刀具半径补偿原理讲解
11 刀具半径补偿方法
n 1、 B机能刀具补偿 n B机能刀具补偿方法的特点是刀具中心轨迹
的段间连接都是以圆弧进行的。其算法简单 ，实现容易，如图所示，但由于段间过渡采 用圆弧，这就产生了一些无法避免的缺点。 首先，当加工外状态 ，要求的尖角往往会被加工成小圆角。其次 ，在内轮廓加工时，要由程序员人为地编进 一个辅助加工的过渡圆弧，如图中的圆弧AB 。并且还要求这个过渡圆弧的半径必须大于 刀具的半径，这就给编程工作带来了麻烦， 一旦疏忽，使过度圆弧的半径小于刀具半径 时，就会因刀具干涉而产生过切削现象，使 加工零件报废。这些缺点限制了该方法在一 些复杂的、要求较高的数控系统中的应用。
2、C 机能刀具补偿 C 机能刀具补偿方法的特点是相邻 两段轮廓的刀具中心轨迹之间用直 线进行连接，由数控系统根据工件 轮廓的编程轨迹和刀具偏置量直接 算出刀具中心轨迹的转接交点C′ 和C″，如图所示。然后再对刀具 中心轨迹作伸长或缩短的修正。这 就是所谓的C机能刀具半径补偿(简 称C刀补)。它的主要特点是采用直 线作为轮廓之间的过渡，因此，该 刀补方法的尖角工艺性较B刀补的 要好，其次在内轮廓加工时，可实 现自动转接（自动计算出转接交点 C点），避免过切的产生。
刀具半径补偿原理
刀具半径补偿原理
嘿，朋友们！今天咱就来好好唠唠刀具半径补偿原理。
你想啊，就像我们走路得知道往哪儿走一样，刀具在加工工件的时候也得有个准确的“路线规划”，而刀具半径补偿原理就是这个“规划大师”。
比如说，你在雕刻一个精美的图案，刀具就好像是你的画笔。
如果没有刀具半径补偿，那刻出来的图案可能就不那么完美了，就好比你想画一只可爱的猫咪，结果画出来却像只大胖狗！哎呀！那可不行！
刀具半径补偿原理其实就是让刀具能够自动调整它的运动轨迹，从而达到更准确、更精细的加工效果。
这就像是我们人在走路的时候，遇到路上有个坑，我们会自动调整步伐绕过去一样。
再给你举个例子，你想想看，如果一个厨师拿着刀去切菜，要是没有考虑到刀的半径，那切出来的菜可能有的厚有的薄，那做出来的菜能好吃吗？肯定不行啊！
那刀具半径补偿原理是怎么实现的呢？这就涉及到一些聪明的计算和巧妙的控制啦。
就像是一个聪明的导航系统，能够精准地计算出刀具的最佳路径。
在实际操作中，操作人员要根据工件的形状和尺寸，设置好刀具半径补偿的参数。
这就好比给刀具“下达命令”，告诉它该怎么走。
哎呀呀，这可真是个精细活儿！
总之啊，刀具半径补偿原理真的是太重要啦！没有它，很多高精度的加工可就没法完成啦！所以说，我们一定要好好了解它，掌握它，让它为我们的加工工作服务！让我们的工件都能变得超级完美！。
半径补偿原理
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半径补偿原理
半径补偿啊，就像是给刀具穿上了一层有魔法的外套。
刀具在加工的时候呢，本来按照它自己的路径走，可能会出现一些偏差或者不太完美的地方。
但是有了半径补偿这个厉害的东西，就可以根据零件的轮廓形状，自动调整刀具的运动轨迹啦。
二、半径补偿的作用
这半径补偿的作用可大着呢。
它可以让加工出来的零件尺寸更加精确哦。
比如说我们要加工一个圆形的零件，如果没有半径补偿，刀具可能就会切多或者切少了，但是有了它，就可以完美地按照圆形的尺寸来加工。
而且啊，在加工一些复杂形状的零件时，它也能让刀具灵活地适应轮廓的变化，就好像是一个很聪明的小助手一样。
三、半径补偿的实现方式
它是通过数控系统来实现的。
数控系统就像是一个超级大脑，它能够根据预先设定好的程序和零件的形状信息，计算出刀具应该怎么运动才能达到半径补偿的效果。
在编写数控程序的时候呢，我们要设置好相关的参数，告诉这个超级大脑，这个零件的轮廓是啥样的，刀具的半径是多少，然后超级大脑就会按照这些信息来指挥刀具进行准确的加工啦。
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刀具半径补偿讲解
生技培訓專業課程
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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3.可根據改變刀具半徑補償的數值對零件進行半精 及精加工
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编程指令与格式
1、刀具半径补偿的建立（G41/G42） G41：刀具半徑左补偿。定义为假设工件
不动，沿刀具运动方向向前看，刀具往切削方 向的左边偏置一个半徑补偿值。
G42：刀具半徑右补偿。定义为假设工件 不动，沿刀具运动方向向前看，刀具往切削方 向的右边偏置一个半徑补偿值。
因為加工軌跡都是以刀心為基準走刀所以實際加工出來的零件尺寸與圖形要求尺寸有很大的差別
刀具半徑補償的講解
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為什麼要設置刀具 半徑補償？
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1.因為加工軌跡都是以刀心為基準走刀，所以實際 加工出來的零件尺寸與圖形要求尺寸有很大的差別.
