数控机床加工中的刀具补偿
数控机床刀具补偿原理
1. 刀具长度补偿 以数控车床为例进行说明，数控装置控制的是刀架参考 点的位置，实际切削时是利用刀尖来完成，刀具长度 补偿是用来实现刀尖轨迹与刀架参考点之间的转换。 如图3-35所示，P为刀尖，Q为刀架参考点，假设刀尖 圆弧半径为零。利用刀具长度测量装置测出刀尖点相 对于刀架参考点的坐标xpq，zpq，存入刀补内存表中。 零件轮廓轨迹是由刀尖切出的，编程时以刀尖点P来编程， 设刀尖P点坐标为xp ，zp ，刀架参考点坐标Q（xq ，zq ） 可由下式求出：
图3-40a给出了普通数控系统的工作方法，在系统内， 数据缓冲寄存区BS用以存放下一个加工程序段的信息， 设置工作寄存区AS，存放正在加工的程序段的信息， 其运算结果送到输出寄存区OS，直接作为伺服系统的 控制信号。 图3-40b为CNC系统中采用C刀补方法的原理框图， 与3-40a不同的是，CNC装置内部又增设了一个刀补缓 冲区CS。当系统启动后，第一个程序段先被读入BS， 在BS中算得第一段刀具中心轨迹，被送到CS中暂存后， 又将第二个程序段读入BS，算出第二个程序段的刀具 中心轨迹。接着对第一、第二两段刀具中心轨迹的连 接方式进行判别，根据判别结果，再对第一段刀具中 心轨迹进行修正。
加工如图3-39外部轮廓零件ABCD时，由AB直线段开始，接 着加工直线段BC，根据给出的两个程序段，按B刀补处 理后可求出相应的刀心轨迹A1B1和B2C1。
事实上，加工完第一个程序段，刀具中心落在B1 点上， 而第二个程序段的起点为B2 ，两个程序段之间出现了 断点，只有刀具中心走一个从B1 至B2 的附加程序，即 在两个间断点之间增加一个半径为刀具半径的过渡圆 弧B1B2，才能正确加工出整个零件轮廓。 可见，B刀补采用了读一段，算一段，再走一段的控 制方法，这样，无法预计到由于刀具半径所造成的下 一段加工轨迹对本程序段加工轨迹的影响。为解决下 一段加工轨迹对本段加工轨迹的影响，在计算本程序 段轨迹后，提前将下一段程序读入，然后根据它们之 间转接的具体情况，再对本段的轨迹作适当修正，得 到本段正确加工轨迹，这就是C功能刀具补偿。C功能 刀补更为完善，这种方法能根据相邻轮廓段的信息自 动处理两个程序段刀具中心轨迹的转换，并自动在转 接点处插入过渡圆弧或直线从而避免刀具干涉和断点 情况。
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
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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。
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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
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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。
理解数控机床技术中的刀补偿和补偿参数设置
理解数控机床技术中的刀补偿和补偿参数设置数控机床技术是现代制造业中不可或缺的重要工具，它的使用使得加工工艺更加精确、高效。
在数控机床技术中，刀补偿和补偿参数设置是非常关键的环节。
本文将对数控机床技术中的刀补偿和补偿参数设置进行深入解析。
刀补偿是指在数控机床加工过程中，由于工具与工件之间的相对运动和机床的锥度、导轨的精度等原因，刀具的实际切削位置与编程指令的位置可能会有偏差。
为了保证加工结果的准确性，我们需要通过刀补偿来控制刀具的实际切削位置。
刀补偿通常分为几何补偿和半径补偿两种类型。
几何补偿是指根据刀具的几何形状，通过调整工件坐标系与机床坐标系之间的关系，使得刀具的实际切削位置与编程指令的位置相一致。
几何补偿可以分为长、宽、高三个方向的补偿。
通过适当地调整几何补偿的数值，可以实现刀具的侧向移动、刀具半径的变化以及刀具在加工过程中的顶部位置的调整等功能。
半径补偿是指在加工过程中，通过改变程序中圆弧指令的半径值，使得切削轮廓的半径与所需加工尺寸相吻合。
半径补偿一般用于加工圆弧和倾斜面等需求精度较高的部分。
它可以通过改变刀具半径值或者调整工件坐标系与机床坐标系之间的关系来进行补偿。
刀补偿参数设置是确定补偿效果的关键。
在数控机床中，刀补偿参数通常有偏心距、刀具半径、轨迹偏移等。
偏心距是指刀具切削点相对于轨迹的垂直距离，刀具半径是指实际使用中刀具的半径值，轨迹偏移是指在切削点相对于编程指令的距离。
通过合理设置这些参数的数值，可以实现刀具补偿。
