数控编程- 刀具补偿指令及其编程方法
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。
数控铣刀具半径补偿的指令及编程
二、刀具半径补偿的原理
1、刀具半径补偿的基本概念
在进行轮廓加工时，刀具中心偏离零件的轮 廓表面一个刀具半径值。 这种偏移，称为刀具半径补偿。
二、刀具半径补偿的原理
2、采用刀具半径补偿的作用和意义
在加工中，使用数控系统的刀具半径补偿功 能，就能避开数控编程过程中的烦琐计算，而只 需计算出刀具中心轨迹的起始点坐标值即可。 同时，利用刀具半径补偿功能，还可以实现 同一程序的粗、精加工以及同一程序的阴阳模具 加工等功能。
五、练习
·
谢谢聆听
2、G41/G42/G40参数说明 D:刀具半径补偿数值的储存地址位置
三、刀具半径补偿的指令
G41左刀补
G的编程
O0001; G54 G90 G17 G40; G00 X60 Y0; G00 Z100; M03 S1000; G00 Z5; G01 Z-3 F50; G41 G01 X40 Y0 DO1 F100; G01 X40 Y-40; G01 X-40 Y-40; G01 X-40 Y40; G01 X40 Y40; G01 X40 Y0; G40 G01 X60; G00 Z100; M05; M30;
数控铣刀具半径补偿的指令及编程
指导老师：陆瑜
一、复习
O0001; G54 G90 G17 G40; G00 X60 Y0; G00 Z100; M03 S1000; G00 Z5; G01 Z-3 F50; G01 X40 Y0 F100; G01 X40 Y-40; G01 X-40 Y-40; G01 X-40 Y40; G01 X40 Y40; G01 X40 Y0; G01 X60; G00 Z100; M05; M30;
三、刀具半径补偿的指令
刀尖圆弧补偿指令及使用方法
刀尖圆弧补偿指令及使用方法
刀具在加工过程中会受到一定的磨损和变形，导致加工出的零件尺寸与要求不符。
为了解决这一问题，现代数控机床采用刀尖圆弧补偿技术，在实际加工中实现切削刃具的准确控制，保证加工精度和质量。
刀尖圆弧补偿指令是数控机床程序中的一种重要指令，用于实现刀具几何位置与加工轨迹的匹配，从而有效避免加工误差，提高加工精度。
其基本原理是在加工轮廓线的计算中，将刀尖位置做出一定的修正，使得实际加工轮廓线与理论轮廓线相吻合。
刀尖圆弧补偿指令的格式为G41（左补偿）或G42（右补偿），其余参数包括刀具半径、路径方向、切入/切出角度等。
在实际使用过程中，需要根据不同的加工要求灵活调整指令参数，以实现最佳效果。
刀尖圆弧补偿指令的使用方法包括以下几个步骤：
1. 在数控机床程序中加入刀尖圆弧补偿指令，并设置相应的补偿参数。
2. 根据加工要求选择合适的刀具，并在数控机床上进行刀具长度、半径等参数的设置与校准。
3. 进行切削加工前，需要进行试切和调整，以检查刀具几何位置和补偿效果是否符合要求。
4. 按照加工要求进行切削加工，注意及时调整刀具补偿参数，以确保加工精度和质量。
总之，刀尖圆弧补偿指令是数控机床加工中的一项重要技术，能够有效提高加工精度和质量，降低加工误差和废品率。
在实际使用中，需要根据加工要求合理设置参数，并进行试切和调整，以实现最佳效果。
数控机床30°编程刀尖和倒角补偿计算
数控机床30°编程刀尖和倒角补偿计算【原创版】目录1.刀尖补偿的概念和作用2.刀尖补偿的计算方法3.刀尖补偿在数控机床编程中的应用4.刀尖和倒角补偿的编程实例正文一、刀尖补偿的概念和作用刀尖补偿是数控加工中一种重要的补偿方法，用于解决刀具在加工过程中因刀尖形状和尺寸误差导致的加工误差。
通过刀尖补偿，可以保证加工出来的零件尺寸精度和形状精度，提高产品的质量。
二、刀尖补偿的计算方法刀尖补偿的计算方法主要包括以下两种：1.刀尖圆弧半径补偿刀尖圆弧半径补偿适用于刀尖呈圆弧形状的刀具。
其补偿方法是根据刀尖圆弧半径的大小，在编程时设定相应的补偿值。
刀尖圆弧半径左补偿用 G41 指令，刀尖圆弧半径右补偿用 G42 指令。
2.刀尖倒角补偿刀尖倒角补偿适用于刀尖呈倒角形状的刀具。
其补偿方法是根据刀尖倒角的大小，在编程时设定相应的补偿值。
刀尖倒角补偿用 G40 指令。
三、刀尖补偿在数控机床编程中的应用在数控机床编程中，刀尖补偿的应用非常广泛。
以下是一个刀尖补偿的编程实例：假设有一零件，其加工尺寸为直径 100mm，刀具直径为 20mm，刀尖圆弧半径为 5mm，刀尖倒角为 10°。
为了保证加工精度，需要进行刀尖补偿。
1.刀尖圆弧半径左补偿根据刀尖圆弧半径的大小，选择 G41 指令进行补偿。
