2数控加工程序刀具补讲义偿预处理

数控加工中常用的三种补偿方法1.坐标补偿：坐标补偿是指在机床上根据加工实际情况对加工轨迹做出调整，使得加工尺寸达到设计要求的一种方法。

常见的坐标补偿有以下几种形式：(1)G40/G41/G42坐标补偿：G40是取消刀具补偿，G41是左侧刀具补偿，G42是右侧刀具补偿。

通过设定G40、G41、G42来实现在切削路径上实际加工尺寸的自动调整。

(2)G43/G44/G49坐标补偿：G43是工件长度补偿，G44是工件半径补偿（常用于车削），G49是取消工件长度或半径补偿。

(3)G51坐标变换补偿：G51用于进行坐标变换，可以通过设定坐标系原点的偏移来实现坐标补偿功能。

2.刀具半径补偿：刀具半径补偿是指根据实际刀具半径与设计刀具半径之间的差异，通过在程序中设定刀具补偿值，使得实际加工尺寸达到设计要求的一种补偿方法。

(1)G41/G42刀具半径补偿：G41是左侧刀具半径补偿，G42是右侧刀具半径补偿。

通过设定G41或G42及刀具补偿值来实现切削路径尺寸的自动调整。

(2)G43/G44刀具长度补偿：G43是刀具长度补偿，G44是刀具半径补偿。

在加工中，通过设定刀具长度或刀具半径补偿值，使得实际加工尺寸达到设计要求。

3.工件半径补偿：工件半径补偿是指根据实际工件半径与设计工件半径之间的差异，通过在程序中设定工件半径补偿值，使得实际加工尺寸达到设计要求的一种补偿方法。

(1)G41/G42/G43工件半径补偿：G41是加工左侧边缘补偿，G42是加工右侧边缘补偿。

通过设定G41或G42及工件半径补偿值来实现工件边缘尺寸的自动调整。

G43是工件长度补偿，通过设定工件长度补偿值来调整工件的实际长度。

(2)G49工件长度或半径补偿取消：G49用于取消工件长度或半径补偿功能，即恢复到原始设计尺寸。

以上是数控加工中常用的三种补偿方法的介绍，通过合理使用这些方法，可以使得加工尺寸更加精确，提高加工效率和质量。

（3）插入型 在插入型刀具半径补偿过程中，将涉及到多个转接点的计算。

不同阶段其转接点的计算公式也是不相同的。

1）刀具半径补偿建立 如图2-24a 所示，在插入型刀具半径补偿建立过程中，有三个转接点的坐标需要计算，它们依次是（X S 1，Y S 1）、（X S 2，Y S 2）、（X S 3，Y S 3）。

同理，由于转接点（X S 1，Y S 1）相对轮廓拐点（X 1，Y 1）偏移一个刀具半径矢量，故X S 1＝X 1－rY l 1 （2-38a ） Y S 1＝Y 1＋rX l 1 （2-38b ）对于（X S 2，Y S 2）则可视为直线'l 1在点（X S 1，Y S 1）处向前延伸了一个刀具半径所得到的，因此，该点的坐标为X S 2＝X S 1＋| r | X l 1＝X 1－rY l 1＋| r | X l 1 （2-39a ） Y S 2＝Y S 1＋| r | Y l 1＝Y 1＋rX l 1＋| r | Y l 1 （2-39b ）对于（X S 3，Y S 3），其求法与（X S 2，Y S 2）的相似，只是前者在直线'l 2的反方向延伸了一个刀具半径值。

因此，该点的坐标为X S 3＝X 1－rY l 2－| r |X l 2 （2-40a ） Y S 3＝Y 1＋rX l 2－| r | Y l 2 （2-40b ）2）刀具半径补偿撤消 如图2-24b 所示，在插入型刀具半径补偿撤消过程中，也有三个转接点的坐标需要计算，它们依次是（X S 1，Y S 1）、（X S 2，Y S 2）、（X S 3，Y S 3）。