在进行补偿参数设置时，首先要根据所加工零件的要求和加工特点来确定需要进行刀补偿的部分，然后根据实际情况来设置刀补偿参数的数值。
一般来说，刀补偿参数的数值越大，补偿效果越明显。
但是，过大的补偿参数可能会导致刀具过度磨损或加工精度不高。
因此，在确定刀补偿参数时，需要根据实际加工情况进行合理的调整。
此外，还需要根据刀具磨损程度和加工要求进行定期检查和调整刀补偿参数。
在实际加工过程中，由于刀具的磨损和变形，刀补偿参数的设置可能需要进行适当的修正。
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。
数控机床的刀具补偿与补偿方法
数控机床的刀具补偿与补偿方法数控机床是一种通过计算机编程来控制刀具自动运动的高精度机床。
而在数控机床的加工过程中，刀具磨损是不可避免的。
为了确保加工的精度和质量，需要对刀具的磨损进行补偿。
本文将介绍数控机床的刀具补偿及其方法。
刀具补偿是指在数控机床的程序中，通过计算机控制的方式，根据刀具磨损的情况进行刀补操作，使得机床能够保持加工精度。
刀具补偿主要分为几种类型：半径补偿、长度补偿、倾斜补偿、刀尖位置补偿等。
首先，半径补偿是常见的刀具补偿方式之一。
在数控机床中，刀具刃尖的磨损会导致加工半径发生变化，从而影响到加工结果。
为了纠正加工误差，可以通过半径补偿进行校正。
一般来说，半径补偿是通过在程序中输入一个补偿值，将刀具的半径进行相应的增加或减少，以保持加工精度。
其次，长度补偿也是常用的一种刀具补偿方法。
在数控机床中，切削刀具的长度磨损会导致切削深度的变化。
为了保持加工的一致性和精度，可以通过长度补偿来进行校正。
长度补偿的原理是通过在程序中输入一个补偿值，使刀具的位置发生相应的变化，从而达到加工深度的控制。
倾斜补偿是指在加工过程中，刀具出现倾斜现象，导致加工精度下降。
为了解决这个问题，可以通过倾斜补偿来进行校正。
倾斜补偿的原理是通过在程序中调整坐标偏移量，使得刀具在加工过程中能够保持正确的倾斜角度，从而保持加工精度。
最后，刀尖位置补偿是一种通过调整刀具运动轨迹来控制加工精度的方法。
在数控机床的切削过程中，刀尖的位置可能会发生偏移。
通过刀尖位置补偿，可以通过调整刀具的路径来保持刀尖的正确位置，从而实现精确的加工。
综上所述，数控机床的刀具补偿方法主要包括半径补偿、长度补偿、倾斜补偿和刀尖位置补偿等。
这些方法通过在数控机床的程序中输入相应的补偿值或调整坐标偏移量，能够对刀具磨损进行有效的补偿，从而保证加工的精度和质量。
刀具补偿是数控机床加工过程中不可或缺的一部分，它使得机床能够适应刀具磨损的变化，同时提高了加工的效率与精度。
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。
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数控机床加工中的刀具补偿
作者：王晓晓
来源：《读与写·上旬刊》2018年第06期
摘要：随着数字化控制机床的产生，许多机械加工的工艺也变得越来越简便。
本论文通过对数控机床中刀具补偿的作用和方法的分析，阐述如何利用这一功能来提高工件的尺寸精准，优化刀具的性能，减少生产费用，为车间生产工作提供操作数据与积累经验。
关键词：数控车床；刀具补偿；位置补偿；加工生产
中图分类号：G718 文献标识码：B文章编号：1672-1578（2018）16-0246-02
引言
機床的价格与型号不同，就会拥有着不一样的配置，例如刀具补偿这个配置在经济机床上就不具有，需要重复多次的对刀。
此种人工操作的方式不仅操作麻烦且容易出现尺寸偏差；而数控车床则能对刀具的外形与大小进行智能计算，自动对刀调控工件至合适位置，而且获得的精度也高。
这两种车床在生产中有明显的质量和效率差距。
所以，数控车床成为大多数技工院校和企业的选择。
1.刀具补偿
1.1 刀具补偿的重要性。
数控机床在前期需要编程，通常会将各刀位点设置在刀架的固定位置上，理论上每次设定的刀位点都是相同的。
但在具体执行当中，因为刀具的尺寸与形状偏差问题，通常是无法将刀尖保持一致的。
尤其在换刀过程中，由于刀具的磨损和人工操作的误差，新安装刀具的刀位点也很难与前一个刀具的刀位点完全重合，误差就这样轻易的出现了。
为了改善这些因素造成的误差而带来的数值偏差，必须进行刀具补偿，需要使用刀具补偿，不然生产出的产品会与图纸要求产生一定的形状和尺寸上的差异。
1.2 刀具补偿的作用。
在数控机床加工工件时，由于刀具磨损或重新安装刀具引起的刀具位置变化以及刀具刀尖被磨成半径不大的圆弧，这必将产生加工工件位置误差和形状误差。
这样一方面可以将在加工时所用的刀具和设计时所使用的刀具之间的数值偏差降到最低，另一方面确保了加工零件的精确度。
1.3 刀具补偿表示方法。