刀具补偿功能的综合应用
第三节数控铣削加工平面凸轮零件的典型实例
教学目标
通过本章的深入讲解，使学生加深对数控铣床的了解，并能熟练掌握刀具半径补偿和刀具长度补偿具体应用，和凸轮零件的数控加工工艺运用。同时，对进一步巩固前章所学的编程知识，增强工程实践动手能力，提高综合加工实训能力。
具体要求
1. 了解程序停止（M00）、程序跳段的使用方法。
2. 熟练区分左刀具半径补偿和右刀具半径补偿。
3. 合理使用刀具半径补偿值分配粗、精加工余量。
4. 掌握平面凸轮零件的编程方法。
5. 正确完成调用子程序铣削工件。
实验条件
1．立式数控铣床。
2．零件图，见右图所示。
3．半精加工后的铝板一块（规格：110×80×10）。
4．强力夹头刀柄一套。
5．ф12mm键槽刀。
6．平口钳、垫铁、夹具。
7．游标卡尺。
教学重点、难点
使用刀具半径补偿时，正确选择好起始点、走刀路径，以及改变半径补偿值D完成粗、精加工。
学时安排
理论讲解、示范操作45分钟
教学内容
一、具半径补偿（G41、G42）的与含义
在轮廓加工中，由于刀具总有一定的半径（如铣刀半径），刀具中心的运动轨迹并不等于所要加工零件的实际轮廓。也就是说，在数控铣床进行轮廓加工时，一般要考虑刀具半径。如下图所示，在外轮廓加工时，刀具中心需要偏移零件的外轮廓面一个半径值。这种偏移习惯上称为刀具半径补偿。
使用刀具半径补偿功能，系统可以自动计算出偏离一定距离（称偏置）的刀具轨迹。它不但大大简化了编程，而且还可以很容易地调整加工轮廓尺寸。当然，对于特别简单的零件，也可以在加工程序中偏离轮廓一个刀具半径值来编程（不使用刀具半径补偿功能）。
根据ISO标准，当刀具中心轨迹在编程轨迹（零件轮廓）前进方向左边时，称为左刀具补偿，简称左刀补，用G41表示；反之，则称为右刀补，用G42表示（如下图所示）；当不需要进行刀补时用G40表示。
二、刀具半径补偿的应用特点
1．避免计算刀具中心轨迹，直接用零件轮廓尺寸编程。
2．刀具因磨损、重磨、换新刀而引起的刀具半径改变后，不修改程序。
3．用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具补偿值，可进行粗精加工。
4．利用刀具补偿值，控制工件轮廓尺寸精度。
三、刀具半径补偿的建立和取消
刀补建立时，刀具从起点出发沿直线接近加工零件，根据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。刀补取消时，在最后一段刀补轨迹加工完成后，应走一端直线撤消刀补，撤消刀补时应注意不能碰刀，如下图所示。
四、使用G41、G42和G40的说明
1. 刀具必须有相应的刀补号才能生效。
2. 只有在线性插补（G00，G01）时才可以进行选择或取消G41/G42和G40。
3. 正确选择起始点可以保证刀具运行不发生碰撞。
4. 加工窄槽、小于偏置量等零件时，应预先检查有无干涉现象，即刀具是否过切。
5. 加工小于刀具半径的内角的零件时，会产生过切。
五、内、外轮廓加工的走刀路线
下图为圆弧插补方式铣削外圆时的走刀路线图。当整圆加工完毕时，不要在切点处直接退刀，而应让刀具沿切线方向多移动一段距离，以免取消刀补时，刀具与工件表面想碰，造成工件报废。铣削内圆弧时也要遵循从切向切入、切出的原则，最好安排从圆弧过度到圆弧的加工路线
若刀具只能沿内轮廓曲线的法向切入切出时，此时刀具的切入切出点应尽量选在内轮廓曲线两几何元素的交点处，如右上图所示。
七、加工实例
如下图所示为平面简单凸轮零件，材料为10mm 厚铝合金板。
铣外圆的切入切出路线 铣内圆的切入切出路线
铣内轮廓的切入切出路
（一）工艺分析：
阅图可知，该零件由AB、BC、AF三圆弧及线段CD、EF构成，可采用ф20孔中心作为定位基准，通过螺栓螺母装夹。为保证加工精度，可使用改变刀具半径补偿值的方法，完成零件的粗、精加工。
为简化编程，可将先将凸轮的加工轮廓程序编出作为子程序，然后再加上左刀补（加工方向顺时针），调用该子程序进行粗加工（刀补值6.2），并通过再次改变刀具半径补偿值完成对该轮廓面的精凸轮轮廓的粗加工（刀具半径补偿值可设为6.2）。加工（刀补值6）。
（二）加工步骤：
1．开机、机床回参考点。
2．先用平口钳装夹夹具，再装夹工件。
3. 选用ф20mm孔做基准并找正。
4．设定零点偏置G54。
5．第一次调用子程序完成凸轮轮廓的粗加工（刀具半径补偿值可设为6.2）。
6．程序暂停（M00），测量尺寸。
7．重新加刀补，调用第二次子程序，完成凸轮的凸轮轮廓的粗加工（刀具半径补偿值可设为6.2）。
8．拆卸工件，修角倒棱，保养机床。
9. 按关机操作步骤正常关机。
（三）编程要点：
1. 预先进行数学处理选取工件坐标系，其原点选择在ф20孔中心线原点处。A、B、C、D、E、F各点的坐标计算如下：
A点：X0，Y50；B点：X0，Y-50；C点：X8.6603，Y-45；D点：X25.9808，Y-15；E点：X25.9808，Y15；F点：X8.6603，Y45。
2. 进刀点及进刀方法设置进刀线长20mm，进刀圆弧R20，退刀线长20mm，下刀点坐标X20、Y-90，左刀偏，深度进刀采用G01指令。
