加工中心的刀具和刀具补偿
加工中心对刀与刀具补偿操作教程
加工中心对刀与刀具补偿操作教程时间：2012-05-30 作者：模具联盟网点击： 1479 评论：0 字体：T|T一、对刀对刀方法与具体操作同数控铣床。
二、刀具长度补偿设置加工中心上使用的刀具很多，每把刀具的长度和到 Z 坐标零点的距离都不相同，这些距离的差值就是刀具的长度补偿值，在加工时要分别进行设置，并记录在刀具明细表中，以供机床操作人员使用。
一般有两种方法：1、机内设置这种方法不用事先测量每把刀具的长度，而是将所有刀具放入刀库中后，采用 Z 向设定器依次确定每把刀具在机床坐标系中的位置，具体设定方法又分两种。
（ 1 ）第一种方法将其中的一把刀具作为标准刀具，找出其它刀具与标准刀具的差值，作为长度补偿值。
具体操作步骤如下：①将所有刀具放入刀库，利用 Z 向设定器确定每把刀具到工件坐标系 Z 向零点的距离，如图 5-2 所示的 A 、 B 、 C ，并记录下来；②选择其中一把最长（或最短）、与工件距离最小（或最大）的刀具作为基准刀，如图 5-2 中的 T03 （或 T01 ），将其对刀值 C （或 A ）作为工件坐标系的 Z 值，此时 H03=0 ；③确定其它刀具相对基准刀的长度补偿值，即 H01= ±│ C-A │， H02= ±│ C-B │，正负号由程序中的 G43 或 G44 来确定。
④将获得的刀具长度补偿值对应刀具和刀具号输入到机床中。
（ 2 ）第二种方法将工件坐标系的 Z 值输为 0 ，调出刀库中的每把刀具，通过 Z 向设定器确定每把刀具到工件坐标系 Z 向零点的距离，直接将每把刀具到工件零点的距离值输到对应的长度补偿值代码中。
正负号由程序中的 G43 或 G44 来确定。
2、机外刀具预调结合机上对刀这种方法是先在机床外利用刀具预调仪精确测量每把在刀柄上装夹好的刀具的轴向和径向尺寸，确定每把刀具的长度补偿值，然后在机床上用其中最长或最短的一把刀具进行 Z 向对刀，确定工件坐标系。
刀补概念
刀补概念刀具补偿科技名词定义中文名称：刀具补偿英文名称：cutter compensation 定义：通过切削点垂直于刀具轨迹的位移补偿，用来修正刀具实际半径或直径与其程序规定值之差。
应用学科：机械工程（一级学科）；切削加工工艺与设备（二级学科）；自动化制造系统（三级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布目录一、刀具补偿的提出二、全功能数控机床系统中刀具补偿1．数控车床刀具补偿2．加工中心、数控铣床刀具补偿三、经济型数控机床中刀具轨迹的计算1．刀具中心（刀位点）轨迹的计算2.数控车床假想刀尖点的偏置计算四、结论一、刀具补偿的提出二、全功能数控机床系统中刀具补偿1．数控车床刀具补偿2．加工中心、数控铣床刀具补偿三、经济型数控机床中刀具轨迹的计算1．刀具中心（刀位点）轨迹的计算2.数控车床假想刀尖点的偏置计算四、结论展开编辑本段一、刀具补偿的提出用立铣刀在数控机床上加工工件，可以清楚看出刀具中心运动轨迹与工件轮廓不重合，这是因为工件轮廓是立铣刀运动包络形成的。
立铣刀的中心称为刀具的刀位点（4、5坐标数控机床称为刀位矢量），刀位点的运动轨计即代表刀具的运动轨迹。
在数控加工中，是按工件轮廓尺寸编制程序，还是按刀位点的运动轨迹尺寸编制程序，这要根据具体情况来处理。
数控机床立铣刀加工在全功能数控机床中，数控系统有刀具补偿功能，可按工件轮廓尺寸进行编制程序，建立、执行刀补后，数控系统自动计算，刀位点自动调整到刀具运动轨迹上。
直接利用工件尺寸编制加工程序，刀具磨损，更换加工程序不变，因此使用简单、方便。
经济型数控机床结构简单，售价低，在生产企业中有一定的拥有量。
在经济型数控机床系统中，如果没有刀具补偿功能，只能按刀位点的运动轨迹尺寸编制加工程序，这就要求先根据工件轮廓尺寸和刀具直径计算出刀位点的轨迹尺寸。
因此计算量大、复杂，且刀具磨损、更换需重新计算刀位点的轨迹尺寸，重新编制加工程序。
