刀具半径补偿汇总
刀具半径补偿指令G40、G41、G42,
刀具半径补偿指令G40、G41、G42，1、刀具半径补偿的目的：在编制轮廓铣削加工的场合，如果按照刀具中心轨迹进行编程，其数据计算有时相当复杂，尤其是当刀具磨损、重磨、换新刀具而导至刀具半径变化时，必须重新计算刀具中心轨迹，修改程序，这样不既麻烦而且容易出错，又很难保证加工精度，为提高编程效率，通常以工件的实际轮廓尺寸为刀具轨迹编程，即假设计刀具中心运动轨迹是沿工件轮廓运动的，而实际的刀具运动轨迹要与工件轮廓有一个偏移量（即刀具半径），利用刀具半径补偿功能可以方便地实现这一转变，简化程序编制，机床可以自动判断补偿的方向和补偿值大小，自动计算出实际刀具中心轨迹，并按刀心轨迹运动。
现代数控系统一般都设置若干个可编程刀具半径偏置寄存器，并对其进行编号，专供刀具补偿之用，可将刀具补偿参数（刀具长度、刀具半径等）存入这些寄存器中。
在进行数控编程时，只需调用所需刀具半径补偿参数所对应的寄存器编号即可。
实际加工时，数控系统将该编号所对应的刀具半径取出，对刀具中心轨迹进行补偿计算，生成实际的刀具中心运动轨迹。
2、刀具半径补偿的方法（1）刀具半径指令从操作面板输入被补偿刀具的直径或（半径）值，将其存在刀具参数库里，在程序中采用半径补偿指令。
刀具半径补偿的代码有G40、G41、G42，它们都是模态代码，G40是取消刀具半径补偿代码，机床的初始状态就是为G40。
G41为刀具半径左补偿，（左刀补），G42为刀具半径右补偿（右刀补）。
判断左刀具补偿和右刀具补偿的方法是沿着刀具加工路线看，当刀具偏在加工轮廓的左侧时，为左偏补偿，当刀具偏在加工轮廓的右侧时，为右偏补偿，如图1所示。
图1a中，在相对于刀具前进方向的左侧进行补偿，采用G41，这时相当于顺铣。
图1b 中在相对于刀具前进方向的右侧进行补偿，采用G42，这时相当于逆铣。
在数控机床加工中，一般采用顺铣，原因是从刀具寿命、加工精度、表面粗糙度而言顺铣的效果比较好，因而G41使用的比较多。
刀具半径补偿(G41、G42)和刀尖号
(1)、在数控车床中，着先沿着 Z 轴的正方向向负方向观察，然后顺着刀具运动的方向观察，若 刀具在工件的左边，用 G41；反之用 G42。外圆加工用 G41,内孔加工取 G42
G40(G41/G42) G01(G00) X Z F G40：取削刀尖圆弧半径补偿. G41：刀尖圆弧半径左补偿（左刀补）。顺着刀具运动方向看，刀具在工件左侧，如图（左）。 G42：刀尖圆弧半径右补偿（右刀补）。顺着刀具运动方向看，刀具在工件右侧，如图（右）.
（2）、在刀具形状参数里输入刀尖圆弧半径 R 和刀位点 T(1 到 9 九个)，编程时程序里使用刀 尖圆弧半径补偿功能指令 G41(左)/G42(右)就可以了， 这样在车削的时候系统就可以对刀尖圆弧 半径进行补偿了，一般在车角度直线(或圆椎)和圆弧(倒角或倒圆弧)才用，车单一的圆柱或平面 可以不用。 一般情况下，常用的是 2、3、9。分别对应内形加工（镗孔）、外形加工（外圆），和球 头刀加工，如图 2.4 所示。
4 5 1
8 9 6
+X
刀具补偿
刀具补偿刀补半径补偿:格式：G41/G42 G01 X__ Y__ F__ D__建立刀补G40 G01 X__ Y__ F__取消刀补X__ Y__ 运动轨迹终点坐标；D__ 刀具补偿值寄存器。
说明：1、G41刀具半径左补偿，G42刀具半径右补偿。
判定方法：从第三轴的正方向往负方向看过去，沿着刀具运动轨迹方向，刀具在工件的左侧，就是左刀补，反之就是右刀补。
外轮廓：刀具按顺时针轨迹编程—G41，按逆时针轨迹编程—G42;刀补变大——轮廓尺寸变大，反之，刀补变小——轮廓尺寸变小。
内轮廓：刀具按顺时针轨迹编程—G42，按逆时针轨迹编程—G41;刀补变大——轮廓尺寸变小，反之，刀补变小——轮廓尺寸变大。
提醒：a、一个轮廓用一个刀补（一个轮廓一个D，如果尺寸同方向可以用一个D。
）b、如果一个轮廓有尺寸大，有尺寸小的，编程时就要把尺寸精度编进去，看到以下四种尺寸编程时就要编中间尺寸加（或者减）0.01，+/-、-/-、+/0、+/+，等精加工调整刀补时，多减去0.01内轮廓中间尺寸减0.01、外轮廓中间尺寸加0.01。
