加工中心的刀具和刀具补偿

加工中心对刀与刀具补偿操作教程时间：2012-05-30 作者：模具联盟网点击： 1479 评论：0 字体：T|T一、对刀对刀方法与具体操作同数控铣床。

二、刀具长度补偿设置加工中心上使用的刀具很多，每把刀具的长度和到 Z 坐标零点的距离都不相同，这些距离的差值就是刀具的长度补偿值，在加工时要分别进行设置，并记录在刀具明细表中，以供机床操作人员使用。

一般有两种方法：1、机内设置这种方法不用事先测量每把刀具的长度，而是将所有刀具放入刀库中后，采用 Z 向设定器依次确定每把刀具在机床坐标系中的位置，具体设定方法又分两种。

（ 1 ）第一种方法将其中的一把刀具作为标准刀具，找出其它刀具与标准刀具的差值，作为长度补偿值。

具体操作步骤如下：①将所有刀具放入刀库，利用 Z 向设定器确定每把刀具到工件坐标系 Z 向零点的距离，如图 5-2 所示的 A 、 B 、 C ，并记录下来；②选择其中一把最长（或最短）、与工件距离最小（或最大）的刀具作为基准刀，如图 5-2 中的 T03 （或 T01 ），将其对刀值 C （或 A ）作为工件坐标系的 Z 值，此时 H03=0 ；③确定其它刀具相对基准刀的长度补偿值，即 H01= ±│ C-A │， H02= ±│ C-B │，正负号由程序中的 G43 或 G44 来确定。

④将获得的刀具长度补偿值对应刀具和刀具号输入到机床中。

（ 2 ）第二种方法将工件坐标系的 Z 值输为 0 ，调出刀库中的每把刀具，通过 Z 向设定器确定每把刀具到工件坐标系 Z 向零点的距离，直接将每把刀具到工件零点的距离值输到对应的长度补偿值代码中。

正负号由程序中的 G43 或 G44 来确定。

2、机外刀具预调结合机上对刀这种方法是先在机床外利用刀具预调仪精确测量每把在刀柄上装夹好的刀具的轴向和径向尺寸，确定每把刀具的长度补偿值，然后在机床上用其中最长或最短的一把刀具进行 Z 向对刀，确定工件坐标系。

刀补概念刀具补偿科技名词定义中文名称：刀具补偿英文名称：cutter compensation 定义：通过切削点垂直于刀具轨迹的位移补偿，用来修正刀具实际半径或直径与其程序规定值之差。

应用学科：机械工程（一级学科）；切削加工工艺与设备（二级学科）；自动化制造系统（三级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布目录一、刀具补偿的提出二、全功能数控机床系统中刀具补偿1．数控车床刀具补偿2．加工中心、数控铣床刀具补偿三、经济型数控机床中刀具轨迹的计算1．刀具中心（刀位点）轨迹的计算2.数控车床假想刀尖点的偏置计算四、结论一、刀具补偿的提出二、全功能数控机床系统中刀具补偿1．数控车床刀具补偿2．加工中心、数控铣床刀具补偿三、经济型数控机床中刀具轨迹的计算1．刀具中心（刀位点）轨迹的计算2.数控车床假想刀尖点的偏置计算四、结论展开编辑本段一、刀具补偿的提出用立铣刀在数控机床上加工工件，可以清楚看出刀具中心运动轨迹与工件轮廓不重合，这是因为工件轮廓是立铣刀运动包络形成的。

立铣刀的中心称为刀具的刀位点（4、5坐标数控机床称为刀位矢量），刀位点的运动轨计即代表刀具的运动轨迹。

在数控加工中，是按工件轮廓尺寸编制程序，还是按刀位点的运动轨迹尺寸编制程序，这要根据具体情况来处理。

数控机床立铣刀加工在全功能数控机床中，数控系统有刀具补偿功能，可按工件轮廓尺寸进行编制程序，建立、执行刀补后，数控系统自动计算，刀位点自动调整到刀具运动轨迹上。

直接利用工件尺寸编制加工程序，刀具磨损，更换加工程序不变，因此使用简单、方便。

经济型数控机床结构简单，售价低，在生产企业中有一定的拥有量。

在经济型数控机床系统中，如果没有刀具补偿功能，只能按刀位点的运动轨迹尺寸编制加工程序，这就要求先根据工件轮廓尺寸和刀具直径计算出刀位点的轨迹尺寸。

因此计算量大、复杂，且刀具磨损、更换需重新计算刀位点的轨迹尺寸，重新编制加工程序。

编辑本段二、全功能数控机床系统中刀具补偿1．数控车床刀具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。

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。

加工中心刀具补偿G41/G42判定方法
判定方法：
假定操作者面向刀具前进的方向站立，刀具前进的箭头指向自己，此时，如果被加工表面在自己的左手边，则为G41（左刀补）；如果被加工表面在自己的右手边，则为G42（右刀补）；
切记！！G41/G42与G02/G03没有严格的对应关系，具体什么时候该用G41、G42一定要学会自己判断。