3. 完成一个加工循环后（调用完一次子程序），需提刀取消刀补。再次调用
子程序加工时，应重新加入刀补，以免发生碰刀事故。
4. 若加工中留余量，可将半径补偿值设大，如刀具的标准半径为3mm，当刀具参数设成3.1时，加工余量单边留0.1 mm。
（四）参考程序
主程序：
O9876
N01 G54 G90 G00 S1500 M03 D1 X0 Y0 Z25 ；
N02 G01 F800 X20 Y-90 ；（下刀点）
N03 G01 Z-7 ；（下刀）
N04 G41 F200 Y-70 ；（开始刀具半径补偿，刀补值为6.2）N05 M98 9875 ；（第一次调用子程序，）
N06 G40 G00 Y-90 ；（取消刀具半径补偿）
N07 X20 Y-90 ；（下刀点）
N08 G01 F800 Z-7 ；（下刀）
N09 G41 D2 F200 Y-70 ；（开始刀具半径补偿，调用D2刀补值）N10 M98 9875 ；（第二次调用子程序，）
N11 G40 G00 Y-90 ；（取消刀具半径补偿）
N12 G00 Z100 ；（Z向提刀）
N13 G01 X0 Y0 M05 ；（返回对刀点）
N14 M30 ；（程序结束）
子程序：
O9875
N01 G03 X0 Y-50 R20 ；（切入工件至B点）
N02 G02 X0 Y50 R50；（切削BA弧）
N03 G02 X8.6603 Y45 R10 ；（切削AF弧）
N04 G01 X25.9808 Y15 ；（切削FE直线）
N05 G02 Y-15 R30 ；（切削ED弧）
N06 G01 X8.6603 Y-45 ；（切削DC直线）
N07 G02 X0 Y-50 R10 ；（切削CB弧）
N08 G01 X-20 ；（切线方向切出）
N09 Z2 ；；（退刀）
N10 M99 ；
刀具半径补偿的应用实例
案例分析（一）---刀具半径补偿的应用实例 一、刀具半径补偿的过程及刀补动作 1.刀具半径补偿指令格式 格式:Ｎ—(Ｇ17 Ｇ18 Ｇ19)(Ｇ41 Ｇ42)α-β-Ｄ-； Ｎ—Ｇ40 α-β-； 其中:Ｇ41为左刀补,Ｇ42为右刀补，Ｇ40为取消刀补；α、β∈(Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｕ、Ｖ、Ｗ)为指令终点的数值，即刀具半径值。 刀补执行时，采用交点运算方式，既是每段开始都先行读入两段、计算出其交点，自动按照启动阶段的矢量作法，作出每个沿前进方向左侧或右侧加上刀补的矢量路径。 2.刀具半径补偿的过程 设要加工如图3所示零件轮廓，刀具半径值存在D01中。 1）刀补建立 刀具接近工件，根据Ｇ41或Ｇ42所指定的刀补方向，控制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。当Ｎ4程序段中写上Ｇ41和Ｄ01指令后,运算装置立即同时先读入Ｎ6、Ｎ8两段,在Ｎ4段的终点(Ｎ6段始点),作出一个矢量，该矢量的方向与下一段的前进方向垂直向左，大小等于刀补值(即Ｄ01的值)。刀具中心在执行这一段(Ｎ4段)时，就移向该矢量的终点。在该段中，动作指令只能采用Ｇ00或Ｇ01，不能用Ｇ02或Ｇ03。 2）刀补状态
控制刀具中心的轨迹始终始垂直偏移编程轨迹一个刀具半径值的距离。从Ｎ6开始进入刀补状态,在此状态下，Ｇ01Ｇ02Ｇ03Ｇ00都可用。 3）刀补撤消 在刀具撤离工作表面返回到起刀点的过程中，根据刀补撤消前Ｇ41或Ｇ42的情况，刀具中心轨迹与编程轨迹相距一个刀具半径值过渡到与编程轨迹重合。当Ｎ14程序段中用到Ｇ40指令时,则在Ｎ12段的终点(Ｎ14段的始点)，作出一个矢量, 它的方向是与Ｎ12段前进方向的垂直朝左、大小为刀补值。刀具中心就停止在这矢量的终点，然后从这一位置开始，一边取消刀补一边移向Ｎ14段的终点。此时也只能用Ｇ01或Ｇ00，而不能用Ｇ02或Ｇ03等。 二、需要特别注意的问题及应用技巧 1.注意的问题 1）注意明确刀补的方向若在刀补启动开始后的刀补状态中，存在两段以上没有移动指令或存在非指定平面的移动指令段(即刀补方向不明确时)，则有可能产生进刀不足或进刀超差现象。下面举例说明，若刀具开始位置为距工件表面80ｍｍ，切削深度为5ｍｍ，刀具直径12ｍｍ的立式端面铣刀。图3程序改为如下编制，则会出现如图4所示的进刀超差现象。 原因是当从Ｎ4段进入刀补启动阶段后，只能读入Ｎ6、Ｎ8两段，但由于Ｚ轴是非刀补平面而且读不到Ｎ10以后的段，也就作不出矢量，确定不了进刀的方向。此时尽管用Ｇ41进入了刀补状态，但刀具中心却并未加上刀补，而直接移动到了Ｐ1点，当Ｐ1执行完Ｎ6、Ｎ8段后，再执行Ｎ10段，刀具中心从Ｐ1移动到交点Ａ，此时就产生了图示的进刀超程(过切)工件被切掉一块。 2）起点的距离与刀具半径之间的关系从刀具起点到刀补状态的起点如图4所示Ｏ→Ｐ1,需要一个过程来完成，即刀位点移动一个刀具半径的过程，要有足够的距离过渡，而这距离要求比刀具半径大,一般大于或等于三分之二刀具直径值。此距离必须在程序编制时表达出来，否则，就有可能产生进刀不足(内
