数控铣床建立刀具半径补偿

数控铣编程中刀具半径补偿和长度补偿【摘要】刀具中心轨迹与工作轨迹常不重合。

通过刀具补偿功能指令，数控铣床系统可以根据输入补偿量或者实际的刀具尺寸，使数控铣床自动加工出符合程序要求的零件。

刀具半径补偿即根据按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。

【关键词】数控铣床；刀具；半径补偿；长度补偿1.刀具半径补偿由于数控加工的刀具总有一定的半径，刀具中心运动轨迹并不等于所需加工零件的实际轮廓，而是偏移轮廓一个刀具半径值。

在进行外轮廓加工时，使刀具中心偏移零件零件的外轮廓表面一个刀具半径值，加工内轮廓时，使刀具中心偏移零件内轮廓表面一个刀具半径值，这种偏移习惯上称为刀具半径补偿数控铣床刀具类型0-9种，这些内容应当事前输入刀具编制文件。

刀具半径补偿的轮廓切削。

刀具半径补偿的灵活应用，灵活应用的思路使用刀具半径补偿功能。

随着计算机技术和数控技术的发展都经历了B（Base）功能C极坐标法，法、矢量判断法。

刀具补偿技术和C功能刀具半径技术。

目前，数控系统中普遍采用的是C功能刀具半径补偿技术。

2.C功能刀具半径补偿的基本思想数控系统C功能刀具半径补偿的硬件结构由缓冲寄存器CS、工作寄存器AS和输出寄存器OS等部分组成。

在C功能刀补工作状态中，数控铣床装置内部总是同时存储着三个程序段的信息。

进行补偿时，第一段加工程序先被读入BS，在BS中算得的第一段编程轨迹被送到CS暂存后，又将第二段程序读入BS，算出第二段的编程轨迹。

接着对第一、第二两段编程轨迹的连接方式进行判别，根据判别结果，再对CS中的第一段编程轨迹进行相应的修正。

修正结束后，顺序地将修正后的第一段编程轨迹由CS送到AS，第二段编程轨迹由BS送入CS。

随后，由CPU将AS中的内容送到OS进行插补运算，运算结果送到伺服驱动装置予以执行。

当修正了第一段编程轨迹开始被执行后，利用插补间隙，CPU又命令第三段程序读入BS。

数控铣床与加工中心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。

5.4.1 刀具半径补偿G41、G42、G40刀具半径补偿有两种补偿方式，分别称为B型刀补和C型刀补。

B型刀补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，在内拐角处会则引起过切。

C型刀补采用了比较复杂的刀偏矢量计算的数学模型，彻底消除了B型刀补存在的不足。

下面仅讨论C型刀补。

(1).指令格式指令格式：G17/G18/G19 G00/G01 G41/G42G41：刀具半径左补偿G42：刀具半径右补偿半径补偿仅能在规定的坐标平面内进行，使用平面选择指令G17、G18或G19可分别选择XY、ZX或YZ平面为补偿平面。

半径补偿必须规定补偿号，由补偿号L存入刀具半径值，则在执行上述指令时，刀具可自动左偏(G41)或右偏(G42)一个刀具半径补偿值。

由于刀补的建立必须在包含运动的程序段中完成，因此以上格式中，也写入了GOO(或GO1)。

在程序结束前应取消补偿。

具体的判断方法见本书第二章。

(2).刀补过程刀具补偿包括刀补建立，刀补执行和刀补取消这样三个阶段，其中刀补建立与刀补取消均应在非切削状态下进行。

程序中含有G41或G42的程序段是建立刀补的程序段，含有G40的程序段是取消刀补的程序段，在执行刀补期间刀具始终处于偏置状态。

为了在建立刀补和取消刀补时，避免发生过切或撞刀，以及在刀补执行期间掌握刀具在运动段的拐角处的运动情况，有必要对刀补过程作一简要说明。

(3).刀具偏置矢量刀具偏置矢量是二维矢量，其大小等于D代码所规定的偏置量，矢量方向的计算是依照各轴刀具进给情况而于控制单元内自动完成的。

通过该偏置矢量计算出刀具中心偏离编程轨迹的实际轨迹。

随着现在数控机床加工技术的发展，编程人员根据历年图纸上的轮廓尺寸进行编程，如果刀具中心沿着零件的被加工轮廓做运动，则在加工结束之后零件尺寸无法达到理想尺寸，这样就会出现编程轮廓与实际轮廓不一致的情况。

