数控车床刀具补偿

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。

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。

1. 刀具补偿功能
(1)刀具的几何、磨损补偿
刀具的补偿功能由程序中指定的T代码来实现。

T代码由字母T后面跟4位数码组成。

其中前两位为刀具号，后两位为刀具补偿号。

(2)刀尖半径补偿
加工中当系统执行到含有T代码的程序段时，是否对刀具进行半径补偿，取决于G40、G41、G42指令
G40：取消刀具半径补偿。

刀尖运动轨迹与编程轨迹一致。

G41：刀具半径左补偿。

沿进给方向看，刀尖位置在编程轨迹的左边。

G42：刀具半径右补偿。

沿进给方向看，刀尖位置在编程轨迹的右边。

2. 使用刀尖半径补偿的留意事项
在使用G41、G42指令之后的程序段，不能出现连续两个或两个以上的不移动指令，否则G41、G42指令会失效。

在使用G76、G92指令时，不能使用刀尖半径补偿功能。

在G71、G72、G73指令状态下，如以刀尖圆弧中心轨迹编程时，必须指定指令中的精车余量△u和△w。

3. 刀尖半径补偿功能
G41、G42、G40三个指令是选择功能。

假如系统没有这三个功能，就要用计算的方法来完成刀尖半径的补偿。

(1)按假想刀尖编程加工锥面
(2)按假想刀尖编程加工圆弧
(3)按刀尖圆弧中心轨迹编程。

刀尖圆弧半径抵偿G40,G41,G42当编写数控轨迹代码时,一般是以刀具中间为基准.但现实中,刀具平日是圆形的,刀具中间其实不是刀具与加工零件接触的部分,所以刀具中间的的轨迹应偏离现实零件轨迹一个刀具半径的距离.简略的将零件外形的轨迹偏移一个刀具半径的办法就是 B 型刀补,如许的办法固然简略,但会消失必定的问题,如产生过切现象.并且因为刀尖圆弧的影响,现实加工成果与工件程序会消失误差,而C 型刀补可实现刀具半径抵偿解决上述问题.清除上述误差.C 型刀补的根本思惟是其实不立时履行读入的程序,而是再读入下一段程序,断定两段轨迹之间的转接情形,依据转接情形盘算响应的活动轨迹（转接向量）.因为多读了一段程序进行预处理,故 C 型刀补能进行更准确的抵偿.清除圆形刀具个中间不在刀尖上带来的误差,从而能实现周详加工.如图所示.刀尖圆角 R 造成的少切与过切为了更好的懂得和应用 C型刀具半径抵偿功效,就必须先懂得下列几个相干的根本概设想刀尖概念下图中刀尖 A 点即为设想刀尖点,现实上不消失,故称之为设想刀尖（或幻想刀尖）.设想刀尖的设定是因为一般情形下刀尖半径中间设定在肇端地位比较艰苦,而设想刀尖设在肇端地位是比较轻易的,如下图所示.与刀尖中间一样,应用设想刀尖编程时不需斟酌刀尖半径.图 1-1 刀尖半径中间和设想刀尖注：对有机械零点的机床来说,一个尺度点如刀架中间可以将其当作起点.从这个尺度点（起点）到刀尖半径中间或设想刀尖的距离就设置为刀具偏置值.将尺度点当作起点,从尺度点到刀尖半径中间的距离设置为偏置值就如同将刀尖半径中间设置为起点,而从尺度点到设想刀尖的距离设置为偏置值就如同将设想刀尖设置为起点.为了设置刀具偏置值,平日测量从尺度点到设想刀尖的距离比测量从尺度点到刀尖半径中间的距离轻易,所以平日就以尺度点到设想刀尖的距离来设置刀具偏置值,图 1-2.图 1-3 和图 1-.4 分离为以刀尖中间编程和以设想刀尖编程的刀具轨迹.1）解释：数控程序一般是针对刀具上的某一点即刀位点,按工件轮廓尺寸编制的.车刀的刀位点一般为幻想状况下的设想刀尖A 点或刀尖圆弧圆心O 点.但现实加工中的车刀,因为工艺或其他请求,刀尖往往不是一幻想点,而是一段圆弧.当切削加工时刀具切削点在刀尖圆弧上变动;造成现实切削点与刀位点之间的地位有误差,故造成过切或少切.这种因为刀尖不是一幻想点而是一段圆弧,造成的加工误差,可用刀尖园弧半径抵偿功效来清除.2）刀尖园弧半径抵偿是经由过程G41.G42.G40 代码及T 代码指定的刀尖园弧半径抵偿号,参加或撤消半径抵偿.G40：撤消刀尖半径抵偿;G41：左刀补(在刀具进步偏向左侧抵偿),G42：右刀补(在刀具进步偏向右侧抵偿),X, Z：G00/G01 的参数,即树立刀补或撤消刀补的终点;3）留意：G40.G41.G42 都是模态代码,可互相刊出.4）留意：(1) G41/G42 不带参数,其抵偿号(代表所用刀具对应的刀尖半径抵偿值)由T 代码指定.其刀尖圆弧抵偿号与刀具偏置抵偿号对应.(2) 刀尖半径抵偿的树立与撤消只能用G00 或G01 指令,不得是G02 或G03.刀尖圆弧半径抵偿存放器中,界说了车刀圆弧半径及刀尖的偏向号.车刀刀尖的偏向号界说了刀具刀位点与刀尖圆弧中间的地位关系,其从0～9 有十个偏向.车刀刀尖地位码界说例：斟酌刀尖半径抵偿,编制图所示零件的加工程序%3345N1 T0101 （换一号刀,肯定其坐标系）N2 M03 S400 （主轴以400r/min 正转）N3 G00 X40 Z5 （到程序起点地位）N4 G00 X0 （刀具移到工件中间）N5 G01 G42 Z0 F60 （参加刀具园弧半径抵偿,工进接触工件）N6 G03 U24 W-24 R15 （加工R15 圆弧段）N7 G02 X26 Z-31 R5 （加工R5 圆弧段）N8 G01 Z-40 （加工Φ26 外圆）N9 G00 X30 （退出已加工概况）N10 G40 X40 Z5 （撤消半径抵偿,返回程序起点地位）N11 M30 （主轴停.主程序停止并复位）。