1-7刀具补偿功能
1-7刀具补偿功能
福建省鸿源技工学校课时授课计划 （2013 —2014 学年度第2学期） 课程名称：数控机床编程与操作任课教师：王公海 章节内容1-7刀具补偿功能 授课班级12数控授课日期 授课方式讲授作业练习习题册对应部分 目的要求掌握刀具补偿功能原理 重点难点G40/G41/G42 复习题巩固上节课知识点 仪器教具粉笔黑板 审批意见 审批人： 20 年月日 讲授内容和过程方法与指导一、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。 福建省劳动和社会保障厅制
第页 讲授内容和过程方法与指导二、刀具补偿功能 1．刀具补偿功能的定义 定义：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。 分类：刀具偏移（也称为刀具长度补偿）、刀尖圆弧半径补偿。 2．刀位点的概念 概念：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 三、刀具偏移补偿 1．刀具偏移的含义 含义：用来补偿假定刀具长度与基准刀具长度之长度差的功 能。车床数控系统规定X轴与Z轴可同时实现刀具偏移。 分类：刀具几何偏移、刀具磨损偏移。 刀具偏移补偿功能示例
第页 讲授内容和过程方法与指导FANUC 系统的刀具几何偏移补偿参数设置 图中的代码“T”指刀沿类型，不是指刀具号，也不是指刀补 号。 FANUC 系统的刀具几何偏移补偿参数设置 图中的代码“T”指刀沿类型，不是指刀具号，也不是指刀补 号。 2．利用刀具几何偏移进行对刀操作 （1）对刀操作的定义 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。 （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。
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。 G17 XY （2）指令格式刀具半径补偿的格式：{G18 } {G00、G01}{G41、G42} ZX D G19 YZ XY 刀具半径补偿取消的格式：（G00、G01）G40{ ZX} YZ
南京工程学院数控原理与系统课程设计_直线-直线刀具补偿刀补程序源代码
数控122 太劣阿昕哥 四、程序设计 Public X0 As Double, Y0 As Double, X1 As Double, Y1 As Double, X2 As Double, Y2 As Double, R As Double Public Xs1 As Double, Ys1 As Double, Xs2 As Double, Ys2 As Double Public Ori As Integer Public Xl1 As Double, Yl1 As Double, Xl2 As Double, Yl2 As Double, dX1 As Double, dY1 As Double, dX2 As Double, dY2 As Double, d1 As Double, d2 As Double Private Sub Command1_Click() Dim X1_FWD As Integer, Y1_FWD As Integer, X2_FWD As Integer, Y2_FWD As Integer Dim alfa As Double, beta As Double Call PaintAxis '绘制补偿前图像 Picture1.ForeColor = vbBlue Picture1.DrawWidth = 1 Picture1.Line (X0, Y0)-(X1, Y1) Picture1.Line (X1, Y1)-(X2, Y2) '算法设计 '计算坐标增量 dX1 = X1 - X0 dY1 = Y1 - Y0 dX2 = X2 - X1 dY2 = Y2 - Y1 alfa = Atn(dY1 / dX1) beta = Atn(dY2 / dX2) If dX1 >= 0 Then X1_FWD = 1 Else X1_FWD = -1 End If If dX2 >= 0 Then X2_FWD = 1
刀具半径补偿的目的与方法
