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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。
刀具半径补偿原理
嘿，朋友们！今天咱就来好好唠唠刀具半径补偿原理。
你想啊，就像我们走路得知道往哪儿走一样，刀具在加工工件的时候也得有个准确的“路线规划”，而刀具半径补偿原理就是这个“规划大师”。
比如说，你在雕刻一个精美的图案，刀具就好像是你的画笔。
如果没有刀具半径补偿，那刻出来的图案可能就不那么完美了，就好比你想画一只可爱的猫咪，结果画出来却像只大胖狗！哎呀！那可不行！
刀具半径补偿原理其实就是让刀具能够自动调整它的运动轨迹，从而达到更准确、更精细的加工效果。
这就像是我们人在走路的时候，遇到路上有个坑，我们会自动调整步伐绕过去一样。
再给你举个例子，你想想看，如果一个厨师拿着刀去切菜，要是没有考虑到刀的半径，那切出来的菜可能有的厚有的薄，那做出来的菜能好吃吗？肯定不行啊！
那刀具半径补偿原理是怎么实现的呢？这就涉及到一些聪明的计算和巧妙的控制啦。
就像是一个聪明的导航系统，能够精准地计算出刀具的最佳路径。
在实际操作中，操作人员要根据工件的形状和尺寸，设置好刀具半径补偿的参数。
这就好比给刀具“下达命令”，告诉它该怎么走。
哎呀呀，这可真是个精细活儿！
总之啊，刀具半径补偿原理真的是太重要啦！没有它，很多高精度的加工可就没法完成啦！所以说，我们一定要好好了解它，掌握它，让它为我们的加工工作服务！让我们的工件都能变得超级完美！。
刀尖圆弧补偿数控车削加工是以假想刀尖进行编程，而切削加工时，由于刀尖圆弧半径的存在，实际切削点与假想刀尖不重合，从而产生加工误差。
为满足加工精度要求，又方便编程，需对刀尖圆弧半径进行补偿。
本文对刀尖半径补偿的概念，刀尖方位的确定、补偿方法和参数设置进行了介绍。
同时阐述了刀尖半径补偿的过程并分析了实例，就应用过程中出现的问题加以介绍。
数控机床是按照程序指令来控制刀具运动的。
众所周知，我们在编制数控车床加工程序时，都是把车刀的刀尖当成一个点来考虑，即假想刀尖，如图1所示的A点。
编程时就以该假想刀尖点A来编程，数控系统控制A点的运动轨迹。
但实际车刀尤其是精车刀，在其刀尖部分都存在一个刀尖圆弧，这一圆角一方面可以提高刀尖的强度，另一方面可以改善加工表面的表面粗糙度。
由于刀尖圆弧的存在，车削时实际起作用的切削刃是圆弧各切点。
而常用的对刀操作是以刀尖圆弧上X、Z方向相应的最突出点为准。
如图1所示，这样在X向、Z向对刀所获得的刀尖位置是一个假想刀尖。
按假想刀尖编出的程序在车削外圆、内孔等与Z轴平行的表面时，是没有误差的，即刀尖圆弧的大小并不起作用;但当车右端面、锥面及圆弧时，就会造成过切或少切，引起加工表面形状误差，如图2所示为以假想刀尖位置编程时的过切及少切现象。
编程时若以刀尖圆弧中心编程，可避免过切和少切的现象，但计算刀位点比较麻烦，并且如果刀尖圆弧半径值发生变化，还需改动程序。
数控系统的刀具半径补偿功能正是为解决这个问题所设定的。
它允许编程者不必考虑具体刀具的刀尖圆弧半径，而以假想刀尖按工件轮廓编程，在加工时将刀具的半径值R存入相应的存储单元，系统会自动读入，与工件轮廓偏移一个半径值，生成刀具路径，即将原来控制假想刀尖的运动转换成控制刀尖圆弧中心的运动轨迹，则可以加工出相对准确的轮廓。
这种偏移称为刀尖半径补偿。
如图3所示。
一、刀尖半径补偿的方式现代机床基本都具有刀具补偿功能，为编程提供了方便。
刀尖圆弧半径补偿是通过G41、G42、G40代码及T代码指定的假想刀尖号加入或取消的，如表所示。
刀具半径补偿方向的判定原则在数控加工过程中，刀具半径补偿是一项非常重要的功能。
它能够根据刀具的实际半径对加工轨迹进行调整，以确保加工零件的精度。
正确判定刀具半径补偿方向是实现精确加工的关键。
本文将介绍刀具半径补偿方向的判定原则，并以实际应用场景为例，说明如何正确使用刀具半径补偿。