编辑本段二、全功能数控机床系统中刀具补偿1．数控车床刀具补偿数控车床刀具补偿功能包括刀具位置补偿和刀具圆弧半径补偿两方面。
数控铣床与加工中心刀具补偿讲解
数控铣床与加工中心刀具补偿和偏置功能刀具补偿可分为刀具长度补偿和刀具半径补偿，其内容和方法已在前面章节中作了详细说明，本章拟用另外一种指令格式对刀具长度补偿功能进行介绍，目的在于进一步强调不同的数控系统对同一编程功能可能采用不同的指令格式。
5.4.1 刀具半径补偿G41、G42、G40刀具半径补偿有两种补偿方式，分别称为B型刀补和C型刀补。
B型刀补在工件轮廓的拐角处用圆弧过渡，这样在外拐角处，由于补偿过程中刀具切削刃始终与工件尖角接触，使工件上尖角变钝，在内拐角处会则引起过切。
C型刀补采用了比较复杂的刀偏矢量计算的数学模型，彻底消除了B型刀补存在的不足。
下面仅讨论C型刀补。
(1).指令格式指令格式：G17/G18/G19 G00/G01 G41/G42G41：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L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。
由于刀补的建立必须在包含运动的程序段中完成，因此以上格式中，也写入了GOO(或GO1)。
在程序结束前应取消补偿。
具体的判断方法见本书第二章。
(2).刀补过程刀具补偿包括刀补建立，刀补执行和刀补取消这样三个阶段，其中刀补建立与刀补取消均应在非切削状态下进行。
程序中含有G41或G42的程序段是建立刀补的程序段，含有G40的程序段是取消刀补的程序段，在执行刀补期间刀具始终处于偏置状态。
为了在建立刀补和取消刀补时，避免发生过切或撞刀，以及在刀补执行期间掌握刀具在运动段的拐角处的运动情况，有必要对刀补过程作一简要说明。
(3).刀具偏置矢量刀具偏置矢量是二维矢量，其大小等于D代码所规定的偏置量，矢量方向的计算是依照各轴刀具进给情况而于控制单元内自动完成的。
通过该偏置矢量计算出刀具中心偏离编程轨迹的实际轨迹。
浅谈加工中心刀具补偿功能的应用
步， 撤消刀具半径补偿 ， 加工结束后取消刀具半径补 偿， 刀具 回到起始位置。 ２ ２ 刀具 半 径补 偿 的应 用 分析 ．
２ ２ １ 实现 零件 的轮 廓 加 工 ， 高加 工精 度 ．． 提
使用变量和给变量赋值 ， 并能进行算术运算、 逻辑运
算和条 件转 移， 数 控程序编制 的高级 形式。 是 Ｆ Ｎ Ｃ系统 的变 量编程 ， ＡＵ 可利用 Ｇ ０ １Ｐ １ 一 １Ｌ２ ０ Ｒ 指 令 ；ＥＭＥ Ｓ８２ 系 统 的 变量 编 程 ， 利用 ￥Ｔ — Ｓ Ｉ Ｎ ０ Ｄ 可 Ｃ Ｄ ６ 一一 ＝Ｒ 指令 ， Ｐ ［ ，］ 一 再和系统变量按照某种规律 改变刀具半径补偿值 ； 在程序同一轨迹的控制下 ， 可 实现对具有一定规律 的边缘 截面复杂曲面的加工 ， 通用性强。如工件任意轮廓的倒圆、 倒角加工 ， 或圆 孔／ 圆柱 的边缘 倒 圆 、 角加工 等 。 倒
第 二 步 ， 行 刀 具 半 径 补 偿 ， 行 切 削 工 作 。第 三 执 进
偿值 ， 即可实现对等壁厚零件的内外轮廓的粗 、 精加 工。另一种情况 ， 刀具半径补偿值在加工过程中需
要按一定 的规律改变 。变刀具半径补偿需要与变量 编程 结 合才 能发 挥作 用 。所 谓 变 量 编程 ， 即程序 中
内的编程零点 ， 因为刀具是 由主轴锥孔定位而不 改 变， 而对于 ｚ坐标的零点就不一样 了， 每一把刀 的 长度都是不 同的， 此时如果设定刀具长度补偿 ， 把不 同的刀具长度进行补偿 ， 此时机床零点设定之后 ， 即
度与标准刀具长度的差值作为该刀具的长度补偿数
值设置到其所使用的 Ｈ代码地址 内。试切 时在零 件或夹具上垂直于 ｚ轴 （ 平行于 ｘ Ｙ轴 ） 、 的平面族 内选择一个 ｚ 平面 ， ｏ 该平面是刀具长度补偿后编程 的Ｚ 坐标零点。