刀具半径补偿的目的与方法 （1）刀具半径补偿的目的 在车床上进行轮廓加工时，因为车刀具有一定的半径，所以刀具中心（刀心）轨迹和工件轮廓不重合。若数控装置不具备刀具半径自动补偿功能，则只能按刀心轨迹进行编程（图（1-11）中点划线），其数值计算有时相当复杂，尤其当刀具磨损、重磨、换新刀等导致刀具直径变化时，必须重新计算刀心轨迹，修改程序，这样既繁琐，又不易保证加工精度。当数控系统具备刀具半径补偿功能时，编程只需按工件轮廓线进行（图（4-10）中粗实线），数控系统会自动计算刀心轨迹坐标，使刀具偏离工件轮廓一个半径值，即进行半径补偿。 图（4-10）刀具半径补偿 a) 外轮廓b)内轮廓 （2）刀具半径补偿的方法 控刀具半径补偿就是将刀具中心轨迹过程交由数控系统执行，编程时假设刀具的半径为零，直接根据零件的轮廓形状进行编程，而实际的刀具半径则存放在一个可编程刀具半径偏置寄存器中，在加工工程中，数控系统根据零件程序和刀具半径自动计算出刀具中心轨迹，完成对零件的加工。当刀具半径发生变化时，不需要修改零件程序，只需修改存放在刀具半径偏置寄存器中的半径值或选用另一个刀具半径偏置寄存器中的刀具半径所对应的刀具即可。 G41指令为刀具半径左补偿（左刀补），G42指令为刀具半径右补偿（右刀补），G40指令为取消刀具半径补偿。这是一组模态指令，缺省为G40。 使用格式： 说明：（1）刀具半径补偿G41、G42判别方法，如图（4-11）所示，规定沿着刀具运动方向看，刀具位于工件轮廓（编程轨迹）左边，则为左刀补（G41），反之，为刀具的右刀补（G42）。
图（4-11）刀具半径补偿判别方法 （2）使用刀具半径补偿时必须选择工作平面（G17、G18、G19），如选用工作平面G17指令，当执行G17指令后，刀具半径补偿仅影响X、Y轴移动，而对Z轴没有作用。 （3）当主轴顺时针旋转时，使用G41指令车削方式为顺车，反之，使用G42指令车削方式为逆车。而在数控机床为里提高加工表面质量，经常采用顺车，即G41指令。 （4）建立和取消刀补时，必须与G01或G00指令组合完成，配合G02或G03指令使用，机床会报警，在实际编程时建议使用与G01指令组合。建立和取消刀补过程如图（4-12）所示，使刀具从无刀具半径补偿状态O点，配合G01指令运动到补偿开始点A，刀具半径补偿建立。工件轮廓加工完成后，还要取消刀补的过程，即从刀补结束点B，配合G01指令运动到无刀补状态O点。 图（4-12）刀具半径补偿的建立和取消过程 a) 左刀补的建立和取消b) 右刀补的建立和取消
刀具长度补偿功能的应用与分析
刀具长度补偿功能的应用与分析 刀具长度补偿功能的应用与分析 加工中心是一种综合加工能力较强的设备，加工中心配备有刀库和自动换刀装置，在加工过程中可以进行自动选刀和换刀，由于每把刀具的长度都是不同的，同时由于刀具的磨损或换刀等其他原因引起刀具长度发生变化，在对被加工零件设置工件坐标系零点（一般为工件的上表面）后，如果更换的刀具比编程时的标准刀具稍长则将使零件产生过切的现象，反之使零件产生欠切的现象。 利用数控系统的刀具长度补偿功能，可以不必通过重新调整刀具或重新对刀，而是通过刀具长度补偿来补偿长度方向的误差让机床达到程序中的指定位置。 一、刀具长度补偿的应用及问题分析 1.刀具长度补偿的应用 1.1刀具长度补偿功能可以实现对零件深度的精确控制 例如，某工件的深度为40±0.02毫米，由于对刀或刀具磨损等误差加工后的实测深度为39.93毫米，如果程序中用G43 G00 Z5 H01指令，则实测之后设置的H01中的值设置为-0.07。 1.2利用刀具长度补偿可以实现分层加工 例如某一零件要加工深度为10mm，实际加工过程中，考虑到保护刀具及机床刚度等因素，需要分层加工，设每层加工5毫米深度，编程原点在工件上表面，可以在下刀到Z-10的程序段中建立G43的长度补偿，即G43 G01 Z-10H01F100；先按正常对刀设定G54坐标系中的对刀值，在第一层加工中，将H01中的值设置为5，在第二层加工中，将H01中的值设置为0。 1.3利用刀具长度补偿可以减少对刀次数 当某一零件需要多把刀时，以第一把刀为基准，测量并记录刀位点与刀柄端部距离，当用第二把刀时，测量第二把刀刀位点与刀柄端部距离，与第一把刀进行比较，在用第二把刀的时候程序中用刀具长度补偿指令，并将两把刀与刀柄端部的距离之差值作为补偿量。这样
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。因此在加工前可预先分别测得装在刀架上的刀具长度在x和z方向的分量，即Δx刀偏和Δz 刀偏。通过数控装置的手动数据输入工作方式将Δx和Δz 输入到CNC 装置，从CNC 装置的刀具补偿表中调出刀偏值进行计算。数控车床需对x轴、z轴进行刀具长度补偿计算，数控铣床只需对z轴进行刀具长度补偿计算。
刀具补偿原理
刀具半径补偿原理及补偿规则Post By：2006-12-14 20:14:00 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。图所示为直线与直线连接时各种转接的情况，编程轨迹为OA→AP。 直线至直线左刀补情况 （a）、（b）缩短型转换；（c）伸长型转换；（d）插入型转换 图（a）、（b）中，AB、AD为刀具半径值，刀具中心轨迹IB与DK的交点为C，由数控系统求出交点C的坐标值，实际刀具中心轨迹为IC→CK。采取求交点的方法，从根本上解决了内轮廓加工时刀具的过切现象。由于IC→CK相对于OA与AP缩短了CB与DC的长度，因此这种求交点的内轮廓过渡称为缩短型转换，这里求交点是核心任务。 图（c）中，C点为IB与DK延长线的交点，由数控系统求出交点C的坐标，实际刀具中心轨迹为IC→CK。同上道理，这种外轮廓过渡称为伸长型转换。 图（d）中，若仍采用求IB与DK交点的方法，势必过多地增加刀具的非切削空行程时间，这显然是不合理的。因此刀补算法在这里采用插入型转换，即令