特例：如果程序中某处使用的G41/G42与上面的判定方法“相反”，则在使用CAM编程时，刀具补偿选择了“两者反向”，此时所加刀补正负值正好与上面的相反。

举例说明：
正负值的判定：与上述“判定方法”相同时：如果要求图1内孔（内轮廓）尺寸变大、图2外轮廓变小，则在机床刀具补偿值处输入相应的负值（相对当前值）；例如当前刀补值为0.05（-0.05）mm，要求孔变大（外轮廓变小）0.02mm 时，应该将刀补值改为0.04（-0.06）mm（半径补偿）。

与上述“判定方法”相反时：如果要求图1内孔（内轮廓）尺寸变大、图2外轮廓变小，则在机床刀具补偿值处输入相应的正值（相对当前值）；例如当前刀补值为0.05（-0.05）mm，要求孔变大（外轮廓变小）0.02mm时，应该将刀补值改为0.06（-0.04）mm（半径补偿）。

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简述刀具补偿在数控加工中的作用
刀具补偿是一种在数控加工中常用的技术,旨在纠正加工过程中刀具的偏斜和长度不足等问题,保证加工质量和效率。

本文将简要介绍刀具补偿的基本原理和作用。

刀具补偿的基本原理是通过测量刀具的偏斜和长度不足,来调整数控加工中的刀具参数,使刀具沿着正确的轨迹运动,达到高质量的加工效果。

刀具补偿的主要工具是刀具补偿器,它可以通过改变刀具的偏斜和长度来补偿刀具的误差。

刀具补偿的作用包括:
1. 提高加工精度:刀具补偿可以帮助数控加工中心实现高精度加工,减少加工误差,提高产品的质量和一致性。

2. 降低加工成本:通过刀具补偿,可以实现刀具的精确定位,降低刀具的磨损和损坏,延长刀具的使用寿命,降低加工成本。

3. 改善加工过程的稳定性:刀具补偿可以帮助数控加工中心实现稳定的加工过程,降低加工过程中的噪声和震动,保证加工过程的一致性和稳定性。

刀具补偿在数控加工中的应用非常广泛,是实现高质量、高效率加工的重要技术之一。

随着数控加工技术的不断发展和进步,刀具补偿技术也在不断更新和改进,以适应不同的加工环境和需求。

加工中心刀具半径补偿编程举例在数控加工领域中，加工中心是一种重要的设备，它能够高效地完成各种零件的加工任务。

而刀具半径补偿编程则是加工中心中常用的编程技术之一，它可以帮助操作者实现更加精准的切削加工效果。

下面将通过一个举例来说明加工中心刀具半径补偿编程的应用。

假设我们需要加工一个圆形孔，直径为10mm，而刀具的半径为5mm。

首先，在进行刀具半径补偿编程之前，我们需要准备好工件和刀具，并将它们安装在加工中心上。

接下来，我们进入编程界面，在进行刀具半径补偿编程之前，首先需要设置刀具半径补偿的模式。

在加工中心上，常用的刀具半径补偿模式有G41和G42。

G41代表左刀具半径补偿，即刀具路径在实际轮廓的左侧，而G42代表右刀具半径补偿，即刀具路径在实际轮廓的右侧。

根据加工需求，我们选择合适的刀具半径补偿模式。

然后，我们需要定义刀具半径补偿的具体数值。

在加工中心编程中，刀具半径补偿的数值以D开头进行定义。

例如，D10代表刀具半径补偿为10mm，D-5代表刀具半径补偿为-5mm。

根据实际情况，我们设置刀具半径补偿为5mm。

接下来，我们需要定义刀具路径。

在加工中心编程中，刀具路径通常使用G01指令进行定义。

例如，G01X100Y100表示刀具沿X轴和Y轴移动到坐标（100，100）的位置。

根据圆形孔的要求，我们定义刀具路径为G01X0Y0。

最后，我们需要进行圆形孔的切削加工。

在加工中心编程中，切削加工通常使用G02和G03指令进行定义。

G02表示顺时针切削，G03表示逆时针切削。

根据圆形孔的要求，我们定义切削加工的指令为G02X0Y0I-5J0，其中I和J表示切削圆的圆心坐标相对于起点坐标的偏移量。

通过以上的编程步骤，我们成功地完成了加工中心刀具半径补偿编程举例。

在实际操作过程中，我们可以根据不同的加工需要进行相应的调整和改进。

刀具半径补偿编程的应用可以帮助我们实现更加精准和高效的切削加工效果，提高加工质量和生产效率。

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。

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。

刀具补偿
1、刀具长度补偿：G43刀具正补偿，G44刀具负补偿，G49刀具长度取消。

G43在Z轴第一次
走刀时用，即下到Z10安全平面的时候使用，如：G43 G00 Z10 H01。

当该把刀程序执行完全结束后用G49G00Z100取消长度补偿。

2、刀具半径补偿：G41刀具左补偿，外轮廓加工：顺时针走刀，顺铣时沿刀具进刀方向看，刀具与工件左侧铣削。