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2.零件加工區域大於刀具直徑時，需要多刀開粗加 工的.
补半径 补半径
注意：
编程轨迹 编程轨迹
刀心轨迹 刀心轨迹
G42 G42
一定要搞清楚刀(具c)所處位置的內外之分
(c)
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注意事項
1.使用刀補時，一定要加入輔助線並且輔助線 的長度一定要大於等於刀具直徑
此處的長度 應大於等於 刀具的直徑
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2.開放式輪廓的輔助線一般情況下為輪廓的延伸 線或是圓弧的切線。封閉式曲線輪廓的輔助線為 直線輪廓的法向線。
编程格式：G01 G41 X__Y__D__F__； G01 G42 X__Y__D__F__；
2、刀具半徑补偿的取消（G40） 编程格式一：G00/G01 G40 X__Y__； 编程格式二：G00/G01 X__Y__ D00；
刀具半径补偿原理及补偿规则
刀具半径补偿原理及补偿规则在加工过程中，刀具的磨损、实际刀具尺寸与编程时规定的刀具尺寸不一致以及更换刀具等原因，都会直接影响最终加工尺寸，造成误差。
为了最大限度的减少因刀具尺寸变化等原因造成的加工误差，数控系统通常都具备有刀具误差补偿功能。
通过刀具补偿功能指令，CNC系统可以根据输入补偿量或者实际的刀具尺寸，使机床自动加工出符合程序要求的零件。
1．刀具半径补偿原理（１）刀具半径补偿的概念用铣刀铣削工件的轮廓时，刀具中心的运动轨迹并不是加工工件的实际轮廓。
如图所示，加工内轮廓时，刀具中心要向工件的内侧偏移一定距离；而加工外轮廓时，同样刀具中心也要向工件的外侧偏移一定距离。
由于数控系统控制的是刀心轨迹，因此编程时要根据零件轮廓尺寸计算出刀心轨迹。
零件轮廓可能需要粗铣、半精铣和精铣三个工步，由于每个工步加工余量不同，因此它们都有相应的刀心轨迹。
另外刀具磨损后，也需要重新计算刀心轨迹，这样势必增加编程的复杂性。
为了解决这个问题，数控系统中专门设计了若干存储单元，存放各个工步的加工余量及刀具磨损量。
数控编程时，只需依照刀具半径值编写公称刀心轨迹。
加工余量和刀具磨损引起的刀心轨迹变化，由系统自动计算，进而生成数控程序。
进一步地，如果将刀具半径值也寄存在存储单元中，就可使编程工作简化成只按零件尺寸编程。
这样既简化了编程计算，又增加了程序的可读性。
刀具半径补偿原理（2）刀具半径补偿的数学处理①基本轮廓处理要根据轮廓尺寸进行刀具半径补偿，必需计算刀具中心的运动轨迹，一般数控系统的轮廓控制通常仅限于直线和圆弧。
对于直线而言，刀补后的刀具中心轨迹为平行于轮廓直线的一条直线，因此，只要计算出刀具中心轨迹的起点和终点坐标，刀具中心轨迹即可确定；对于圆弧而言，刀补后的刀具中心轨迹为与指定轮廓圆弧同心的一段圆弧，因此，圆弧的刀具半径补偿，需要计算出刀具中心轨迹圆弧的起点、终点和圆心坐标。
②尖角处理在普通的CNC装置中，所能控制的轮廓轨迹只有直线和圆弧，其连接方式有：直线与直线连接、直线与圆弧连接、圆弧与圆弧连接。
刀补原理
y
B′(Xb′,Yb′)
ΔY B（Xb,Yb） K ΔX R r A′(Xa′,Ya′) A(Xa,Ya) x
β O
图9-6 圆弧刀具半径补偿 X ∆ X = r cos β = r b R Yb ∆ Y = r sin β = r R rX b ′ Xb = Xb + R rY b Y b′ = Y b + R
图93a建立刀具半径补偿的过程图93a建立刀具半径补偿的过程图93b刀具半径补偿的过程图93b刀具半径补偿的过程图93c撤消刀具半径补偿的过程图93c撤消刀具半径补偿的过程4过切过切有以下两种情况
数控装置的刀具补偿原理
一、刀具补偿概述
轮廓加工中，刀 具总有一定半径(如铣 刀或线切割钼丝)，刀 具中心运动轨迹并不 等于加工零件的编程 轨迹。