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。

浅谈数控车床刀具半径补偿摘要：全面介绍了数控车床加工过程中的刀具半径补偿，并且对数控车床不具备刀具半径补偿功能时的刀具补偿计算方法进行了阐述。

数控车削刀具半径补偿是数控系统中的重要功能, 正确地使用该功能, 在数控车削加工实践中能起到保证产品质量和提高生产效率的作用。

关键词：数控车床；加工；刀具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。

在车削过程中，刀尖圆弧半径中心与编程轨迹会偏移一个刀尖圆弧半径值r,用指令补偿因刀尖半径引起的偏差的这种偏置功能，称为刀具半径补偿。

具有补偿功能的数控车，编程时，不用计算刀尖半径中心轨迹，只要按工件轮廓编程即可(按照加工图上的尺寸编写程序)；在执行刀具半径补偿时，刀具会自动偏移一个刀具半径值；当刀具磨损，刀尖半径变小；刀具更换，刀尖半径变大时，只需更改输入刀具半径的补偿值，不需修改程序。

补偿值可通过手动输入方式，从控制面板输入，数控系统自动计算出刀具半径中心运动轨迹。

由于本人水平有限，时间仓促，因此在论文写作的过程当中，难免有错误存在，敬请各位专家批评指教。

二、刀具半径补偿2.1 何为存在刀尖半径补偿数控车床刀具补偿功能包括刀具位置补偿和刀具圆弧半径补偿两方面。

(1)刀具位置补偿刀具磨损或重新安装刀具引起的刀具位置变化，建立、执行刀具位置补偿后，其加工程序不需要重新编制。

办法是测出每把刀具的位置并输入到指定的存储器内，程序执行刀具补偿指令后，刀具的实际位置就代替了原来位置。

（2）刀具圆弧半径补偿在数控车削加工中，为了提高刀具的使用寿命和降低工件表面粗糙度，车刀刀尖被磨成半径不大的圆弧（刀尖AB圆弧），如图1所示。

数控车床刀补操作方法
数控车床刀补操作方法主要包括以下几个步骤：
1. 根据加工零件的要求，确定所需的切削刀具和刀具编号。

2. 根据刀具编号，选定对应的刀具补偿数据。

3. 在数控车床的刀补界面上，输入选定刀具的补偿值。

4. 根据加工零件的轮廓及切削路径，确定各个刀具的切削起始点和切削方向。

5. 在数控车床的程序中，设置刀具的初始位置，即刀具与工件的初始接触点。

6. 根据刀具补偿值和刀具的切削方向，计算刀具的运动轨迹，并输入到数控系统的程序中。

7. 开始加工前，确保刀具补偿值已正确设置，并进行相关的刀具检测和调整。

8. 启动数控车床，执行加工程序。

9. 在加工过程中，根据实际情况对刀具补偿进行调整，以保证加工精度和表面质量。

10. 完成加工后，根据加工结果进行刀具补偿值的验证和修正。

总的来说，数控车床刀补操作方法需要根据加工需求确定刀具补偿数据，设置刀具初始位置和切削方向，计算刀具运动轨迹，并在加工过程中进行刀具补偿的调整和修正。

简述数控车床刀具补偿的类型和意义
数控车床是一种高精度、高效率的数控加工机床，广泛应用于机
械加工行业。

在数控车床的加工过程中，刀具是至关重要的一环，与
其精度和稳定性直接关系到加工的质量和效率。

然而，由于各种因素
的影响，刀具在使用过程中难免会出现一定的偏差和磨损，这就需要
进行刀具补偿。

数控车床刀具补偿可以分为以下两种类型：
1.轴向补偿：也称为长度补偿，是以刀具长度为基础的补偿方式。

它主要是根据刀具弯曲或者伸缩等情况，将刀尖位置调整到预设位置，从而达到精确加工的目的。

其值通常是以毫米为单位。

2.半径补偿：也称为补偿值，是以刀具弧形的半径为基础的补偿
方式，解决了物理形状偏差和摆线误差等问题。

其值可以为正值或负值，单位通常是毫米或微米。

这两种补偿方式都能够解决实际加工过程中的问题，提高加工精
确度和加工效率，从而提升整个加工业的竞争力。

数控车床刀具补偿的意义不可忽视。

首先，它可以保证加工质量
和精确度，达到客户的要求。

其次，补偿值可以达到最小，从而减少
废品率，不断提高生产效率，降低加工成本。

第三，它还能够扩大加
工技术的应用范围，满足复杂零件的加工需求。

总之，数控车床刀具补偿是数字化精密加工的重要环节之一。

通
过不断的改进和创新，能够不断提高加工质量、效率和科技含量，为
制造业打造出更为优质、高端、智能的产品。

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。