本文就来具体介绍一下数控铣削刀具的半径如何进行补偿。

一般行业中，解决这个问题的方法是通过建立刀具半径补偿，编程人员只需按照零件图纸上的尺寸进行编程，就可以保证加工出加工图纸要求的理想尺寸。

刀具半径补偿功能应用的技巧1、圆孔的加工对于一般的圆孔来说，在数控铣床上可以通过一把离铣刀来完成，工艺及编程的分析如下。

（1）刀具的选择：对于此类的圆孔，工件材料若为 45 钢调质处理，可选一把硬质合金立铣刀。

（2）由于数控铣床良好的机械性能，一般优先采用顺铣。

可以用“少吃走快”的方法，省去大部分的辅助工作时间。

（3）编程路径的确定。

注意一定要采用圆弧过度的切向切入和切出法，过度圆弧的半径必须大于刀具的半径，且小于圆孔的半径，否则，刀具路径就不是理想的样子。

（4）粗精加工的安排和程序处理。

精加工只需调用一次子程序，一次下刀到孔底，走刀量减小 5 倍，刀补值设定为理论值，其他不变，即可完成精加工。

2、内外壁的加工要在一个平面上铣出一条封闭的沟槽，槽宽有精度要求。

在数控铣床上也可用一把立铣刀完成。

通过图形和工艺分析，加工思路也应该是“少吃走快”。

现在关键的问题是图素较复杂，各节点计算难度大。

我们需按尺寸标注，计算出内外壁各点坐标值，确定下刀点，按轨迹建立刀补编写一个程序。

采用此方法加工内外壁的特点就是只需编写一个程序，通过不断修改刀补值来完成内外壁的粗精加工。

在数控铣削加工中刀具半径补偿功能有很重要的意义。

编程人员仅需针对零件被加工轮廓编程即可; 现场加工操作人员只需通过操作面板修改刀补地址的数值，就可以精确控制件的加工过程以及加工精度。

因此对于数控加工技术人员来说，需要不断学习，积累经验，才能更好掌握刀具半径补偿方法。

2012年1月内蒙古科技与经济Januar y 2012　第1期总第251期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy &Economy N o .1T o tal N o .251数控铣床编程中刀具半径补偿的应用X谢艳艳(内蒙古机电职业技术学院,内蒙古呼和浩特　010070) 摘　要:介绍了刀具半径补偿的原理,探讨了实际编程中对半径补偿的应用技巧,在数控铣床编程中灵活运用刀具半径补偿。

关键词:数控编程;刀具半径补偿 中图分类号:T G547 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)01—0095—02 在数控铣床上进行零件加工时,大多需要多把刀具来完成,由于每把刀具都有一定的半径值,致使在加工过程中程序所控制的刀具刀位点的轨迹和实际刀具切削刃口切削出的形状并不重合,它们在尺寸大小上存在一个刀具半径的差别,为了简化编程,常用刀具半径补偿功能,使刀具沿工件轮廓的法向偏移一个刀具半径值。

所谓的刀具半径补偿就是根据零件轮廓编制的加工程序和预先设定在机床内的参数,实时自动生成刀具中心轨迹的功能。

1　刀具半径补偿的原理图1　刀具半径补偿原理工件加工过程中,如果按零件图中给出的尺寸进行加工,刀具中心轨迹与工件轮廓总是相差一个刀具半径差。

因此,必须使刀具在加工前沿工件的法向偏移一个刀具半径值,见图1。

刀具半径补偿(简称“刀补”)分为3步:¹刀补的引入:在刀具从O 点运动到A 点的过程中偏移一个刀具半径值,即刀具中心轨迹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;º刀补进行:刀具在加工零件的过程中(A →B →C →D →E ),刀具中心轨迹始终与编程轨迹相距一个偏置量,直到刀补取消(图1中实线与点划线之间相差一个刀具半径值);»刀补取消:刀具离开工件从E 点运动到O 点的过程中取消刀补,刀补取消的过程实际就是刀具中心轨迹过渡到与编程轨迹重合的过程。