看到以下两种尺寸直接编基本尺寸，0/-、未注公差，等精加工调整刀补时，多减去0.01。
c、如果一个轮廓尺寸都是一个方向（同时大，同时小），直接通过刀补控制，不用通过编写中间尺寸。
d、由于刀具实际工作半径与理论半径不相符，粗加工刀补一律多放0.1，举例：¢10铣刀，粗加工刀补D01=5.1,如果没有误差，测量出来应该是轮廓多0.2，如果轮廓要小单边0.01，刀补里面拿掉0.11。
如果有误差用实际测量值减去理想值，除以2，在刀补里面减去这个值就可以了。
2、刀补的建立和取消必须在走直线的状态下完成，G00命令下不要取消刀补。
圆弧指令不能建立或者撤销刀补。
（G41/G42 G02/G03 X__ Y__ R__ F__ 和G40 G02/G03 X__ Y__ R__ F__ 这样的格式，绝对不允许）3、刀补的建立和撤销都必须跟X 或Y才能建立或者撤销，Z方向运动不能建立或者撤销刀补。
刀具半径补偿指令
刀具半径补偿指令在进行数控编程时，除了要充分考虑工件的几何轮廓外，还要考虑是否需要采用刀具半径补偿，补偿量为多少以及采用何种补偿方式。
数控机床的刀具在实际的外形加工中所走的加工路径并不是工件的外形轮廓，还包含一个补偿量。
一、补偿量包括：1、实际使用刀具的半径。
2、程序中指定的刀具半径与实际刀具半径之间的差值。
3、刀具的磨损量。
4、工件间的配合间隙。
二、刀具半径补偿指令：G41、G42、G40G41：刀具半径左补偿G42：刀具半径右补偿G40：取消补偿格式：G41/G42 X Y H ；H：刀具半径补偿号：范围H01—H32；也就是输入刀具补偿暂存器编号，补偿量就通过机床面板输入到指定的暂存器编号里，例：G41 X Y H01；刀具直径为10㎜，这时在暂存器编号“1”里补偿量就输入“5”。
1、G41：（左补偿）是指加工路径以进给方向为正方向，沿加工轮廓左侧让出一个给定的偏移量。
2、G42：（右补偿）是指加工路径以进给方向为正方向，沿加工轮廓右侧让出一个给定的偏移量。
3、G40：（取消补偿）是指关闭左右补偿的方式，刀具沿加工轮廓切削。
G40（取消补偿）G41（左补偿）G42（右补偿）切削方向G40（取消补偿）G42（右补偿）切削方向G41（左补偿）工件轮廓三、刀具半径补偿量由数控装置的刀具半径补偿功能实现。
采用这种方式进行编程时，不需要计算刀具中心运动轨迹坐标值，而只按工件的轮廓进行编程，补偿量输入到控制装置寄存器编号的数值给定，编程简单方便，大部份数控程序均采用此方法进行编制。
加工程序得到简化，可改变偏置量数据得到任意的加工余量。
即对于粗加工和精加工可用同一程序、同一刀具。
刀具半径补偿是通过指明G41或G42来实现的。
为了能够顺利实现补偿功能，要注意以下问题：1、G41、G42通常和指令连用（也就是要激活），激活刀具偏置不但可以用直线指令G01，也可以通过快速点定位指令G00。
但一般情况下G41和G42和G02、G03不能出现在同一程序段内，这样会引起报警。
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。
刀具位置补偿和半径补偿综述
第四章 第三节 计算机数控（CNC）系统 刀具位置补偿和半径补偿
刀具补偿是数控中的重要组成部分，当采用不同 尺寸的刀具加工同一轮廓尺度的零件，或同一名义尺 寸的刀具因换刀重调或磨损而引起尺寸变化时，为了 编程方便和不改变已制备好的穿孔带（或程序），数 控装置常备有刀具补偿机能。
一、刀具的位置补偿 当采用不同尺寸的刀具加工同一轮廓尺寸的零 件，或同一名义尺寸的刀具因换刀重调或磨损而引 起尺寸变化时，为了编程方便和不改变已制备好的 穿孔带，数控装置常备有刀具位置补偿机能，将变 化的尺寸通过拨码开关或键盘进行手动输入，便能 自动进行补偿。
由前所述，可见要实现刀具半径补偿，数控系 统除了有直线、圆弧插补功能外，还须具有处理刀 具半径矢量的能力，这种处理能力表现在补偿矢量 偏移的计算和补偿矢量的旋转两个方面。
上述对刀具补偿矢量的处理，通称为“刀具偏移 计算”。实现的方法有r² 法、矢量法、比例法等。