假设刀具在工件的左边，那么补偿值为：补偿值 = 刀尖圆弧半径×刀具直径 / 工件直径补偿值 = 5mm × 20mm / 100mm = 1mm因此，刀尖圆弧半径左补偿的编程如下：G41 G91 Z-1mm2.刀尖圆弧半径右补偿根据刀尖圆弧半径的大小，选择 G42 指令进行补偿。
假设刀具在工件的右边，那么补偿值为：补偿值 = 刀尖圆弧半径×刀具直径 / 工件直径补偿值 = 5mm × 20mm / 100mm = 1mm因此，刀尖圆弧半径右补偿的编程如下：G42 G91 Z1mm3.刀尖倒角补偿根据刀尖倒角的大小，选择 G40 指令进行补偿。
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。
数控铣床刀具补偿及编程
刀具长度补偿G43，G44，G49
（1）格式 G43
G44 G49
G00 Z— H—
G01
G00 Z—
G01
➢G43 刀具长度正补偿 G44 刀具长度负补偿
G49取消刀长补偿 G43 G44 G49 均为模态指令
➢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。
10
60
铰T03 10
50
编辑ppt
T01 G90 G01 Z-50 F50 …..
9
五、刀具长度补偿
1、刀具长度补偿的作用：
➢ 用于刀具轴向(Z向)的补偿.
➢ 使刀具在轴向的实际位移量比程序给定值增加或 减少一个偏置量.
➢ 刀具长度尺寸变化时，可以在不改动程序的情况 下，通过改变偏置量达到加工尺寸.
编辑ppt
21
N10 X-60.0 Y-30.0 N11 G01 Z-35.0 F120 N12 G49 G00 Z67.0
N13 X-150.0Y-30.0 N14 M05 M02
程序单
快移到孔#3的正上方。 向下进给35mm，钻孔#3。 理想刀具快速上移67mm，实际刀具上移 75mm，提刀至初始平面。 刀具返回初始位置处。 主轴停，程序结束。
➢ 和前述不考虑刀补的轮廓铣削程序相比，可以看出：采用 机床自动刀补的程序与不考虑刀补的程序并没有多大的不同， 只是在原来的程序上增加了有关刀补指令而已。
➢ 考虑刀补后的程序适应性强，对不同长度、不同半径的刀
具仅只需改变刀具补偿量即可编。辑ppt
19
钻孔加工举例
对图示零件钻孔。按理想刀具进行的对刀编程，现测得实际刀 具比理想刀具短8mm,若设定（H01）=—8mm， （H02）=8mm
刀具参数补偿指令
3、 刀尖圆弧半径补偿指令
【注意事项】
1、G41或G42补偿。
按假想刀尖编出的程序，进行外圆、内孔等与X、Z轴平行的表面加工 时，是不会产生误差的，但在进行倒角、锥面和圆弧切削时会产生少切或 过切的现象。
3、 刀尖圆弧半径补偿指令
具有刀尖圆弧自动补偿功能的数控系统能根据刀尖圆弧 半径计算出补偿量，避免少切或过切现象的产生。 G41——刀具左补偿：站在刀具路径上，向切削前进方向
【例：刀尖半径补偿在G71程序中应用】
车削工件。粗精车刀1号，刀 尖半径0.6mm。粗车进给量为 0.2mm/r，主轴转速500r/min；精 车进给量为0.07mm/r，主轴转速 800r/min，粗车时每次背吃刀量 3mm。
O1000； S800 M03 T0101； G00 X84. Z3.； G71 U3. R1.； G71 P10 Q20 U0.2 W0.05 F0.2； N10 G00 X20.； G01 G42 Z-20. F0.1 S1000； X40. Z-40.； G03 X60. Z-50. R10.； G01 Z-70.； X80.； Z-90.； N20 G40 X84.； G70 P10 Q20； G00 X100. Z100.； M30；
【例：刀尖半径补偿在G72程序中应用】
车削工件：粗精车刀1号，刀尖半径0.6mm。粗车进给量为0.2mm/r，
主轴转速500r/min；精车进给量为0.07mm/r，主轴转速800r/min，粗车时每
次背吃刀量3mm。
数控加工技巧：如何做好刀具补偿
在数控编程的过程中，对于刀具来说，会先将刀尖假想为一个点，加工时根据刀具实际尺寸，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，从而实现“刀具补偿”。
一、数控车床用刀具的交换功能1. 刀具的交换指令格式一：T0101；该指令为FANUC系统转刀指令，前面的T01表示换1号刀，后面的01表示使用1号刀具补偿。
刀具号与刀补号可以相同，也可以不同。
指令格式二： T04D01；该指令为SIEMENS系统转刀指令，T04表示换4号刀，D01表示使用4号刀的1号刀沿作为刀具补偿存储器。
