离为图中的H，也就是CRT 显示器上显示的机床坐标值，最后把相应的数值输入到刀具长度寄存器中。
长度补偿原理
a）对刀原理b）G43 c）G44
如图a所示，若在CRT显示器中显示的机床坐标系的坐标值H为“-400.0”，在刀具补偿表中设置寄存器号为01的刀具补偿值为“-400.0”。
当执行G43 G00 Z10.0 H01程序段时，则刀具在机床上的实际移动距离=长度补偿值+编程坐标值=-400+10=-390，即机床的实际移动量为沿着Z轴的负方向移动390mm，如图b 所示。
当执行G44 G00 Z10.0 H01程序段时，则刀具在机床上的实际移动距离=长度补偿值-编程坐标值=-400-10=-410，即机床的实际移动量为沿着Z轴的负方向移动410mm，如图c所示。
在采用G44编程时，虽然编写的是Z值为正值，但刀具移动后位于工件的下方，很不安全，容易造成事故，因此，一般采用G43长度补偿指令来进行编程。
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。
加工中心刀具长度补偿课件
通过调整刀具长度补偿值，可以 确保工件坐标系与机床坐标系之 间的正确对齐，提高加工精度和 减小误差。
刀具长度补偿的重要性
在加工过程中，由于刀具磨损、更换 刀具等原因，实际使用的刀具长度可 能与编程时设定的长度存在差异。
刀具长度补偿能够自动调整刀具长度 ，确保工件坐标系的准确性，提高加 工质量和效率。
总结词
手动补偿方法是一种传统的刀具长度补偿方法，需要操作员根据测量结果手动 调整刀具长度。
详细描述
操作员使用测量工具测量刀具的实际长度，然后根据测量结果手动调整刀具长 度补偿值。这种方法简单易行，但精度不高，容易受到人为误差的影响。
自动补偿方法
总结词
自动补偿方法是一种现代化的刀具长度补偿方法，通过高精度的测量系统和自动控制系统实现刀具长度的自动测 量和补偿。
高精度补偿技术的需求
高精度加工要求
随着制造业对产品精度要 求的提高，需要更高精度 的刀具长度补偿技术来保 证加工质量。
纳米级补偿
研发纳米级补偿技术，实 现刀具长度的精确控制， 提高加工表面的光洁度和 平整度。
动态实时补偿
在加工过程中，根据实时 监测数据，动态调整补偿 值，减小误差和提高加工 稳定性。
详细描述
自动补偿方法使用高精度的测量系统，如激光干涉仪或电容传感器等，实时测量刀具的实际长度，并将测量结果 反馈给加工中心控制系统。控制系统根据反馈结果自动调整刀具长度补偿值，实现刀具长度的自动补偿。这种方 法精度高，能够显著提高加工精度和生产效率。
实时补偿方法
总结词
实时补偿方法是一种先进的刀具长度补偿方法，通过实时的刀具长度监测和补偿系统，实现刀具长度 的动态调整。
实时监测
在加工过程中，需要实时监测补偿值 的准确性，及时调整以确保加工质量 。
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。
刀具长度补偿指令
刀具长度补偿指令
二、刀具长度补偿的指令格式
G43
（H x x ）值
+Z
+Z
G44
（H x x ）值
实际到达点
程序中指令点
程序中指令点
实际到达点
刀具长度补偿指令
二、刀具长度补偿的指令格式
执行G43时，（刀具长时，离开刀工件补偿） Z实际值 = Z指令值 +（H xx） 执行G44时，（刀具短时，趋近工件补偿） Z实际值 = Z指令值 -（H xx）
其中（Hxx）是 指 xx 寄 存 器 中 的 补 偿量，其值可以是正 值或者是负值。当刀 长补偿量取负值时， G43 和 G44 的 功 效 将互换。
刀具长度补偿指令
三、举例
+Z A O
B O C
10 200
20
设（H02）= 200 mm时