内轮廓加工：逆时针走刀,G41G01X-25F200D01。

G42刀具右补偿（一般不使用）。

3、G40刀具半径补偿取消。

1、加工尺寸不正确时，修改G41半径补偿的方法：
如：要求加工100×100mm的凸台，实测为102×102mm。

参数OFFET/SETTING→刀偏（补正）→形状D→-1→+输入。

如：要求加工100×100mm的凸台，实测为98×98mm。

参数OFFET/SETTING→刀偏（补正）→形状D→1→+输入。

1、刀具半径补偿的作用对数控系统使用带有刀补功能的机床，其编程往往要以刀具中心为编程轨迹，用刀具半径补偿的方法，在执行刀具补偿后，数控系统就能自行计算刀具中心轨迹，使刀具中心偏离工件轮廓一个刀具半径值，这样就能加工图纸所要求的轮廓，同时还可利用同一个加工程序去完成粗加工和精加工，可以简化编程工作。

另外还可以控制零件的尺寸精度，大大提高了零件的质量。

2、刀具半径补偿的指令和判定方法刀具半径补偿分可为刀具半径左补偿和刀具半径右补偿，分别用 G41 和G42 定义。

根据 ISO 标准，沿刀具前进方向当刀具中心轨迹位于零件轮廓左边就为刀具半径左补偿，用 G41 表示。

如果刀具轨迹在零件轮廓的右边为刀具半径右补偿，用G42表示。

当不需要进行刀具半径补偿或加工结束时，为使刀具返回到开始位置，必须用 G40指令来取消刀具半径补偿。

此外要注意的是， G41 对应的实际加工状态是顺铣，零件的表面质量好，加工精度要求高， G42对应的是逆铣，适合于加工精度要求不高的场合。

为了提高加工质量、简化编程，可以在粗、精加工过程中都可以使用 G41 进行左补偿。

3、刀具半径补偿在加工中心中的应用刀具半径抵偿功用还有一个重要的用处。

假如刀具中心与工件概括偏差值不是一个刀具半径，而是给定值，则可以用来处理粗加工中剩下废料的疑问。

在粗加工时，刀具半径抵偿值可认为刀具半径加上精加工余量，而在精加工时只输入刀具实践半径值，这样可使粗加工和精加工选用同一个程序、同一把刀具，其抵偿办法为：刀具偏置值=刀具半径+精加工余量，在粗加工时刀具半径抵偿值的巨细是可变的，直到粗加工完结，最终留出精加工时的批改量；如下图 2 所示，毛坯标准为 100mm×100mm，加工 60mm×60mm的外概括，进行粗加工，其编程如下表 1：<!--[endif]-->刀具半径为 5mm 的立铣刀，输入刀具半径大于 5mm，进行余料去除，余料去除完粗加工完成。

言1.刀具半径补偿的基本概念2.在轮廓加工过程中，由于刀具总有一定的半径(如铣刀半径或线切割机的钼丝半径等)，刀具中心的运动轨迹与所需加工零件的实际轮廓并不重合。

如在图1中，粗实线为所需加工的零件轮廓，点划线为刀具中心轨迹。

由图可见在进行内轮廓加工时，刀具中心偏离零件的内轮廓表面一个刀具半径值。

在进行外轮廓加工时，刀具中心又偏离零件的外轮廓表面一个刀具半径值。

这种偏移，称为刀具半径补偿。

3.采用刀具半径补偿的作用和意义数控机床一般都具备刀具半径补偿的功能。

在加工中，使用数控系统的刀具半径补偿功能，就能避开数控编程过程中的繁琐计算，而只需计算出刀具中心轨迹的起始点坐标值就可。

同时，利用刀具半径补偿功能，还可以实现同一程序的粗、精加工以及同一程序的阴阳模具加工等功能。

4.刀具半径补偿指令的使用方式根据ISO 标准规定，当刀具中心轨迹在编程轨迹前进方向的左边时，称为左刀补，用G41表示；刀具中心轨迹在编程轨迹前进方向的右边时，称为右刀补，用G42表示；注销刀具半径补偿时用G40表示。

2 刀具半径补偿过程1.刀具半径补偿建立：当输入BS缓冲器的程序段包含有G41/G42命令时，系统认为此时已进入刀补建立状态。

当以下条件成立时，加工中心以移动坐标轴的形式开始补偿动作。

1.有G41或G42被指定；2.在补偿平面内有轴的移动；3.指定了一个补偿号或已经指定一个补偿号但不能是D00；4.偏置(补偿)平面被指定或已经被指定；5.G00或G01模式有效。

2.补偿模式：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。

此时半径补偿在G00、G01、G02、G03情况下均有效。

3.取消补偿：使用G40指令消去程序段偏置值，使刀具撤离工件，回到起始位置，从而使刀具中心与偏程轨迹重合。

当以下两种情况之一发生时加工中心补偿模式被取消。

①给出G40同时要有补偿平面内坐标轴移动。

②刀具补偿号为D00。

3 刀具半径补偿在加工中心中的应用有了刀具半径自动补偿功能，除可免去刀心轨迹的人工计算外，还可利用同一加工程序去完成粗、精加工及阴阳模具加工等。

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。