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
03
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。
04
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
01
02
03
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。
关于加工中心刀具半径补偿判定方法
加工中心刀具补偿G41/G42判定方法
判定方法：
假定操作者面向刀具前进的方向站立，刀具前进的箭头指向自己，此时，如果被加工表面在自己的左手边，则为G41（左刀补）；如果被加工表面在自己的右手边，则为G42（右刀补）；
切记！！G41/G42与G02/G03没有严格的对应关系，具体什么时候该用G41、G42一定要学会自己判断。
特例：如果程序中某处使用的G41/G42与上面的判定方法“相反”，则在使用CAM编程时，刀具补偿选择了“两者反向”，此时所加刀补正负值正好与上面的相反。
举例说明：
正负值的判定：与上述“判定方法”相同时：如果要求图1内孔（内轮廓）尺寸变大、图2外轮廓变小，则在机床刀具补偿值处输入相应的负值（相对当前值）；例如当前刀补值为0.05（-0.05）mm，要求孔变大（外轮廓变小）0.02mm 时，应该将刀补值改为0.04（-0.06）mm（半径补偿）。
与上述“判定方法”相反时：如果要求图1内孔（内轮廓）尺寸变大、图2外轮廓变小，则在机床刀具补偿值处输入相应的正值（相对当前值）；例如当前刀补值为0.05（-0.05）mm，要求孔变大（外轮廓变小）0.02mm时，应该将刀补值改为0.06（-0.04）mm（半径补偿）。
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铣削加工中心对刀方案及刀具长度补偿措施
（） ２将刀具初始参 考点位置设置在非机床参考 点合 度补 偿值 的方 法 （ ２ 。 种方 法 图 ）这
合适 位 置上 （ １ ， 然 是为 了降低 调 整 刀具 和工件 相 对 图 ）显 位置 的难度 ，它 使 得程 序员 可 以将刀 具位 置 设在 机 床运 动范围内， 在保 证 安 全 的前 提 下 的任 何合 适 位置 ， 并且将 该位置作为换刀位置 。 至于 Ｇ ２ ９ 指令 中 ｘ Ｙ ｚ的坐标 值 的 、、 获取 与前 方法 基本相 同 ， 常先 移 动测量 刀具 参 考点移至 通 专用夹具 固定 点（ 工件 坐标 原点 ）然后在 ＭＤ 运行 方式下 ， ， Ｉ
实际操作时 ｚ向工件偏置和刀具长度补偿值有 以下
（ ） 于机外 对 刀 的 Ｚ向设置 １基
这种对刀方法选择 了机床参考点作为刀具参考点的 设 置方法 ： 起始点 ， 当执行 回参考点操作 ， 刀具就 找到程序的起点 ，
同时 选 择 机 床 参 考 点 作 为 换 刀位 置 就 显 得 比较 合 适 方 便 ， 批量 生产 中很 有效 的对刀 方法 。 是 问题 在 于 Ｇ ２ 令 ９指 中 ｘ、 ｚ的坐 标值 不 能 由程序 员 在 编程 时 直接 给 出 ， Ｙ、 而 是 由操 作 者在 对 刀操 作后 给 出 ，这要 求 加工 前程 序 员 和 操作 者进 行 良好 沟通 。
这 是 一 种 靠 手 动 的操 作 机床 ， 刀 具参 考 基 准 位 于 机 从
从 以上可 以看 出 ， 利用 位置 寄存 器指 令 （ ９ 或 Ｇ ０ Ｇ２ ５） 际对 刀 调整 过程 中显得 繁 琐 复杂 ， 率 不高 ， 效 是一 种 传统
的对 刀方 法 。
简述刀具补偿在数控加工中的作用
简述刀具补偿在数控加工中的作用
刀具补偿是一种在数控加工中常用的技术,旨在纠正加工过程中刀具的偏斜和长度不足等问题,保证加工质量和效率。
本文将简要介绍刀具补偿的基本原理和作用。
刀具补偿的基本原理是通过测量刀具的偏斜和长度不足,来调整数控加工中的刀具参数,使刀具沿着正确的轨迹运动,达到高质量的加工效果。