一、刀具半径补偿的概念与作用刀具半径补偿是指在数控编程时，根据实际刀具的半径大小，对加工轨迹进行相应调整，使得加工后的零件尺寸符合要求。
刀具半径补偿可以分为正补偿和负补偿两种方式。
正补偿是指刀具半径大于零件轮廓尺寸时，补偿值取正值；负补偿则相反，刀具半径小于零件轮廓尺寸时，补偿值取负值。
二、刀具半径补偿方向的判定原则1.以加工轮廓为基准：在确定刀具半径补偿方向时，应以加工轮廓为基准，判断刀具半径与加工轮廓的关系。
如果刀具半径大于加工轮廓，则需要进行正补偿；反之，则需要进行负补偿。
2.以刀具中心线与加工轮廓的夹角为依据：刀具中心线与加工轮廓的夹角越大，刀具半径补偿值越大。
在确定补偿方向时，可通过计算刀具中心线与加工轮廓的夹角，从而判断补偿值的正负。
3.考虑刀具的磨损和加工误差：在实际加工过程中，刀具会逐渐磨损，同时加工中也存在一定的误差。
因此在判定刀具半径补偿方向时，要综合考虑刀具磨损和加工误差，确保补偿值的合理性。
三、具体应用场景及注意事项1.场景一：加工中心线与刀具中心线不重合的零件在加工中心线与刀具中心线不重合的零件时，需根据实际情况判断刀具半径补偿方向。
例如，在车削过程中，若刀具中心线与加工轮廓的夹角较大，则需要进行正补偿；而在铣削过程中，若刀具中心线与加工轮廓的夹角较大，则需要进行负补偿。
2.场景二：加工中刀具更换在加工过程中，若需更换刀具，则需重新判定刀具半径补偿方向。
更换刀具后，根据新刀具的半径大小，调整补偿值，以确保加工精度。
3.注意事项（1）在设定刀具半径补偿时，要确保刀具的实际半径与设定值相符。
（2）在加工过程中，密切关注刀具的磨损情况，适时调整补偿值。
1．刀具半径补偿参数及设置(1)刀尖半径使用刀具半径补偿之前首先应将刀尖圆弧半径尺寸输入到系统的存储器中。
一般粗车刀取0．8mm，精车刀取0．2mm。
(2)车刀形状和方位车刀形状不同，安装的位置不同，决定刀尖圆弧所处的位置和方向不同，执行刀具补偿时，刀具路径偏离零件轮廓的方向也不相同，因此也要将代表车刀形状和位置的刀尖方位，输入到存储器中。
数控车床中刀尖方位共有10种，分别用参数0～9表示，如下图2-3-8所示。
例如，外圆右偏刀T=3，左偏刀T=42．刀具半径补偿指令G40、G41和G42有刀具半径补偿功能的数控系统编制零件加工程序时，不需要计算刀具中心运动轨迹，而只按零件轮廓编程。
在程序中通过刀尖半径补偿指令G40、G41和G42，以及T代码指定的刀尖圆弧半径补偿号来取消或调用刀尖半径补偿功能。
G41：刀具半径左补偿，即站在第三轴的指向上，逆着第三轴的方向观察刀具运动轨迹，刀具位于工件左侧时的刀具半径补偿，如下图所示。
格式：G41 G00／G01 x z ；G41 G42G42~刀具半径右补偿，即站在第三轴的指向上，逆着第三轴的方向观察刀具运动轨迹，刀具位于工件右侧时的刀具半径补偿，如上图格式：G42 G00／G01 x z ：G40~刀具半径补偿取消。
格式：G40 G00／G01 x z ：3．刀具半径补偿的编程实现(1)刀具半径补偿的引入：刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。
(2)刀具半径补偿的进行：刀具中心始终与编程轨迹保持设定的偏置距离。
(3)刀具半径补偿的取消：刀具中心从与编程轨迹偏离过渡到与编程轨迹重合的过程，如图2-3—11所示。
刀尖圆弧半径补偿的建立与取消说明：a．建立和取消刀具半径补偿必须是在不切削的空行程上，在G00或G01程序段中实施；b·调用新刀具前或更改刀具补偿方向中间必须取消刀具补偿，以避免产生加工误差：c·G41、G42不带参数，其补偿数由T指令指定并与刀具偏置补偿号对应。
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。
加工中心中刀具半径补偿的有关问题摘要：本文主要介绍了零件在铣削加工中心加工时刀具的半径补偿的有关常见问题。
关键词：刀具半径补偿。
刀具半径补偿是数控铣削加工中的常用功能，本文就数控铣削加工中刀具半径补偿的建立和取消、刀具半径补偿量的指定和计算方法、刀具半径补偿功能的应用等进行了介绍。