刀具半径补偿功能
刀具半径补偿功能 教学内容：刀具半径补偿指令的学习。 教学目标：通过刀具半径补偿的学习让学生明白刀具半径补偿的作用和应用。重点：刀具半径补偿的运用。 难点：使用刀具半径补偿进行编程和加工。 教学流程：旧课复习→新课导入→例题讲解→习题与例题对比→机床实操→布置作业→教学总结 一、旧课复习（5分钟） 1、按照轮廓加工，加工出来的工件尺寸小（大）一个直径。 二、刀具半径补偿G41、G42、G40 （15分钟） 1、刀具半径左补偿G41 说明：沿刀具前进方向的左边进行左补偿，如下图 2、刀具半径右补偿G42 说明：沿刀具前进方向的右边进行右补偿，如下图 总结：假设人站在加工的起点上，眼睛沿着加工方向观察，刀具在人的左面叫左补偿，刀具在人的右面叫右补偿。 3、G41、G42程序格式
G41 X＿Y ＿D ＿ G42 说明：①X＿Y ＿表示加工到达的终点坐标 ②D ＿表示半径补偿值的寄存器位置,共100个，分别是D0~D99 4、取消刀具半径补偿值G40 例：应用刀补指令进行以下图形轮廓加工加工深度2MM ，刀具为φ12。 1、加工路径：H →F →B →C →D →E →H 2、计算坐标点： H（-70，-50）E（-60，-50）B（-60，40）C（60，40） D（60，-40）F（-70，-40）H（-70，-50） 3、加工程序： O0002（程序名） G90 G40 G21；（加工前G 代码准备） G00 Z20；（提刀至安全高度） M03 S1800；（主轴正转，转速1800r/min X-70 Y-50；（快速定位O→H） Z2；（快速接近工件表面） G01 Z-2 F600；（下刀深度） G41 G01 X-60 D01；(01=6)（H→E建立刀具半径左补偿） Y40 ；（E→B） X60 ；（B→C）(执行刀具半径左 Y-40 ；（C→D）补偿加工轮廓) X-70 ；（D→F） G40 G00 X-70 Y-50 ；(取消刀具半径补偿) Z20 ；（快速提刀至安全高度） X0 Y0 ；（快速退刀） M05 ；（主轴停转） M30 ；（程序结束）
数控刀具补偿原理
3.3 刀具补偿原理 刀具补偿（又称偏置），在20世纪60～70年代的数控加工中没有补偿的概念，所以编程人员不得不围绕刀具的理论路线和实际路线的相对关系来进行编程，容易产生错误。补偿的概念出现以后很大地提高了编程的效率。 具有刀具补偿功能，在编制加工程序时，可以按零件实际轮廓编程，加工前测量实际的刀具半径、长度等，作为刀具补偿参数输入数控系统，可以加工出合乎尺寸要求的零件轮廓。 刀具补偿功能还可以满足加工工艺等其他一些要求，可以通过逐次改变刀具半径补偿值大小的办法，调整每次进给量，以达到利用同一程序实现粗、精加工循环。另外，因刀具磨损、重磨而使刀具尺寸变化时，若仍用原程序，势必造成加工误差，用刀具长度补偿可以解决这个问题。 刀具补偿分为2种： ☆刀具长度补偿； ☆刀具半径补偿。 文献《刀具补偿在数控加工中的应用》（工具技术，2OO4年第38卷No7，徐伟，广东技术师范学院）中提到在数控加工中有4种补偿： ☆刀具长度补偿； ☆刀具半径补偿； ☆夹具补偿； ☆夹角补偿（G39）。 这四种补偿基本上能解决在加工中因刀具形状而产生的轨迹问题。 3.3.1 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，如果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。此时如果设定刀具补偿，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.刀具长度补偿指令 通过执行含有G43（G44）和H指令来实现刀具长度补偿，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
刀具补偿功能
福建省鸿源技工学校课时授课计划 （2013 —2014 学年度第2学期） 课程名称：数控机床编程与操作任课教师：王公海 章节内容1-7刀具补偿功能 授课班级12数控授课日期 授课方式讲授作业练习习题册对应部分 目的要求掌握刀具补偿功能原理 重点难点G40/G41/G42 复习题巩固上节课知识点 仪器教具粉笔黑板 审批意见 审批人： 20 年月日 讲授内容和过程方法与指导一、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。 福建省劳动和社会保障厅制
第页 讲授内容和过程方法与指导二、刀具补偿功能 1．刀具补偿功能的定义 定义：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。 分类：刀具偏移（也称为刀具长度补偿）、刀尖圆弧半径补偿。 2．刀位点的概念 概念：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 三、刀具偏移补偿 1．刀具偏移的含义 含义：用来补偿假定刀具长度与基准刀具长度之长度差的功 能。车床数控系统规定X轴与Z轴可同时实现刀具偏移。 分类：刀具几何偏移、刀具磨损偏移。 刀具偏移补偿功能示例