N1 G92 X0 Y0 Z0
+X
零点
设定当前点O为程序
N2 G90 G00 G44 Z10.0 H02 点B
指定点A，实到
N3 +X N4
G01 Z-20.0 Z10.0
实到点C 实际返回点B
N5 G00 G49 Z0
实际返回点O
刀具长度补偿指令
刀具长度补偿指令
二、刀具长度补偿的指令格式
G43、G44 、G49指令——刀具长度补偿指令
编程格式：
G43 G44
G00
G01
Z— H—
G00 G49
G01
说明：1、G43 刀具长度正补偿
Z—
G44 刀具长度负补偿
G49取消刀长补偿
G43 G44 G49 均为模态指令
2、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。
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。
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。
数控机床操作中的自动刀具长度补偿方法
数控机床操作中的自动刀具长度补偿方法数控机床是现代工业生产中广泛应用的设备之一，它的运行精度和稳定性对于加工质量和效率至关重要。
在数控机床操作过程中，由于刀具磨损或加工工件的尺寸变化等原因，刀具的实际长度可能会与程序中设定的长度存在差异。
为了保证加工结果的准确性，需要对刀具的长度进行补偿。
本文将介绍数控机床操作中常用的自动刀具长度补偿方法。
一、半径补偿法半径补偿法是一种常用的自动刀具长度补偿方法。
在使用该方法时，操作人员需要根据实际情况设置合适的半径补偿值。
在程序中，通过对刀具半径进行修正，从而实现对刀具长度的自动补偿。
具体操作步骤如下：1. 在加工前，操作人员需要测量刀具的实际长度；2. 根据实际测量值，计算出需要进行补偿的数值；3. 在数控机床的操作界面或相应软件中，设置半径补偿值，将计算得到的补偿数值输入到对应的位置；4. 在程序中指定刀具的半径补偿号，并设置补偿方向；5. 在加工过程中，数控机床会自动根据设定的补偿值对刀具长度进行调整，从而保证加工结果的精确性。
二、快速定位点法快速定位点法也是一种常用的自动刀具长度补偿方法。
在使用该方法时，操作人员需要预先设置好机床的快速定位点，并在加工工序中使用这些点进行刀具长度的校准。
1. 在加工前，选择合适的位置作为快速定位点，并将其存储在数控机床中；2. 在程序中，使用快速定位点进行刀具长度的校准。
通过在程序中指定固定的刀具参考点，数控机床能够自动计算刀具与参考点之间的距离，并对刀具长度进行自动补偿；3. 在加工过程中，数控机床会根据预先设定的快速定位点，自动进行刀具长度的补偿，从而保证加工结果的准确性。
三、自动测量法自动测量法是一种基于传感器的自动刀具长度补偿方法。
该方法通过在数控机床中安装传感器，并将传感器与机床控制系统相连，实现对刀具长度的实时检测和自动补偿。
具体操作步骤如下：1. 在数控机床中安装相应的传感器，确保传感器可以准确测量刀具的长度；2. 将传感器与机床控制系统连接，并进行相应的设定和校准；3. 在加工过程中，传感器会实时监测刀具的长度，并将检测结果传输给机床控制系统；4. 机床控制系统根据传感器提供的数据，自动对刀具长度进行补偿，保证加工结果的准确性。
数控机床操作中的自动刀具长度补偿方法
数控机床操作中的自动刀具长度补偿方法自动刀具长度补偿是数控机床操作中一个重要的技术要求。
在数控加工中，刀具长度的变化会对加工结果产生重要影响，因此正确地进行自动刀具长度补偿对于保证加工质量与效率至关重要。
本文将介绍数控机床操作中常用的自动刀具长度补偿方法。
1. 刀具长度补偿的概念及意义刀具长度补偿是指在数控加工过程中，通过对刀具长度进行补偿，使实际切削点与编程的切削点保持一致。
