FANUC刀补详解

1. 刀具长度补偿指令—— G43 、 G44 、 G49刀具长度补偿指令对立式加工中心而言，一般用于刀具轴向（ Z 方向）的补偿，它将编程时的刀具长度和实际使用的刀具长度之差设定于刀具偏置存储器中（图 3 － 1 ），用 G43 或 G44 指令补偿这个差值而不用修改程序。

图 3 － 15 为加工中心刀库中的部分刀具，它们的长度各不相同，为每把刀具设定一个工件坐标系也是可以的（ FANUC 0i － MB 系统可以设置 54 个工件坐标系），但通过刀具的长度补偿指令在操作上更加方便。

图 3 － 16 G43 、 G44 与 H 指令对应偏置量的运算结果编程格式： __ H __ Z44 G43 G……G49 Z__G43 指令表示刀具长度正方向补偿； G44 指令表示刀具长度负方向补偿； G49 指令表示取消刀具长度补偿。

使用 G43 、 G44 指令时，不管是 G90 指令有效还是 G91 指令有效，刀具移动的最终 Z 方向位置，都是程序中指定的 Z 与 H 指令的对应偏置量进行运算（见图 3 － 16 ）。

H 指令对应的偏置量在设置时可以为“＋”、也可以为“－”，它们的运算关系见图 3 － 16 ，编程时一般使用 G43 指令。

2. 刀具半径补偿指令—— G40 、 G41 、 G42在加工工件轮廓时，当用半径为 R 的圆柱铣刀加工工件轮廓时，如果数控系统不具备刀具补偿功能，那么编程人员必须要按照偏离轮廓距离为 R 的刀具中心运动轨迹的数据来编程，其运算有时是相对复杂的；而当刀具磨损后，刀具的半径减少，此时就要按新的刀具中心轨迹进行编程，否则加工出来的零件要增加一个余量（即刀具的磨损量）。

对于有刀具半径补偿功能的数控系统，可不必求刀具中心的运动轨迹，而只需按被加工工件轮廓曲线编程，同时在程序中给出刀具半径的补偿指令，数控系统自行计算后，偏置一定的距离（如刀具半径或其它设定值）后进行走刀，这样就可加工出具有轮廓曲线的零件，使编程工作大大简化。

刀具半径补偿时的移动轨迹在 G1 7 指令有效时，编程格式： G41 （ G42 ） G00 （ G01 ） X__ Y__ D__ （ F__ ）…G40 G00 （ G01 ） X__ Y__ （ F__ ）其运动轨迹见图 3 － 17 。

G41 指令表示刀具半径左侧补偿。

沿刀具进给方向看去，刀具中心在零件轮廓的左侧（见图 3 － 17 ，通常顺铣时采用左侧补偿）。

G42 指令表示刀具半径右侧补偿。

沿刀具进给方向看去，刀具中心在零件轮廓的右侧（见图 3 － 15 ，通常逆铣时采用右侧补偿）。

G40 指令表示刀具半径补偿取消。

当 G41 或 G42 程序完成后用 G40 程序段消除偏置值，从而使刀具中心与编程轨迹重合。

有了刀具补偿，除了可免去刀具中心轨迹的人工计算外，还可以利用同一加工程序去适应不同的情况（例如用同一程序进行粗加工、半精加工及精加工；刀具磨损后的补偿），只需要在系统参数中更改一下有关半径补偿量（图 3 － 1 中 D 所对应的值）就可。

使用刀具半径补偿指令时应注意：（ 1 ）从无刀具补偿状态进入刀具半径补偿方式时，或在撤消刀具半径补偿时，刀具必须移动一段距离否则刀具会沿运动的法向直接偏移一个半径量，很容易出意外，特别在加工全切削的型腔时，刀具无回空间，会造成刀具崩断。

（ 2 ）在执行 G41 、 G42 及 G40 指令时，其移动指令只能用 G01 或 G00 ，而不能用 G02 或 G03 。

（ 3 ）为了保证切削轮廓的完整性、平滑性，特别在采用子程序分层切削时，注意不要造成欠切或过切的现象。

内、外轮廓的走刀方式见图 3 － 18 。

具体为：用 G41 或 G42 指令进行刀具半径补偿→走过渡段→轮廓切削→走过渡段→用 G40 指令取消刀具半径补偿。

（ 4 ）切入点应选择那些在 XY 平面内最左（或右）、最上（或下）的点（如圆弧的象限点等）或相交的点。

图 3 － 18 内、外轮廓刀具半径补偿时的切入、切出（图中都为顺铣）a －轮廓尺寸较大时的过渡段b －轮廓尺寸较小时的过渡段c －轮廓有交角时的过渡段（ 5 ）用 G18 、 G19 指令平面时（用球铣刀切削曲面），注意 G41 与 G42 指令的左、右偏方向。

图 3 － 19 过切现象（ 6 ）在刀具半径补偿的切削程序段中，即从 G41 （或 G42 ）开始的程序段到 G40 结束的程序段之间，FANUC 系统对处理 2 个或更多刀具在平面内不移动的程序段（如暂停、 M99 返回主程序、子程序名、第三轴移动等等），刀具将产生过切现象。