在加工中心上进行工件轮廓的数控铣削加工时，由于存在刀具半径，使得刀具中心轨迹与工件轮廓(即编程轨迹)不重合。
如果数控系统不具备刀具半径自动补偿功能，则只能按刀心轨迹，即在编程时给出刀具的中心轨迹，如图1所示的点划线轨迹进行编程。
其计算相当复杂，尤其是当刀具磨损、重磨或换新刀而使刀具直径变化时，必须重新计算刀心轨迹，并修改程序。
这样既复杂繁锁，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，数控程序只需按工件轮廓编写，加工时数控系统会自动计算刀心轨迹，使刀具偏离工件轮廓一个半径值，即进行刀具半径补偿。
图11. 刀具半径补偿量的指定数控系统的刀具半径补偿就是将计算刀具中心轨迹的过程交由数控系统执行，编程员假设刀具的半径为零，直接根据零件的轮廓形状进行编程。
因此，这种编程方法也称为对零件的编程，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。
在加工过程中，数控系统根据零件程序和刀具半径自动计算刀具中心轨迹，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，只需修改放在刀具半径偏置寄存器中的刀具半径值或者选用存放在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。
现代数控系统一般都设置有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，数控系统将该编号对应的刀具半径偏置寄存器中存放的刀具半径取出，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。
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。
刀具半径补偿在数控机床编程中的应用1. 刀具半径补偿的定义在数控机床加工中，由于有些刀具的外径和编程指定的刀具直径不一定相等，或者由于刀具磨损或者其他原因，实际的切削半径可能会有所变化。
而编程时又需要将加工的轮廓尽可能地与设定轮廓相同，因此需要对刀具直径进行修正。
这种修正就叫刀具半径补偿。
在数控机床编程时，一般使用G41和G42指令进行刀具半径补偿，具体实现方式如下：（1） G40/G41/G42指令：G40指定取消所有刀具补偿，即G40指令后，数控机床按照编程程序直接机床加工；G41指定左侧半径补偿，将机床刀具向右移动一定距离，相应地调整编程指令的XY坐标，使实际加工半径减小；G42指定右侧半径补偿，将机床刀具向左移动一定距离，相应地调整编程指令的XY坐标之后，使实际加工半径增大。
（2）路径补偿量的确定：刀具半径补偿的大小是由程序员根据加工要求和机床实际情况进行确定的。
常见的计算方式是通过加工实际切削后的缺口，计算出实际切削半径与编程半径之间的差值，以此来确定刀具半径补偿量。
刀具半径补偿值可以在圆弧加工中使用，还可以在深度和轮廓加工中使用。
（3）圆弧和直线的刀具半径补偿：在圆弧加工中，自动对角线的加工路径以圆心为轴旋转，在编程时需要指定实际加工半径，同时指定刀具半径补偿量，以保证加工的圆弧尽可能的与设定的半径相同。
而在直线加工中，刀具半径补偿量要分别在直线的起点和终点处进行设定，以保证有足够的空间来补偿刃具的半径差异。
刀具半径补偿是数控机床加工中非常重要的一个功能，其应用范围非常广泛，涵盖了许多工业领域，包括机械制造、模具制造、汽车零配件加工等领域。
在机械加工领域，刀具半径补偿是提高加工精度和效率的关键因素之一。
在汽车工业领域，刀具半径补偿可以帮助实现复杂轮廓的加工，并且提高加工效率和加工质量。
在电子制造领域中，刀具半径补偿可以用来加工各种小型零件和设备，使得加工精度更高。
刀具半径补偿是数控机床加工中不可或缺的一个功能，可以帮助提高加工精度和效率，并且应用范围非常广泛。