2. 换刀点所谓换刀点是指刀架自动转位时的位置。
大部分数控车床，其换刀点的位置是任意的，换刀点应选在刀具交换过程中与工件或夹具不发生干涉的位置。
还有一些机床的换刀点位置是一个固定点，通常情况下，这些点选在靠近机床参考点的位置，或者取机床的第二参考点来作为换刀点。
二、刀具补偿与刀位点所谓刀位点是指编制程序和加工时，用于表示刀具特征的点，也是对刀和加工的基准点。
数控车刀的刀位点如图所示。
尖形车刀的刀位点通常是指刀具的刀尖；圆弧形车刀的刀位点是指圆弧刃的圆心；成形刀具的刀位点也通常是指刀尖。
三、刀具偏移补偿（一）利用刀具几何偏移进行对刀操作1、对刀操作的定义调整每把刀的刀位点，使其尽量重合于某一理想基准点，这一过程称为对刀。
2、对刀操作的过程①手动操作加工端面，记录下刀位点的Z向机械坐标值。
②手动操作加工外圆，记录下刀位点的X向机械坐标值，停机测量工件直径，计算出主轴中心的机械坐标值。
③将X、Z值输入相应的刀具几何偏移存储器中。
四、刀尖圆弧半径补偿在理想状态下，我们总是将尖形车刀的刀位点假想成一个点，该点即为假想刀尖。
在对刀时也是以假想刀尖进行对刀。
但实际加工中的车刀，由于工艺或其他要求，刀尖往往不是一个理想的点，而是一段圆弧。
所谓刀尖圆弧半径是指车刀刀尖圆弧所构成的假想圆半径。
实践中，所有车刀均有大小不等或近似的刀尖圆弧，假想刀尖在实际加工中是不存在的。
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2019/12/5
数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
一般车刀均有刀尖半径，即在车刀刀尖部分 有一圆弧构成假想圆的半径值 。
Z轴方向 刀尖位置
P 假想刀 尖位置
图6-1Hale Waihona Puke 车刀刀尖X 轴方向 刀尖位置
2019/12/5
数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
刀具中心运动轨迹
工件轮廓 外轮廓切削
由G17指定刀补平面 启动刀补 刀补状态
解除刀补
2019/12/5
数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
例4：
Y
O0010
N010 G92 X0 Y0； N020 G91 G00 G42 X70 Y40 D01；
70
60
20
G
F
20
E
D
S800 M03 M08；
100
N030 G01 X80 Y0 F100；
图6-10
右补偿
2019/12/5
数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
1
G41/G42建立 刀补
2
刀补一旦建 立，就一直 维持该状态 直到刀补撤 消为止
3
程序执行到撤 消 指 令 G40 时 ， 刀补结束，刀 具撤离工件回 到退刀点
刀补的建立
刀补的进行
刀补的取消
刀具半径补偿程序实现的三个步骤
2019/12/5
数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
四、应用实例
例1：
X
Y 图6-9
G17 G41 G02 X0 Y-10 I-10 J0 D01
左补偿
2019/12/5
数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
数控加工程序代码为：
G17G42G02X0Y-10I-10J0 D01
刀具半径补偿取消则用G40。
2019/12/5
图6-6 刀具半径补偿方向判断 数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
3、使用刀具半径补偿的注意事项 (1)使用刀具半径补偿时应避免过切削现象。这又包括 以下三种情况：
① 使用刀具半径补偿和取消刀具半径补偿时，刀 具必须在所补偿的平面内移动，移动距离应大于刀具补 偿值。
② 加工半径小于刀具半径的内圆弧时，进行半径 补偿将产生过切削，如图6-5所示。只有过渡圆角R≥刀 具半径r＋精加工余量的情况下才能正常切削。
N040 G03 X40 Y40 I0 J40；
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
2019/12/5
数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
6.1 刀具半径补偿
一、刀具半径补偿的概念