如用 10mm φ立铣刀对图 3 － 19 所示矩形进行轮廓铣削，程序如下：%:3103 主程序名M6 T1 换上 1 号刀G54 G90 G0 G43 H1 Z100 选择坐标系，引入长度补偿M3 S600 主轴正转X － 30 Y20 Z1 到达起刀点G41 Y12.5 D1 引入刀具左侧半径补偿X － 20 过渡段M98 P23014 调用 O3014 子程序 2 次G0 Z100 主轴上升Y20 过渡段G40 X － 30 取消半径补偿G49 Z0 取消长度补偿，到机床坐标 ZM30 程序结束%%:3104 子程序名G1 G91 Z － 5 F30 在 A 点处沿－ Z 增量切削G90 X20 F100 到 B 点（ B 到 C 自动完成）Y － 12.5 到 D 点（ D 到 E 自动完成）X － 20 到 F 点（ F 到 G 自动完成）Y12.5 到 H 点M99 子程序结束并返回%子程序修改为：%:3104 G1 G91 Z － 5 F30G90 X20 F100Y － 12.5X － 20Y12.5 M99%%在编制程序时，如果把刀具半径补偿引入与取消的程序段放在主程序中（在加工平面凸轮的槽时必须这样），那么当调用子程序（加工轮廓的程序）的次数超过 1 次，在切削第 2 次的时候就会出现过切现象（图3 － 19 中打剖面线部分）。

这主要由于在上面的程序中，程序段 M99 、 O3014 、 G1 G91 Z － 5 F30 已超过 2 个以上没有 X 、 Y 的移动，所以系统不会自动完成 H 到 A （图中黑线圆弧）的切削，从而引起过切。

此时可采取减少程序段的方法，把子程序名放到第一个程序段的段首；把 M99 放到最后一个程序段的段尾。

另外必须严格按照上面（ 3 ）所确定的切入方法，即必须有过渡段，否则刀具补偿没有完成，同样会产生过切的现象。

图 3 － 20 刀具半径补偿及调用子程序举例例 3 － 6 刀具半径补偿及调用子程序举例。

加工图 3 － 20 所示工件的外轮廓。

加工程序如下：主程序：%:3006 程序名N10 M6 T4 换上 4 号刀， 16mm φ键槽铣刀N20 G54 G90 G0 G43 H4 Z200 选择坐标系，引入长度补偿N30 M3 S600 主轴正转，转速 600r/minN40 X140 Y70 刀具快速移动到 P 点上方N50 Z2 M8 快速下降，切削液开N60 G1 Z － 6 F50 进给到 Z － 6N70 M98 P3106 调用 O3106 子程序一次N80 G1 Z － 13 F50 进给到 Z － 13N90 M98 P3106 调用 O3106 子程序一次N100 Z100 M9 Z 轴快速上移，切削液关N110 G49 G90 Z0 取消刀具长度补偿， Z 轴快速移动到机床坐标 Z0 处N120 M30 程序结束%子程序：%:3106 子程序名N10 G0 G41 X100 D4 刀具左侧补偿，快速移动到点 A ，引入刀具半径补偿N20 G1 Y40 F100 刀具以 100mm/min 的速度直线插补到点 B （走过渡段）N30 Y20 到点 CN40 X75 到点 DN50 G3 Y － 20 R － 20 F60 逆圆到点 E 。

进给速度修调N60 G1 X100 F100 到点 FN70 Y － 40 到点 GN80 X0 到点 HN90 G2 Y40 R － 40 F120 顺圆到点 I 。

进给速度需修调N100 G1 X100 F100 到点 BN110 X140 到点 JN120 G40 G0 Y70 取消刀具半径补偿，快速到点 PN130 M99 子程序结束并返回到主程序%刀具补偿功能给数控加工带来了许多方便，简化了编程工作。

编程人员不但可以直接按工件轮廓编程，而且还可以用同一个加工程序对工件轮廓进行粗、精加工。

当按工件轮廓编程以后，在粗加工零件时我们可以把偏置量设为 R ＋Δ，其中Δ为精加工前的加工余量；而在精加工零件时，偏置量仍然设为 R （对于有公差要求的零件，精加工时的偏置量应设置为 R ＋平均偏差 /2 ）。

3. 用程序输入补偿值指令—— G10H 的几何补偿值编程格式： G10 L10 P__ R__H 的磨损补偿值编程格式： G10 L11 P__ R__D 的几何补偿值编程格式： G10 L12 P__ R__D 的磨损补偿值编程格式： G10 L13 P__ R__P ：刀具补偿号，即图 3 － 1 中的“番号”。

R ：刀具补偿量。

①在 G90 有效时， R 后的数值直接输入到图 3 － 1 中相应的位置；②在 G91 有效时，R 后的数值与图 3 － 1 中相应位置原有的数值相叠加，得到一个新的数值替换原有数值。