这些方法的刀具半径补偿只能计算出直线或圆 弧终点的刀具中心坐标值，两个程序段之间轮廓的 转接（又称拐角或过渡）是以圆弧方式进行的，没 有考虑连接的各种实际情况，故称其为一般刀具半 径补偿，或称B机能刀具补偿（简称B刀补）。
r S a）缩短型直线→直线
r S b）缩短型直线→圆弧
r S
r S S
r S
r S S
c）伸长型直线→直线
d）伸长型直线→圆弧
S r S r S e）插入型直线→直线 S r S f）插入型直线→圆弧 S r S
下面以一个实例来说明刀具半径补偿的工作过 程，数控系统完成从O点到E点的编程轨迹的 加工步骤如下：
三、刀具的长度补偿 刀具的长度补偿指令一般用于刀具轴向(Z 方向)的补偿。 它可使刀具在Z方向上的实际位移大于或小 于程给定值。即:
刀具半径补偿的应用
OCCUPATION2011 7130刀具半径补偿的应用文/黄卫锋二、漏电保护开关总是跳闸这段时间学生反映总是断电，影响他们的学习和生活。
上课后，我们去检查这幢宿舍，用表对线路等各方面进行了很长时间的检查，没发现线路有问题。
笔者在检查过程中，注意到了邻近几间宿舍都有同一牌号的饮水机，学生打开饮水机电源烧水准备泡茶，十几分钟后，漏电开关就跳闸。
这样马上引起我的注意：有可能是饮水机漏电引起跳闸。
学生解释说，饮水机买回来已用一段时间，也没发现漏电和跳闸现象，再说另外一幢宿舍里也有这种牌号的饮水机，为什么他们的 就不会跳闸呢？带着问题重新分析检查，采用排除法，拔掉饮水机电源，开关就不跳闸，用摇表测量其绝缘参数，发现有短路现象，可以判断故障出自饮水机。
我们又把对面楼的饮水机进行测量，同样存在短路现象。
一询问，原来这些饮水机是前段时间学生统一在外面批发回来的，价格比较低，对面楼的学生也说这段时间在装开水时手也感觉有点麻的感觉。
为了解答学生提出的问题，我们对两幢楼的线路进行全面检修，发现跳闸的新楼安装了接地线，而不跳闸的旧楼是没有安装接地线。
故疑问就可以解开。
笔者从两方面作了分析，第一，漏电开关原理是采用零序电流工作的。
当饮水机漏电通过接地，零相不平衡时，出现３０ｍＡ漏电流，故开关就自动切断电源。
如果没有接地，则没有出现分流，就算有３０ｍＡ漏电流，也不会破坏零相平衡，故开关就不会自动跳闸，因此就出现一幢跳闸，另一幢不会跳闸的现象。
第二，饮水机的发热丝与装水瓶正常时应该绝缘良好。
但从这些饮水机来看，用过一段时间，绝缘就受到破坏，质量上肯定存在问题。
因此我们一定要买合格商品，否则会造成触点事故或引起火灾事故。
三、结论分析以上几个例子说明漏电现象在我们日常生活、生产过程中是经常碰到的。
除发现问题，解决问题，更重要的是如何防止减少事故出现。
安装接地装置与漏电保护器的目的只是减小或减轻漏电时所产生的触电危险性。
如果这些常用的保护措施我们都没能做好，还谈什么安全用电。
刀具半径补偿
通过自动计算并调整刀具中心轨迹， 可以减少人工干预，提高加工效率。
刀具半径补偿的基本原理
刀具半径补偿的实现方式
在数控加工中，通常通过数控编程软 件或控制系统中的补偿功能来实现刀 具半径补偿。
刀具半径补偿的计算方法
根据刀具半径大小和加工要求，通过 计算确定刀具中心轨迹的偏移量。
刀具半径补偿的步骤
在加工过程中，根据实际需要选择开 启或关闭刀具半径补偿，并根据需要 调整补偿参数。
在航空航天制造中，刀具半径补偿技术可 以用于控制飞机零部件和航天器零件的加 工精度，提高产品的可靠性和安全性。
04 刀具半径补偿的优点与局 限性
提高加工精度和表面质量
提高加工精度
通过补偿刀具半径，能够减小因刀具 半径而引起的加工误差，从而提高工 件的加工精度。
优化表面质量
刀具半径补偿技术能够减小刀具半径 对切削过程的影响，从而降低表面粗 糙度，提高工件表面质量。
高精度补偿技术
高精度补偿技术
采用高精度测量设备和算法，实现刀具 半径的高精度测量和补偿，提高加工零 件的表面质量和尺寸精度。
VS
精细化加工
通过高精度补偿技术，实现精细化加工， 减少加工余量和材料浪费，提高加工效率 和经济效益。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