G42为右偏刀具半径补偿(右刀补) ，定义：假设 工件不动，沿刀具运动方向向前看，刀具在零件右侧 的补偿， G40为取消刀具补偿指令。
图9-2b 右刀补补偿
3、工作过程 、 刀具半径补偿过程分为三个步骤：刀补建立、刀 补进行 、刀补撤销。 刀具半径补偿建立，一般是直线且为空行程，以 防过切。以G42为例，图9－3a表示建立刀补过程。 图9－3b表示的刀具半径补偿的工作过程。 刀具半径补偿结束用G40撤销，撤销时同样要防 止过切，图9－3c表示撤消刀具半径补偿的过程。 上述各图中，实线表示编程轨迹；点划线表示刀 具中心轨迹；r等于刀具半径，表示偏移向量。
图c
图d
图9-12 外轮廓直线转接过渡
3、结论
C刀补中对内轮廓过渡均采用缩短型处理，对外轮 廓过渡可根据两矢量加工轨迹间夹角的大小采用伸长型或 插入型处理。可见，对各种直线、圆弧间的连接过渡方式 都可通过数控系统，按上述规律作伸长缩短等处理，彻底 解决了数控加工中两程序段转接过程中的过渡问题。
刀具半径补偿原理(详细)
刀具半径补偿原理一、刀具半径补偿的基本概念（一）什么是刀具半径补偿根据按零件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。
（二）刀具半径功能的主要用途（1）由于刀具的磨损或因换刀引起的刀具半径变化时，不必重新编程，只需修改相应的偏置参数即可。
（2）加工余量的预留可通过修改偏置参数实现，而不必为粗、精加工各编制一个程序。
（三）刀具半径补偿的常用方法1．B刀补特点：刀具中心轨迹的段间都是用圆弧连接过渡。
优点：算法简单，实现容易。
缺点：（1）外轮廓加工时，由于圆弧连接时，刀具始终在一点切削，外轮廓尖角被加工成小圆角。
（2）内轮廓加工时，必须由编程人员人为的加一个辅助的过渡圆弧，且必须保证过渡圆弧的半径大于刀具半径。
这样：一是增加编程工作难度；二是稍有疏忽，过渡圆弧半径小于刀具半径时，会因刀具干涉而产生过切，使加工零件报废。
2．C刀补特点：刀具中心轨迹段间采用直线连接过渡。
直接实时自动计算刀具中心轨迹的转接交点。
优点：尖角工艺性好；在加工内轮廓时，可实现过切自动预报。
两种刀补在处理方法上的区别：B刀补采用读一段，算一段，走一段的处理方法。
故无法预计刀具半径造成的下一段轨迹对本段轨迹的影响。
C刀补采用一次对两段进行处理的方法。
先处理本段，再根据下一段来确定刀具中心轨迹的段间过渡状态，从而完成本段刀补运算处理。
二、刀具半径补偿的工作原理（一）刀具半径补偿的过程刀具半径补偿的过程分三步。
1．刀补建立刀具从起点接近工件，在编程轨迹基础上，刀具中心向左（G41）或向右（G42）偏离一个偏置量的距离。
不能进行零件的加工。
2．刀补进行刀具中心轨迹与编程轨迹始终偏离一个偏置量的距离。
3．刀补撤消刀具撤离工件，使刀具中心轨迹终点与编程轨迹终点（如起刀点）重合。
不能进行加工。
（二）C机能刀具半径补偿的转接形式和过渡方式1．转接形式随着前后两段编程轨迹线形的不同，相应的刀具中心轨迹有不同的转接形式。
《刀具半径补偿计算》课件
精加工中应用刀具半径补偿可以显著提高工件的加工质量和生产效率 。
刀具半径补偿在切削方式切换中的应用
在切削方式切换过程中，刀具 半径补偿可以自动调整切削参 数，以适应不同的切削条件和
工件材料。
在更换刀具或调整切削参数时 ，刀具半径补偿可以减少人工 干预和误差，提高加工精度和 效率。
少人为因素对加工结果的影响，为现代制造业的发展提供有力支持。
多轴联动加工中的刀具半径补偿技术
要点一
总结词
要点二
详细描述
多轴联动加工中的刀具半径补偿技术是未来发展的重点方 向，它能够实现复杂曲面的高精度加工，提高加工效率和 产品质量。
多轴联动加工是一种先进的加工技术，广泛应用于航空、 汽车、模具等领域。在多轴联动加工中，刀具半径补偿技 术对于实现高精度加工至关重要。通过精确控制刀具的轨 迹和补偿量，可以减小加工误差，提高加工精度和效率。 未来，多轴联动加工中的刀具半径补偿技术将进一步发展 ，为实现更高效、高精度的复杂曲面加工提供技术支持。