其求法与刀具半径补偿建立相似，同理，可推出这三个坐标点的计算公式为X S 1＝X 1－r Y l 1＋| r | X l 1 （2-41a ） Y S 1＝Y 1＋r X l 1＋| r | Y l 1 （2-41b ） X S 2＝X 1－r Y l 2－| r | X l 2 （2-42a ） Y S 2＝Y 1＋r X l 2－| r | Y l 2 （2-42b ） X S 3＝X 1－r Y l 2 （2-43a ） Y S 3＝Y 1＋r X l 2 （2-43b ）3）刀具半径补偿进行 如图2-24c 所示，在插入型刀具半径补偿进行过程中，仅有两个转接点的坐标需要计算，即（X S 1，Y S 1）、（X S 2，Y S 2），它们的计算公式分别为X S 1＝X 1－r Y l 1＋| r | X l 1 （2-44a ） Y S 1＝Y 1＋r X l 1＋| r | Y l 1 （2-44b ） X S 2＝X 1－r Y l 2－| r | X l 2 （2-45a ） Y S 2＝Y 1＋r X l 2－| r | Y l 2 （2-45b ）2．直线接圆弧 设零件的直线轮廓段l 起点为（X 0，Y 0），终点为（X 1，Y 1），而与之相接的圆弧轮廓段c 起点为（X 1，Y 1），终点为（X 2，Y 2），圆心相对圆弧起点的坐标为（I ，J ）。

三种补偿在数控加工中有3种补偿：刀具长度的补偿；刀具半径补偿；夹具补偿。

这三种补偿基本上能解决在加工中因刀具外形而产生的轨迹问题。

下面是三种补偿在一般加工编程中的应用。

一、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，假如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。

此时假如设定刀具补偿，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.刀具长度补偿的工作使用刀具长度补偿是通过执行含有G43（G44）和H指令来实现的，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（G44）指令的，其实我们不必使用这个指令，因为每把刀具都有自己的长度补偿，当换刀时，利用G43（G44）H指令赋予了自己的刀长补偿而自动取消了前一把刀具的长度补偿。

3.刀具长度补偿的两种方式（1）用刀具的实际长度作为刀长的补偿（推荐使用这种方式）。

使用刀长作为补偿就是使用对刀仪测量刀具的长度，然后把这个数值输入到刀具长度补偿寄存器中，作为刀长补偿。

使用刀具长度作为刀长补偿的理由如下：首先，使用刀具长度作为刀长补偿，可以避免在不同的工件加工中不断地修改刀长偏置。

欢迎阅读数控铣床与加工中心5.4 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。

5.4.1B型刀G41G42XY、ZX 或YZ时，迹。

偏置计算在由G17、G18和G19确定的平面内进行，该平面称之为偏置平面。

例如在已经选择了XY平面时，仅对程序中(X、Y)或(1、J)计算偏置量，并计算偏置矢量。

不在偏置平面内的轴的坐标值不受偏置的影响。

在3轴联动控制中，投影到偏置平面上的刀具轨迹才得到偏置补偿。

(4).刀补的建立与刀补的取消刀补的建立是进入切削加工前的一个辅助程序段，刀补的取消是加工完成时要写入到程序中的辅助程序段，如果处理得好则有利于简捷快速而又安全地使刀具进入切入位置和加工完了时退出刀具。

刀补建立时的核心问题是刀具从何处下刀并进入到工件加工的起始位置，刀补取消时则主要应考虑刀具沿何方向退离工件。

系统操作说明书中讨论了各种可能遇到的情况，为简化叙述，下面仅根据习惯的编程方法讨论刀补建立与刀补取消的问题。

不使用这些方法一般也可以正确地完成刀补建立与刀补取消的过程，但特殊情况下可能出现过切或报警。

1)使用GOO或G01的运动方式均可完成刀补建立或取消的过程，事实上使用G01往往是出于安全的考虑。

而如果不把刀补的建立(包括刀补的取消)建立在加工时的Z轴高度上，而采取先建立补偿再下刀或先提刀再取消补偿的方法，则既使在GOO的方式下建立(或取消)刀补也是安全的。