由于刀具磨损、加工过程中的刀具温度变化等原因，刀具长度可能会发生变化，如果不及时进行补偿，将导致加工尺寸偏差或加工质量下降。
2. 刀具长度补偿的基本原理数控机床通过测量刀具的实际长度，并与编程时的理论长度进行比较，确定长度差异，进而根据设定的刀具长度补偿值，在加工过程中自动调整刀具位置，使得实际切削点与理论切削点一致。
刀具长度补偿一般分为半径补偿和长度补偿两种。
3. 刀具长度补偿的具体方法（1）长度补偿值的确定刀具长度补偿值一般通过测试或运算得出。
在实际加工中，可以通过在工件上划线的方式，确定刀具实际位置与理论位置之间的差异。
另一种方法是通过机床自动检测功能，将刀具测量设备与数控系统相连，由数控系统进行测量与计算，得出刀具长度补偿值。
（2）刀具长度补偿的程序设置在数控机床的操作界面上，可以通过相应的功能选项设置刀具长度补偿程序。
具体设置过程中，需要输入刀具的编号、直径补偿值或长度补偿值，并设置补偿的方向（正、负），以及是否启用刀具长度补偿功能。
（3）刀具长度补偿的实施刀具长度补偿可在刀具加工前或加工中进行。
在加工前，通过设定的方法获取刀具实际长度，并在程序对刀过程中进行刀具长度补偿。
在加工中，刀具长度补偿可以根据加工过程中刀具磨损或变形的情况实时进行，保持刀具位置的准确性。
（4）半径补偿与长度补偿在数控机床操作中，刀具长度补偿一般同时进行半径补偿。
半径补偿主要用于修正刀具与加工轮廓的关系，保证加工轮廓的精度与准确性。
刀具长度补偿则主要用于修正刀具实际长度变化引起的位置偏差，保证加工尺寸的准确性。
数控技术刀具长度补偿
数控技术刀具长度补偿在数控加工领域中，刀具长度补偿是一项至关重要的技术。
它对于提高加工精度、优化加工效率以及降低生产成本都有着显著的影响。
要理解刀具长度补偿，首先得明白在数控加工过程中，刀具的实际长度与编程设定的长度往往存在差异。
这可能是由于刀具磨损、更换新刀具或者刀具制造误差等原因导致的。
而刀具长度补偿的作用，就是为了消除这种差异，确保加工出的零件符合设计要求。
想象一下，如果没有刀具长度补偿，每次更换刀具或者刀具出现磨损时，都需要重新对程序进行繁琐的修改和调整。
这不仅费时费力，还容易引入人为误差，严重影响加工的准确性和一致性。
那么，刀具长度补偿是如何实现的呢？通常来说，数控系统会提供相应的功能指令来设定和调用刀具长度补偿值。
在编程时，操作人员会根据实际测量的刀具长度与标准长度之间的差值，将补偿值输入到系统中。
当数控系统执行加工程序时，会自动根据补偿值对刀具的移动轨迹进行修正。
比如说，在加工一个零件时，编程设定的刀具长度为 100mm，但实际使用的刀具长度为 98mm。
这时，我们就可以将－2mm 的补偿值输入到数控系统中。
系统在加工过程中，就会自动将刀具的移动距离增加 2mm，从而弥补刀具长度不足的问题，保证加工深度的准确性。
刀具长度补偿分为两种类型，分别是正补偿和负补偿。
正补偿用于补偿刀具实际长度短于编程设定长度的情况，负补偿则用于补偿刀具实际长度长于编程设定长度的情况。
在实际应用中，正确测量刀具长度是实现准确补偿的关键。
一般可以通过对刀仪等专业设备来测量刀具长度。
对刀仪能够精确地测量出刀具的长度，并将数据传输给数控系统。
此外，刀具长度补偿还需要与其他数控加工技术相结合，才能发挥出最大的作用。
比如，与刀具半径补偿配合使用，可以实现更加复杂形状零件的高精度加工。
同时，操作人员在使用刀具长度补偿功能时，也需要注意一些问题。
首先，要确保输入的补偿值准确无误，否则可能会导致加工错误。
其次，在更换刀具后，要及时更新补偿值。
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。