叙述数控铣床刀具半径补偿的概念
数控铣床刀具半径补偿是指在数控铣床加工过程中，为了保证工件加工尺寸的精度和形状的准确性，通过在刀具路径上增加或减少一定的补偿值，使得切削刃实际切入工件的位置与理论切入位置保持一致的一种技术手段。

在数控铣床加工过程中，刀具的半径大小会直接影响到工件的加工尺寸和形状。

然而，由于刀具磨损、刀具装夹误差、工件材料硬度不均等因素的存在，刀具的实际半径可能会与理论半径有所差异。

这就需要对刀具半径进行补偿，以保证加工尺寸的准确性。

刀具半径补偿的概念是在数控铣床程序中通过设置补偿值来调整切削刃实际切入工件的位置。

当编写数控程序时，可以通过指定刀具半径补偿的方向和数值来实现补偿操作。

具体的补偿方式有三种：左补偿、右补偿和取消补偿。

左补偿即向刀具半径的负方向进行补偿，相当于将刀具实际切入工件位置向左偏移。

右补偿则是向刀具半径的正方向进行补偿，将刀具实际切入工件位置向右偏移。

取消补偿则是去除之前设置的补偿操作，使得切削刃实际切入工件的位置与理论位置一致。

通过刀具半径补偿，可以在加工过程中根据实际情况动态调整刀具
的切入位置，从而避免因刀具磨损或其他因素导致的尺寸误差。

这对于高精度加工尤为重要，能够提高工件的加工质量和准确性。

总之，数控铣床刀具半径补偿是一种通过调整刀具实际切入位置的技术手段，用于保证工件加工尺寸的精度和形状的准确性。

通过设置补偿值，可以根据实际情况对刀具的切入位置进行动态调整，从而提高加工质量和准确性。

G41 左补偿指令是指沿着刀具前进的方向观察，刀具偏在工件轮廓的左边。

如下图所示：G42 右补偿指令是指沿着刀具前进的方向观察，刀具偏在工件轮廓的右边。

如下图所示：●G40 刀具半径补偿取消指令，该指令与G41或G42配合使用，使用该指令后，使与其配合使用的G41或G42指令无效。

●<1>给上刀具半径补偿指令格式⏹ G00 G411）(G17)X_Y_D_;⏹ G01 G42⏹ G00 G412） (G18) X_Z_D_;⏹ G01 G42⏹ G00 G413） (G19) Y_Z_D_;⏹ G01 G42●<2>取消刀具半径补偿指令格式●G00●G40 X_Y; (X_Z_;) (Y_Z_;)●G01（5）刀具半径补偿指令格式说明：●<1>刀具半径补偿用G17、G18、G19命令在被选择的工作平面内进行补偿。

比如当G17命令执行后，刀具半径补偿仅影响X、Y轴的移动，而对Z轴没有作用。

<2>刀具半径补偿指令G41或G42只在G00和G01模式下有效，不能在G02和G03模式下给出刀具半径补偿G41或G42，否则机床报警。

<3>D_是刀具补偿号，其具体数值在加工或试运行前已设定在补偿存储器中，D_是续效代码。

<4>刀具半径补偿必须在程序结束前取消，否则刀具中心将不能回到程序原点上；刀具半径补偿必须在G00和G01模式下取消，在G02和G03模式下机床将会报警。

<5>取消刀具半径补偿除可以用G40指令外，还可以用D00指令，即”G00(G01)X_Y_D00;”也可以取消刀具半径补偿。

●<6>刀具半径补偿除方便编程外还可以用改变刀具半径补偿值大小的方法来实现同一程序进行粗加工、精加工，故有：●粗加工刀补值=刀具半径+精加工余量●精加工刀补值=刀具半径+修正量(若刀具尺寸准确或零件上下偏差相等，修正量为零)（6）使用刀具半径补偿时应注意的问题：●<1>一般情况下刀具半径补偿号要在刀补取消后才能变换，如果在补偿方式下变换补偿号，当前句的目的点的补偿量将按照所换补偿号的新值给定，而当前句开始点补偿量则不变。