2)为了便于计算坐标，可以按图5-18所示两种方式来建立刀补，图5-18a为切线进入方式，图5-18b为法线进入方式。

同样取消刀补通常也采用这种切线或法线的方式。

图5-18 两种刀补建立方式图5-19 内圆轮廓的补偿3)在不便于直接沿着工件的轮廓线切向切入和切向切出时，可再增加一个圆弧辅助程序段。

三种补偿在数控加工中有3种补偿：刀具长度的补偿；刀具半径补偿；夹具补偿。

这三种补偿基本上能解决在加工中因刀具外形而产生的轨迹问题。

下面是三种补偿在一般加工编程中的应用。

一、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，假如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。

此时假如设定刀具补偿，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.刀具长度补偿的工作使用刀具长度补偿是通过执行含有G43（G44）和H指令来实现的，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（G44）指令的，其实我们不必使用这个指令，因为每把刀具都有自己的长度补偿，当换刀时，利用G43（G44）H指令赋予了自己的刀长补偿而自动取消了前一把刀具的长度补偿。

3.刀具长度补偿的两种方式（1）用刀具的实际长度作为刀长的补偿（推荐使用这种方式）。

使用刀长作为补偿就是使用对刀仪测量刀具的长度，然后把这个数值输入到刀具长度补偿寄存器中，作为刀长补偿。

使用刀具长度作为刀长补偿的理由如下：首先，使用刀具长度作为刀长补偿，可以避免在不同的工件加工中不断地修改刀长偏置。

刀具补偿功能数控车床在开机默认状态下，控制面板显示器中所显示的坐标是刀架中心或刀具参考点在机床坐标系中的坐标，见图3-11（a）所示为（X A机床；Z A机床），而编程中描述刀具运动的坐标是刀尖点沿工件轮廓加工中所经过的各点在工件坐标系中的坐标，见图3-11（b)所示为（XA工#，ZA工件），这样在加工前就必须进行对力操作；通过数控车床的刀具补偿功能将机床上刀架中心或刀具参考点在机床坐标系中的坐标转换成刀具刀位点在工件坐标系中的坐标，使程序在机床上能够正确运行。

（a）（b）图3-11控制面板上所显示的刀具位置的坐标刀位点是指在程序中用来表征刀具运动位置的刀尖点，是用以表征刀具特征的点。

对车刀，各种车刀的刀位点如图3-12所示。

（a）外圆车刀（b）切槽车刀（c）螺纹刀（d）圆弧车刀图3-12车刀的刀位点数控车床的刀具补偿功能包括刀具位置补偿功能和刀尖圆弧半径补偿功能。

一、刀具位置补偿功能刀具的位置补偿功能又称为刀具偏置补偿功能，在FANUC数控系统中，刀具的位置补偿一般包括刀具形状补偿功能和刀具磨损补偿功能。

数控车床上应用刀具位置补偿功能，其作用一是设定工件坐标系，二是设定刀具的刀位补偿值。

1.刀具形状补偿功能在实际加工中，通常要用多把刀具加工零件轮廓，而每把刀装夹在刀架上的刀位点的位置是不同的，如图313所示。

编程时是以一把刀的刀位点为基准设定工件坐标系的，在加工时，必须将所有万具的刀位点都偏移到此基准点的位置，如图3-14所示，这在FANUC数控系数控车床上就需要通过刀具形状补偿功能来实现。

图3-13刀具装夹在刀架上刀尖点的位置图3-14刀具补偿后的刀尖点重合于一点FANUC数控系统刀具形状补偿功能在加工程序运行中是通过刀具指令（T功能）自动实现的，如T0202，表示调用2号刀具加工，并执行02补偿单元中的力具补偿量。

当加工程序运行至T指令时，刀架会移动一个预先设置到系统中的刀具形状补偿量（即如图3-14中所示的ΔX、ΔZ），自动完成刀具的位置补偿。