第页 讲授内容和过程方法与指导FANUC 系统的刀具几何偏移补偿参数设置 图中的代码“T”指刀沿类型，不是指刀具号，也不是指刀补 号。 FANUC 系统的刀具几何偏移补偿参数设置 图中的代码“T”指刀沿类型，不是指刀具号，也不是指刀补 号。 2．利用刀具几何偏移进行对刀操作 （1）对刀操作的定义 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。 （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。
刀具半径补偿功能之应用
刀具半径补偿功能之应用 【摘要】刀具半径补偿功能在数控铣削加工使用非常普遍,尤其在有加工精度要求的零件时更是需要此功能。本文以FANUC 0i-MC数控系统为例,探讨刀具半径补偿功能在数控加工中的应用方法。 【关键字】刀具半径补偿数控加工偏置 刀具半径补偿功能在数控铣削加工中应用很广泛,它可以在加工时使刀具中心偏离所加工的零件轮廓固定距离,而且此距离可以根据加工需要很方便的进行修改,以保证尺寸公差的要求。它可以使编程计算量减少,很方便的控制尺寸精度数值,能满足大多数加工的需要。但是,刀具半径补偿功能使用时有很多方法和技巧,如果使用不当就很难保证加工精度,甚至会造成废品的出现。如何更好的使用这一功能呢?下面是本人在实际教学和生产中的一点体会。 一、刀具半径偏置的类型 在数控技术发展的同时,数控系统也在发展,系统的功能不断完善。其中的刀具半径补偿偏置方法的发展就经历了三个阶段,即三种刀具半径偏置类型:A类、B类、C类。 A类偏置是最早使用的方法。也称为共享偏置,实际上它意味着刀具长度偏置与刀具半径偏置值存储在相同的寄存器中。 B类偏置也是早期使用的方法。将刀具偏置界面分为两栏,其中一栏用来存储几何尺寸偏置,另一栏则存储磨损偏置。此方法不能预测刀具走向,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;在内拐角处如果不增加与刀具半径相适应的圆弧过渡,则会引起过切。 C类偏置是当前普遍采用的方法,它是唯一将刀具长度值和刀具半径值分开存储的类型。同时,它将几何尺寸偏置和磨损偏置也分开存储。程序中使用刀具长度补偿指令和半径补偿指令加以区分,同时,地址H或D也有了不同的涵义。采用此方法的数控系统有预读功能,采用了比较复杂的刀具轨迹计算数学模型,彻底消除了B型刀补存在的不足,也避免了过切现象的出现。 二、刀具半径补偿方向的判别方法 刀具半径补偿指令有G41、G42两种,其中G41是左补偿,G42是右补偿。这里的左和右如何判别呢?方法如下: 顺着刀具移动的方向观察,刀具在被加工工件的左侧使用左刀补G41,刀具在被加工工件的右侧使用右刀补G42。如图1所示。
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
刀具半径补偿计算程序的设计
1.刀具半径补偿的原理 1.1刀具半径补偿的坐标计算 在机床数控技术中已经讲述了刀具半径补偿的编程指令，刀具半径补偿建立和取消时刀具中心点的运动轨迹。本节将要介绍刀具半径十限的坐标计算，在轮廓加工过程中，刀具半径补偿分三个过程：①刀具半径补偿的建立；③刀具半径补偿的进行；③刀具半径补偿的取消。在这三个过程中，刀具中心的轨迹都是根据被加工工件的轮廓计算的。通常，工件轮廓是由直线和圆弧组成的，加工直线时，刀具中心线是工件轮廓的平行线且距离等于刀具半径值，加工圆弧时，半径之差是刀具半径值，本节将要介绍的半径补偿计算是计算刀具半径补偿建立和取消时刀具中心点与工件轮廓起点和终点的位置关系；工件轮廓拐角时刀具中心拐点与工件轮廓拐点的位置关系。由于轮廓线的拐点可是直线与直线、直线与圆弧、圆弧与圆弧的交点；拐角的角度大小又不同；又由于刀具半径补偿可是左侧(c41)或右侧(跳)偏置，因此，计算公式很多，下面仅介绍部分计算公式： 1.2直线两端处刀具中心的位置 若用半径为r 的立铣刀加工图3—20中的直线45，刀具中心的轨迹在刀具左例偏置时(G41方式)，是ab 直线；右侧偏置(G42方式)时是cd 线,只要计算 出端点a,b 或c,d 的坐标值，就可使刀具准确移动。由于直线Aa ＝Ac ＝r ，过A 点垂直于AB 线，Bb ＝Bc ＝r ，过B 点垂直于AB 线，A 点和B 点的坐标值 B B A A Y X Y X 、、、已由零件程序中给出，因此：