实际的刀具都是有半径的。使刀具的刀尖沿零 件轮廓曲线加工，刀位点的运动轨迹即加工路线应 该与零件轮廓曲线有一个半径值大小的偏移量。
使刀具的刀位点正确运动有两种方式： 1、 加工前计算出刀位点运动轨迹，再编程加工； 2、 按零件轮廓的坐标数据编程，由系统根据工件 轮廓和刀具半径R，自动计算出刀具中心轨迹。
图6-2 刀具路径
2019/12/5
数控编程
内轮廓切削
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
用假想刀尖（实际不存在）编程时，当车外径或 端面时，刀尖圆弧大小并不起作用，当车削倒角、锥 面或圆弧时，则会引起过切或欠切。
X
刀尖
过切削 切削残留
刀尖路径
程序路径 切削残留
切削残留
假 想Z 刀 尖 位 置
2019/12/5
③ 被铣削槽底宽小于刀具直径时将产生过切削， 如图6-6所示。
2019/12/5
数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
刀具轨迹
程序轨迹
报警停止
机床不停止会导致过切削
2019/12/5
图6-7 刀具半径大于工件内凹圆弧半径
数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
机床不停止会导致过切削
图6-8 刀具半径大于工件槽底宽度
2019/12/5
数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
(2)G41、G42、G40须在G00或G01模式下使用，现在 有一些系统也可以在G02、G03模式下使用。 (3)D00～D99为刀具补偿号，D00意味着取消刀具补 偿。刀具补偿值在加工或试运行之前须设定在刀具 半径补偿存储器中。
2019/12/5
G41
G42
G42
G41
(a)
(b)
(c)
(d)
图6-4 刀具半径补偿方向判断
2019/12/5
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单元六 刀具补偿指令及其编程方法
a) 外轮廓补偿
b) 内轮廓补偿
图6-5 刀具半径的左右补偿
2019/12/5
数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
2、刀具半径补偿方向的判别 沿刀具切削方向，如果刀具位于工件左侧，则为左补偿， 用G41表示； 反之，若刀具位于工件右侧，则为右补偿，用G42表示。
N80 Y0
起刀点/退刀点
N90 G40 X-10 Y-10
刀具半径补偿取消
2019/12/5
数控编程
图6-11
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
例3：见图所示的刀具半径补偿程序。设加工开始时 刀具距离工件表面50mm，切削深度为10mm。
2019/12/5
图6-12 数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
图6-3 车刀刀具路径
切削残留 工件精加工形状 （程序路径）
数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
二、刀具补偿的作用与意义
轮廓复杂
引入刀具补 偿功能
简化编程
刀具更换
2019/12/5
刀具磨损
数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
三、刀具半径补偿指令及其编程
1、指令G41、G42 、G40 G41为刀具左补偿，指顺着刀具前进方向看，刀具 偏在工件轮廓的左边； G42为刀具右补偿，指顺着刀具前进方向看，刀具 偏在工件轮廓的右边； G40为取消刀补。 G40、G41、G42都是模态代码，可相互注销。
N10 G92 X0.0 Y0.0 Z50 N20 G90 G17 G00 N30 G41 X20.0 Y10.0 D01 N35 Z2 M03 S500 N38 G01 Z-10 F200 N40 G01 Y50.0 F100 N50 X50.0 N60 Y20.0 N70 X10.0 N80 G00 Z50 M05 N85 G40 X0 Y0 N90 M30
数控编程
单元六 刀具补偿指令及其编程方法
例2：
N10 G90 G92 X-10 Y-10
Y
N20 S900 M03
50
N30 G17 G01 G42 X0 Y0 D01 40 N40 X50 刀具半径补偿建立
N50 Y40 N60 X40 Y50 N70 X0
刀具半径 补偿进行
W
50 X
（－10，－10）