程，提高编程效率。
刀具半径补偿的计算原理
根据加工要求和刀具参数，确定刀具 半径补偿值。
补偿值的计算需要考虑多种因素，如 刀具类型、切削用量、工件材料等。
在数控加工过程中，根据刀具路径和 补偿值，对刀具路径进行相应的调整 ，以补偿因刀具半径而引起的加工误 差。
02
CATALOGUE
刀具半径补偿的分类
03
通过刀具半径补偿，还可以控制切削力的大小，以防止工件变形和刀 具破损。
04
粗加工中应用刀具半径补偿可以有效地提高加工效率和质量。
刀具半径补偿在精加工中的应用
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C” A C A’ B B’ G42 刀具 编程轨迹 G41
刀具
的功能称为刀具半径
补偿功能。
C’
刀具中心轨迹
2
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数 第三节 刀具半径补偿原理 控 技 术 2. 刀具半径补偿功能的主要用途
第 五 章 数 控 机 床 的 控 制 原 理
下午4时5分
数 控 技 术 第 五 章 数 控 机 床 的 控 制 原 理
第三节 刀具半径补偿原理
1
下午4时5分
数 第三节 刀具半径补偿原理 控 技 术 一. 刀具半径补偿的基本概念 1。什么是刀具半径补偿(Tool Radius Compensation[offset])
第 五 章 数 控 机 床 的 控 制 原 理
过渡 方式
α ≥180o
r α
r r
r
缩
短 型
90o≤α ＜180o
r
r
r
r
伸 长 型
插 α ＜90o r
r
r
r
入 型
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数 控 技 术
第 五 章 数 控 机 床 的 控 制 原 理
第三节 刀具半径补偿原理
刀具半径补偿的进行过程
刀 直线 ---- 直线 α ≥180o α 补 进 行（G42） 圆弧 ---- 直线 α 圆弧 ---- 圆弧 α 直线 ---- 圆弧 α 过渡 方式 缩 短 型
实时将编程轨迹变换成刀具中心轨迹。可避免在加工 中由于刀具半径的变化(如由于刀具损坏而换刀等原 因)而重新编程的麻烦。 刀具半径误差补偿，由于刀具的磨损或因换刀引起的 刀具半径的变化，也不必重新编程，只需修改相应的 偏置参数即可。 减少粗、精加工程序编制的工作量。由于轮廓加工往 往不是一道工序能完成的，在粗加工时，均要为精加 工工序预留加工余量。加工余量的预留可通过修改偏 置参数实现，而不必为粗、精加工各编制一个程序。
数 控 技 术
第 五 章 数 控 机 床 的 控 制 原 理
第三节 刀具半径补偿原理
根据两段程序轨迹的矢量夹角和刀补方向的不同，过渡方式有以
下几种：
缩短型：矢量夹角 ≥180o 刀具中心轨迹短于编程轨迹的过渡方式。 伸长型：矢量夹角90o≤ ＜180o 刀具中心轨迹长于编程轨迹的过渡方式。 插入型：矢量夹角 ＜90o 在两段刀具中心轨迹之间插入一段直线的过渡方式。
中是以右刀补（G42）为例进行说明的，左刀补（G41）的情况与
右刀补相似，就不再重复。
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数 控 技 术
第 五 章 数 控 机 床 的 控 制 原 理
第三节 刀具半径补偿原理
刀具半径补偿的建立和撤消
转接
矢量 夹角 形式
刀补建立（G42） 直线 ---- 直线 直线 ---- 圆弧
刀补撤消（G42） 直线 ---- 直线 圆弧 ---- 直线
C” A C A’ C’ B B’ G42
刀具
刀具中心轨迹