图1.2.1 直线两端刀具位置 若把式(3—18)中的r 值的符号改为负号，则和式(3—17)完全一样，因此在实际应用中，只用式(3—17)计算直线端点处的刀具中心位置，在G41方式下r 取正值 在G42方式下r 取负值。 式(3—15)、(3—16)、(3—17)，适合于各种不同方向的直线，当A B A B Y Y X X --、为负值时，ααsin cos 和为负值，当AB 线平行于X 轴时，0sin ,1cos ==αα，当AB 线平行Y 轴时1sin ,0cos ==αα。 1.3转接矢量计算 工件轮廓有拐角时，拐点可是直线与直线交点，如图3—22、3—23、3—24所示。直线拐角时拐角的大小等于两直线矢量的夹角；直线与圆弧连接时拐角的大小是直线矢量与拐点处圆弧切线矢量的夹角；圆弧与圆弧连接时是两圆弧在交点处切线矢量的夹角，由于两矢量夹角不同以及G41，G42偏置方向不同，使刀具中心轨迹的转接方式有所不同，共有三种转接方式： 1.3.1缩短型 在G41方式下两矢量夹角。在 180~0在α之间；在G42方式下两向量夹角在 360~180之间，是缩短型，如图3—22、3—24a ，b 及图3—23c ，d 所示，刀具中心在c 点转折，没有到达由式(3—17)算出的B 点，比只加工OA 直线时少走CB 的距离，也比单程加工AF 直线少走DC 的距离。 1.3.2伸长型 在G41方式下，两矢量的夹角 360~270在α之间；在G42方式下，两向量的夹角 90~0在α之间，是伸长型，如图3—22d 、3—23a 及
刀具长度补偿
Bewise Inc. https://www.360docs.net/doc/a25739216.html, Reference source from the internet. 刀具长度补偿功能，是数控机床的一项重要功能，在准备功能中用G43、G44、G49表示，但是若使用得不好很容易造成撞车和废品事故。下面以加工中心为例，介绍生产实践中常用的几种刀具长度补偿方法。 1 刀具长度补偿功能的执行过程 典型的指令格式为G43 Z_H_；或G44 Z_H_。其中G43指令加补偿值，也叫正向补偿，即把编程的Z值加上H代码指定的偏值寄存器中预设的数值后作为CNC实际执行的Z坐标移动值。相应的，G44指令减去预设的补偿值，也叫负向补偿。 当指令G43时，实际执行的Z坐标值为Z’=Z_+(H_)； 当指令G44时，实际执行的Z坐标值为Z’=Z_-(H_)； 这个运算不受G90绝对值指令或G91增量值指令状态的影响。偏值寄存器中可预设正值或负值，因此有如下等同情况。 指令G43、H设正值等同于指令G44、H设负值的效果： 指令G43、H设负值等同于指令G44、H设正值的效果。 因此一般情况下，为避免指令输入或使用时失误，可根据操作者习惯采用两种方式： 只用指令G43，H设正值或负值： H只设正值，用指令G43或G44。 以下介绍使用较多的第一种情况。 指令格式中Z值可以为0，但H0或H00将取消刀具长度补偿，与G49效果等同，因为0号偏值寄存器被NC永远置0。 一般情况下，为避免失误，通过设定参数使刀具长度补偿只对Z轴有效。例如当前指令为G43X_H_；时，X轴的移动并没有被补偿。 被补偿的偏置值由H后面的代码指定。例如H1设20.、H2设-30.，当指令“G43 Z100.H1；”时，Z轴将移动至120.处：而当指令“G43 Z100. H2；”时，Z轴将移动至70.处。 G43(G44)与G00、G01出现在一个程序段时，NC将首先执行G43(G44)。 可以在固定循环的程序段中指令G43(G44)，这时只能指令一个H代码，刀具长度补偿同时对Z值和R值有效。
数控加工中巧用刀具半径补偿指令
数控加工中巧用刀具半 径补偿指令 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
数控加工中巧用刀具半径补偿指令【论文摘要】：本文通过对刀具半径补偿功能的分析，总结出刀具半径补偿功能要点，给我们的编程和加工带来很大的方便。 【关键词】：刀具半径补偿 G41 G42 G40。 一、前言 零件加工程序通常是按零件轮廓编制的，而数控机床在加工过程中的控制点是刀具中心，因此在数控加工前数控系统必须将零件轮廓变换成刀具中心的轨迹。只有将编程轮廓数据变换成刀具中心轨迹数据才能用于插补。在数控铣床上进行轮廓加工时，因为铣刀有一定的半径，所以刀具中心（刀心）轨迹和工件轮廓不重合，如不考虑刀具半径，直接按照工件轮廓编程是比较方便的，而加工出的零件尺寸比图样要求小了一圈（加工外轮廓时），或大了一圈（加工内轮廓时），为此必须使刀具沿工件轮廓的法向偏移一个刀具半径，这就是所谓的刀具半径补偿指令。应用刀具半径补偿功能时，只需按工件轮廓轨迹进行编程，然后将刀具半径值输入数控系统中，执行程序时，系统会自动计算刀具中心轨迹，进行刀具半径补偿，从而加工出符合要求的工件形状，当刀具半径发生变化时也无需更改加工程序，使编程工作大大简化。实践证明，灵活应用刀具半径补偿功能，合理设置刀具半径补偿值，在数控加工中有着重要的意义。 二、刀具半径补偿方式有B功能刀具补偿和C功能刀具补偿两种。 1．B功能刀具半径补偿 早期的数控系统在确定刀具中心轨迹时，都采用读一段、算一段、再走一段的B 功能刀具半径补偿（简称B刀补）控制方法，它仅根据程序段的编程轮廓尺寸进行刀具半径补偿。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直
刀具半径补偿原理