刀具补偿的主要工具是刀具补偿器,它可以通过改变刀具的偏斜和长度来补偿刀具的误差。
刀具补偿的作用包括:
1. 提高加工精度:刀具补偿可以帮助数控加工中心实现高精度加工,减少加工误差,提高产品的质量和一致性。
2. 降低加工成本:通过刀具补偿,可以实现刀具的精确定位,降低刀具的磨损和损坏,延长刀具的使用寿命,降低加工成本。
3. 改善加工过程的稳定性:刀具补偿可以帮助数控加工中心实现稳定的加工过程,降低加工过程中的噪声和震动,保证加工过程的一致性和稳定性。
刀具补偿在数控加工中的应用非常广泛,是实现高质量、高效率加工的重要技术之一。
随着数控加工技术的不断发展和进步,刀具补偿技术也在不断更新和改进,以适应不同的加工环境和需求。
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刀补建立
10
刀补取消
结束刀具半径补偿图
11
第三节 加工中心的刀具补偿
5）刀补建立和撤消时，轨迹应向轮廓的外侧偏移，防止刀 具与工件干涉而过切或碰撞。
12
第三节 加工中心的刀具补偿
刀具半径补偿的应用
1）在编程时直接按零件轮廓尺寸编程。刀具因磨损、重 磨、换新刀而引起半径变化后，不必修改程序，只需输入 新的刀补值。 2）可以使粗精加工的程序简化。利用有意识的改变刀具 半径补偿量，则可用同一刀具、同一程序、不同的切削余 量完成粗精加工。
21
铣刀举例说明所要求的补偿参数
22
第四节 刀具和刀具补偿
三、刀具补偿 使用刀具补偿功能对工件的加工进行编程时，无需考虑 刀具长度或刀具半径。可以直接根据图纸尺寸对工件进行 编程。 刀具长度补偿
23
四、刀具长度补偿 刀具长度补偿基格式：T1 D1 说明：刀具更换后，程序中调用的刀具长度补偿立即生
工件轮廓左边／右边补偿
6
（1）编程 G41 G00/G01 X__ Y__ ；刀补在工件轮廓左边有效 G42 G00/G01 X__ Y__ ；刀补在工件轮廓右边有效
刀具半径补偿必须在G00或G01运动过程中建立。 G40 G00/G01 X__ Y__ ；取消刀具半径补偿指令。
刀尖半径补偿（切削刃半径补偿）
13
第三节 加工中心的刀具补偿
N10 T1 M6； N20 G54 G90 G17 M03 S800 ； N30 G00 X0 Y0； N40 G41 G00 X20.0 Y10.0 D1 ； N50 G01 Y50.0 F200； N60 X50.0； N70 Y20.0； N80 X10.0； N90 G00 G40 X0 Y0 M05 ； N100 M02；
G00 Z-5
G41 G00 X0 Y-5 刀补建立
G01 Y10 F120
Y30 ANG=75
刀
X17 Y30 G03 X33 Y30 CR=10 补
G01 X42 Y30
执
G02 X50 Y22 CR=8 行 G01 X50 Y0
G01 X-5 Y0
G40 G00 X-10 Y-10 刀补取消
G00 Z200
N20 X40 Y80
N30 G02 X65Y55 I0 J-25
N40 G01 X95
N50 G02 X65 Y70 I15 J0
N60 G01 X105 Y45
N70 X110 Y35
N80 X90
N90 X65 Y15
N100 X40 Y40
N110 X30 Y60
N120 G40 X5 Y60 ；取消补偿方式
4）建刀补和取消刀补的距离必须大于刀具半径。
19
二、刀具补偿号D 刀具参数存储在参数D中，包括刀具的长度和半径尺寸及 刀具长度和半径损耗尺寸。 用D及其相应的序号可以编制一个专门的切削刃。一个刀 具可以匹配1～9几个不同补偿的数据组（用于多个切削刃 ）。见图6-36。
N10 T1 N15 M6 N20 S800 M03 D1
效；如未指定所调用的刀具参数号时，数控系统会自分理处 调用相应刀具的第一号刀具参数值D1；如果编程D0，则刀 具补偿值无效.