根据刀具半径大小，在加工过程中自动计算并调整刀具中心轨迹，以保证加工 出的零件尺寸符合要求。
刀具半径补偿的重要性
提高加工精度
通过补偿刀具半径，可以减小因刀具 半径而引起的误差，提高加工精度。
提高加工效率
降低对操作人员技能要求
使用刀具半径补偿技术，可以降低对 操作人员技能水平的要求，使操作更 加简单易行。
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遵循右手笛卡尔直角坐标系原则
数控机床采用的是 笛卡尔的直角三坐 标系统，X、Y、Z 三轴之间的关系遵 循右手定则。如右 图所示，右手三指 尽量互成直角，拇 指指向X轴正方向 ，食指指向Y轴正 方向，中指指向Z 轴正方向。
Z Y
X
迪卡尔
数控铣床的坐标系统
工件坐标系 原点
机床坐标系 原点
避免引入反向误差
刀尖圆角R造成的少切与过切
欠切与过切
3:刀尖圆弧半径补偿功能
①:刀尖圆弧半径补偿功能：数控系统控制刀尖圆弧的圆心相对工件轮廓偏离一定 的距离（可以大于、小于或等于圆弧半径R）
加上半径补偿功能轨迹
采用刀尖圆弧半径补偿功能的精加工
4:左半径补偿与右半径补偿
沿刀具的运动的方向看，刀尖圆弧的圆心在工件轮廓的左边，称之为左半径补 偿，反之称为右半径补偿。
G01X20Z0F100; Z-20; X30Z-30; Z-40; G02X30Z-70R25; G01Z-80; X50Z-90;
Z-100; G40G00X100；取消刀尖圆弧半径补偿功能 Z100; T0200; M30;
数控刀具的材料
高速钢
数
控 刀
硬质合金
具
的
材
料
陶瓷
立方碳化硼
W系高速钢 Mo系高速钢
刀运动方向
刀运动方向
左半径补偿:G41
右半径补偿:G42
5:半径补偿指令
左半径补偿：G41
右半径补偿：G42
格式：G41/G42 G00/G01 X__ Z__ (F__) D__
说明：
⑴、G41/G42只能与G00或G01指令联用（即：写
在一句程序中），不能和圆弧切削指令联用
⑵、D__：刀尖圆弧半径补偿号（在数控系统的补
钨钴类 钨钛钴类 钨钛钽（铌）钴类 纯氧化铝类（白色陶瓷） TiC添加类（黑色陶瓷）
聚晶金刚石
常见的刀具库
可装20把刀的无臂式ATC刀具库 ATC刀具库自动换刀系统
（单击观看录像）
常见的刀具库
可装24把刀的有臂式ATC刀具库
常见的刀具库
可装32把刀的有臂式刀具库
常见的刀具库
可装60把刀的刀具库
X 对刀点
①Ⅰ ② ③Ⅱ
ⅣⅢ ④
O
Y
存在反(a向) 误差的
加工路线
X 对刀点
①Ⅰ
② ③Ⅱ ⅣⅢ
⑤
④
O
Y
避免(反b)向误差的
加工路线
偿表中，此补偿号中输入此刀的刀尖圆弧半径补偿值）
⑶、G41/G42须与G40配对使用。G40的功能是取
消半径补偿功能
格式：G40 G01/G00 X__ Z__ (F__)
6:刀尖指向
8:编程示例
O1000 ┇； 粗加工程序略
T0202； 精加工刀 S2000M04; G42G00X20Z3D02； 采用刀尖圆弧半径补偿
车刀刀尖圆弧半径补偿
1:为何要使用半径补偿指令？ 见右图
理论上，车刀的刀尖是尖角， 实际上的刀尖是倒角了的 （一般倒圆角），那么实际上 的M点是不存在的，而我们在 加工时进行对刀是通过刀具在 X、Z向与工件相切对刀而获得 的刀尖是假想刀尖P点，它也是 我们编程点。
2、欠切和过切现象
从右图可以看出，在以假想刀尖P点为编程点时，用它来进行精加工时，在 工件轮廓AB段时会出现欠切现象，而在轮廓的CD段会出现过切现象，在圆 柱面上不会有影响。故，用刀尖有倒圆弧车刀进行精加工时，在锥面、圆 弧面会出现欠切或过切现象，从而影响加工精度
数控铣床的结构及类型
按体积分
按主轴布局 形式分
按控制坐标的 联动轴数分
小型 中型 大型 立式 卧式 立卧两用式 两轴半控制 三轴控制 多轴控制
数控铣床的结构及类型
华 中 X K A7 14 02 数 控 立 式 铣 床
数控铣床的结构及类型
华 中 X K A7 14 数 控 立 式 铣 床
数控铣床的坐标系统