刀具半径补偿原理 14机制--张哲--149050341075 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
刀具补偿功能的综合应用
刀具补偿功能的综合应用
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第三节数控铣削加工平面凸轮零件的典型实例 教学目标 通过本章的深入讲解,使学生加深对数控铣床的了解，并能熟练掌握刀具半径补偿和刀具长度补偿具体应用，和凸轮零件的数控加工工艺运用。同时，对进一步巩固前章所学的编程知识,增强工程实践动手能力,提高综合加工实训能力。 具体要求 1. 了解程序停止(Ｍ00)、程序跳段的使用方法。 2. 熟练区分左刀具半径补偿和右刀具半径补偿。 ３.合理使用刀具半径补偿值分配粗、精加工余量。 4. 掌握平面凸轮零件的编程方法。 5．正确完成调用子程序铣削工件。 实验条件 1.立式数控铣床。 2.零件图，见右图所示。 3．半精加工后的铝板一块(规格:１10×８0×1０)。 4．强力夹头刀柄一套。 ５．ф１2mm键槽刀。 6．平口钳、垫铁、夹具。 7．游标卡尺。 教学重点、难点 使用刀具半径补偿时,正确选择好起始点、走刀路径,以及改变半径补偿值D 完成粗、精加工。 学时安排 理论讲解、示范操作45分钟 教学内容 一、具半径补偿（Ｇ41、Ｇ42）的与含义 在轮廓加工中，由于刀具总有一定的半径(如铣刀半径）,刀具中心的运动轨迹并不等于所要加工零件的实际轮廓。也就是说,在数控铣床进行轮廓加工时，一般要考虑刀具半径。如下图所示，在外轮廓加工时,刀具中心需要偏移零件的外轮廓面一个半径值。这种偏移习惯上称为刀具半径补偿。
使用刀具半径补偿功能,系统可以自动计算出偏离一定距离（称偏置)的刀具轨迹。它不但大大简化了编程,而且还可以很容易地调整加工轮廓尺寸。当然,对于特别简单的零件,也可以在加工程序中偏离轮廓一个刀具半径值来编程(不使用刀具半径补偿功能）。 根据ＩSＯ标准,当刀具中心轨迹在编程轨迹（零件轮廓)前进方向左边时,称为左刀具补偿，简称左刀补，用Ｇ41表示;反之,则称为右刀补,用Ｇ４2表示（如下图所示)；当不需要进行刀补时用G40表示。 二、刀具半径补偿的应用特点 １.避免计算刀具中心轨迹,直接用零件轮廓尺寸编程。 2.刀具因磨损、重磨、换新刀而引起的刀具半径改变后,不修改程序。 3.用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具补偿值，可进行粗精加工。 ４．利用刀具补偿值，控制工件轮廓尺寸精度。 三、刀具半径补偿的建立和取消 刀补建立时,刀具从起点出发沿直线接近加工零件,根据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。刀补取消时,在最后一段刀补轨迹加工完成后，应走一端直线撤消刀补,撤消刀补时应注意不能碰刀，如下图所示。
刀具位置补偿
前言 数控车床通常连续实行各种切削加工，刀架在换刀时前一刀具刀尖位置和新换的刀具位置之间会产生差异，刀具安装也存在误差、刀具磨损和刀尖圆弧半径等误差，若不利用刀具补偿功能予以补偿，就切削不出符合图样要求形状的零件。此外，合理利用刀具补偿还可以简化编程。数控车床的刀具补偿可分为两类，即刀具位置补偿和刀具半径补偿。 1 刀具位置补偿 加工过程中，若使用多把刀具，通常取刀架中心位置作为编程原点，即以刀架中心! 为程序的起始点，如图1所示，而刀具实际移动轨迹由刀具位置补偿值控制。由图1（a）可见，刀具位置补偿包含刀具几何补偿值和磨损补偿值。 图1 刀具位置补偿 由于存在两种形式的偏移量，所以刀具位置补偿使用两种方法，一种方法是将几何补偿值和磨损补偿值分别设定存储单元存放补偿值，其格式为： 另一种方法是将几何偏移量和磨损偏移量合起来补偿，如图（b）所示，其格式为： 总补偿值存储单元编号有两个作用，一个作用是选择刀具号对应的补偿值，并执行刀具位置补偿功能；另一个作用是当存储单元编号00时可以取消位置补偿，例如T0100，表示消去+号刀具当前的补偿值。图2表示位置补偿的作用，图2中的实线是刀架中心A 点的编程轨迹线，虚线是执行位置补偿时A 点的实际轨迹线，实际轨迹的方位和X、Z轴的补偿值有关，其程序为： N010 G00 X10 Z-10 T0202； N020 G01 Z-30； N030 X20 Z-40 T0200；
图2 刀具位置补偿作用 数控车床系统刀具结构如图3所示，图3中P为假想刀尖，S为刀头圆弧圆心，r为刀头半径，A为刀架参考点。 图3 车刀结构 车床的控制点是刀架中心，所以刀具位置补偿始终需要。刀具位置补偿是用来实现刀尖圆弧中心轨迹与刀架参考点之间的转换，对应图3中A与S之间的转换，但是实际上我们不能直接测得这两个中心点之间的距离矢量，而只能测得假想刀尖! 与刀架参考点$ 之间的距离。 为了简便起见，不妨假设刀头半径r=0，这时可采用刀具长度测量装置测出假想刀尖点P相对于刀架参考点的坐标和，并存入刀具参数表中。 式中：———假想刀尖P点坐标； （X，Z）———刀架参考点A的坐标。 至此很容易写出刀具位置补偿的计算公式为