（1）编程 T1 M06 G54 G90 G00 X100 Y100 F100 S600 M03 D1 Z20
24
25
SKBC11
T01
M06
S1000 M03 D1
G54 G90 G00 X-10 Y-10
14
刀具半径补偿的用途
15
八、刀尖半径补偿举例 编程举例 样板零件铣削，深度为5mm 。
16
N1 T1
；1号刀具
N3 G54
；设置零点
N5 G00 G17 G90 X5 Y55 Z5 ；快速运行到起始点
N8 G01 Z-5 F200 S800 M03
N10 G41 G450 X30 Y60 F260 ；轮廓左边补偿，过渡圆弧
工件轮廓左边／右边补偿
7
刀尖半径补偿切削刃半径补偿）
工件轮廓左边／右边补偿
沿着刀具的运动方向观察，刀具在工件的左侧，为 左刀补用G41。刀具在工件的右侧，为右刀补用G42
8
第三节 加工中心的刀具补偿
刀具半径补偿的工作过程
1）刀补建立（含G41/G42的程序段） 从刀心坐标过渡到刀刃坐标。 2）刀补进行 刀补一旦建立，一直保持到取消之前。 3）刀补撤消（含G40的程序段） 从刀刃坐标过渡到刀心坐标。
使用刀具半径补偿需要特别注意的问题
1）刀具半径补偿功能只能在轮廓的插补平面（G17～G19 指定）内生效，而在除插补平面外的其它坐标轴上不起作 用。 2）刀具半径补偿通过G41／G42生效。刀具必须有相应的D 补偿号才能有效。 3）只有在线性插补时（G00，G01）才可以进行 G41／G42 的补偿和G40取消补偿运行。即必须在运动中建立和取消刀 补，G41/G42没有使刀具运动的功能。
N130 G00 Z50 M02 17
注意： 1、G41/G42 与G40 成对出现。 2、刀具半径补偿在G01或G00运动过程中建立。 3、在刀补建立过程中不能有2条以上与补偿平面运动无关
的指令，如G00 Z100，M07等。 4、如需要改变刀补方向，用G40取消后再重新建立刀补。
18
第三节 加工中心的刀具补偿
加工中心的刀具和刀具补偿
•
•
刀具半径补偿：G41，G42 刀具在所选择的平面G17～G19平面中带刀具半径补
偿工作。刀具必须有相应的D补偿号才能有效。刀具半 径补偿通过G41／G42生效。控制器自动计算出当前刀 具运行所产生的、与编程轮廓等距离的刀具轨迹。见下 图。
刀尖半径补偿（切削刃半径补偿）
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在补偿存储器中有如下内容： 1）几何尺寸：长度，半径几何尺寸由几部分组成：基本 尺寸和磨损尺寸。控制器处理这些尺寸，计算并得到最后尺 寸（比如：总和长度，总和半径）。在接通补偿存储器时这 些最终尺寸有效。 由刀具类型指令和G17，G18和G19指令确定如何在坐标 轴中计算出这些尺寸值（见图6-37）。
M05
26
M30
27
Thank you 感谢聆听