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数 第三节 刀具半径补偿原理 控 技 术 二. 刀具半径补偿的工作原理 1 .刀具半径补偿的工作过
第 五 章 数 控 机 床 的 控 制 原 理 程 刀补建立
刀补撤销 刀具中心轨迹 编程轨迹
刀补进行 刀补撤销。
起刀点 刀补建立
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数 第三节 刀具半径补偿原理 控 技 3. 刀具中心轨迹的转接形式和过渡方式列表 术
第 五 章 数 控 机 床 的 控 制 原 理
刀具半径补偿功能在实施过程中，各种转接形式和过渡方式的
情况，如下面两表所示。表中实线表示编程轨迹；虚线表示刀具
中心轨迹； 为矢量夹角；r为刀具半径；箭头为走刀方向。表
刀补进行
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数 第三节 刀具半径补偿原理 控 技 术 2.C刀补的转接形式和过渡方式
转接形式
第 前后两编程轨迹的不同，刀具中心轨迹的连接方法不同 五 章 在一般的CNC装置中，均有园弧和直线插补两种功能。对由这 数 两种线形组成的编程轨迹有以下四种转接形式 控 机 床 直线与直线转接 园弧与直线转接 的 控 直线与园弧转接 园弧与园弧转接 制 原 理
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数 控 技 术
第 五 章 数 控 机 床 的 控 制 原 理
第三节 刀具半径补偿原理
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过渡方式
对应两编程轨迹，刀具中心轨迹过渡连接形式
矢量夹角： 指两编程轨迹在交点处非加工侧的夹角
加工侧
非加工侧 编程轨迹 刀具中心轨迹 加工侧
刀具中心轨迹 编程轨迹
非加工侧
缩短型
伸长型
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数 第三节 刀具半径补偿原理 控 技 3. 刀具半径补偿的常用方法： 术
第 B刀补： 五 如图所示，该法对 章 加工轮廓的连接都是以 数 控 园弧进行的。 机 床 的 控 制 原 理
刀具
编程轨迹
G41
C” A C A’ C’ B B’ 刀具中心午4时5分
数 控 技 术
第 五 章 数 控 机 床 的 控 制 原 理
第三节 刀具半径补偿原理
在外轮廓尖角加工时，由于轮
廓尖角处始终处于切削状态，
尖角的加工工艺性差。 在内轮廓尖角加工时，由于C” 点不易求得(受计算能力的限制) 编程人员必须在零件轮廓中插 入一个半径大于刀具半径的园 弧，这样才能避免产生过切。
A C A’ C’ C” B B’ 刀具中心轨迹 G42 刀具 编程轨迹 G41
90o≤α ＜180o
α r
α r
α
r
α r
伸 长 型
插 α ＜90o α r α α r α r 入 型
r
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数 控 技 术
第三节 刀具半径补偿原理
4. 刀具半径补偿的实例
读入OA，判断出是刀补建
第 五 章 读入AB，因为∠OAB＜90o， 且又是右刀补（G42）， 数 控 由表可知，此时段间转接 机 床 的过渡形式是插入型。则 的 计算出a、b、c的坐标值， 控 制 并输出直线段oa、ab、bc， 原 供插补程序运行。 理
刀具
这种刀补方法，无法满足实际
应用中的许多要求。因此现在用得 较少，而用得较多的是C刀补。
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数 控 技 术
第三节 刀具半径补偿原理
C刀补
刀具 编程轨迹 G41
采用直线作为轮廓间的过渡 第 五 章 特点： 数 尖角工艺性好 控 机 可实现过切自动预报(在内轮廓加 床 的 工时) ，从而避免产生过切。 控 制 原 理