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刀具半径补偿指令G40、G41、G42，1、刀具半径补偿的目的：在编制轮廓铣削加工的场合，如果按照刀具中心轨迹进行编程，其数据计算有时相当复杂，尤其是当刀具磨损、重磨、换新刀具而导至刀具半径变化时，必须重新计算刀具中心轨迹，修改程序，这样不既麻烦而且容易出错，又很难保证加工精度，为提高编程效率，通常以工件的实际轮廓尺寸为刀具轨迹编程，即假设计刀具中心运动轨迹是沿工件轮廓运动的，而实际的刀具运动轨迹要与工件轮廓有一个偏移量（即刀具半径），利用刀具半径补偿功能可以方便地实现这一转变，简化程序编制，机床可以自动判断补偿的方向和补偿值大小，自动计算出实际刀具中心轨迹，并按刀心轨迹运动。
现代数控系统一般都设置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，数控系统将该编号所对应的刀具半径取出，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。
2、刀具半径补偿的方法（1）刀具半径指令从操作面板输入被补偿刀具的直径或（半径）值，将其存在刀具参数库里，在程序中采用半径补偿指令。
刀具半径补偿的代码有G40、G41、G42，它们都是模态代码，G40是取消刀具半径补偿代码，机床的初始状态就是为G40。
G41为刀具半径左补偿，（左刀补），G42为刀具半径右补偿（右刀补）。
判断左刀具补偿和右刀具补偿的方法是沿着刀具加工路线看，当刀具偏在加工轮廓的左侧时，为左偏补偿，当刀具偏在加工轮廓的右侧时，为右偏补偿，如图1所示。
图1a中，在相对于刀具前进方向的左侧进行补偿，采用G41，这时相当于顺铣。
图1b 中在相对于刀具前进方向的右侧进行补偿，采用G42，这时相当于逆铣。
在数控机床加工中，一般采用顺铣，原因是从刀具寿命、加工精度、表面粗糙度而言顺铣的效果比较好，因而G41使用的比较多。
加工中心系统的G代码列表代码组号含义G00定位（快速定位）G01直线插补（切削进给）G02圆弧插补/螺旋插补CWG0301圆弧插补/螺旋插补CCWG02.3,G03.2指数函数插补CW/CCWG02.4,G03.4三维圆弧插补CW/CCWGO4暂停G05AL轮廓控制（高精度轮廓控制兼容指G05.2HRV3,4接通/断开G06.201NURBS插补G07假想轴插补G07.1（G07）圆柱插补G08AL轮廓控制（前瞻控制兼容指令）G010.6刀具回退和返回G11可编程数据输入取消G12.121极坐标插补方式G13.1极坐标插补方式取消G1517极坐标指令取消G16极坐标指令G17XpYp平面其中，Xp:X轴或者其平G1802ZpXp平面Yp:Y轴或者其G19YpZp平面Zp:Z轴或者其G20(G70)06英制G21(G71)米制G2204存储行程检查功能ONG23存储行程检查功能OFFG25主轴速度变动检测OFFG2619主轴速度变动检测ONG28自动返回至参考点G29从参考点移动G30第2、第3、第4参考点返回G31跳转功能G31.8EGB轴跳动G33螺纹切削G3401可变导程螺纹切削G35圆弧螺纹切削CWG36圆弧螺纹切削CCWG37刀具长度自动测定G3800工具半径补偿或刀尖半径补偿：保持G39工具半径补偿或刀尖半径补偿：拐角G40工具半径补偿或刀尖半径补偿：取消/三维刀具补偿：取消G41工具半径补偿或刀尖半径补偿/三维G41.4轴加工刀具半径补偿：左（类型1） （FS16i 兼容指令）G41.5075 轴加工刀具半径补偿：左（类型1） （FS16i 兼容指G42工具半径补偿或刀尖半径补偿/三维 刀具补偿：右G42.4轴加工刀具半径补偿：右（类型1） （FS16i 兼容指令）G42.5 轴加工刀具半径补偿：右（类型1） （FS16i 兼容指G41.1 19法线方向控制左侧ON G42.1法线方向控制右侧ON G43 刀具长度补偿+G44刀具长度补偿-G45刀具位置偏置伸长G4600刀具位置偏置缩小G47刀具位置偏置伸长2陪G48刀具位置偏置缩小2陪G49.(G49.1)08刀具长度补偿取消G5011比例缩放取消比例缩放G51可编程镜像多边形加工取消G50.231G53机床坐标系选择G53.1刀具轴向控制G54(G54.1)工件坐标系1选择G57工件坐标系4选择G58工件坐标系5选择G59工件坐标系6选择G6000单向定位G61准确停止方式G6215自动拐角倍率G63攻丝方式G64切削方式G6500宏程序调用G66宏模态调用AG66.112宏模态调用BG67宏模态调用A/B取消G68坐标旋转或三维坐标变换方式ON G68.216特性坐标系选择G69坐标旋转或三维坐标变换方式OFFG72.2图形复制（平行复制）G76精细钻孔循环G8009固定循环取消G80.834电子齿轮箱同步取消G8109钻孔循环、点链孔循环G81.100切削G81.524电子齿轮箱2组同步开始G81.834电子齿轮箱同步开始G82钻循环孔、链阶梯孔循环G83钻深孔循环G84攻螺纹循环G84.2刚性攻丝循环（FS15）G85链孔循环G86链孔循环G87反链孔循环G88链孔循环G91增量值输入（相对值输入）G9200设定工件坐标系的设定/主轴最高G92.1工件坐标系预设G93反比时间进给G9405每分钟进给G95每转进给G9613圆周速度恒定控制G97固定速度恒量控制取消G9810固定循环初始平面返回G99固定循环R点平面返回G10700圆柱插补G11221极坐标插补方式G113极坐标插补方式取消。
巧用G41、G42、G40（刀具半径补偿指令）编制数控程序作者：魏国军来源：《中国科技博览》2015年第15期[摘要]数控铣床手动编程中二维加工在没有使用刀补的情况下编制数控加工程序时，由于刀具是圆柱形，存在一定的直径，使刀具中心轨迹与零件轮廓不重合。
如此时按照轮廓线编程，刀具中心（刀位点）行走轨迹将和图样上的零件轮廓轨迹重合，就会造成过切或少切现象。
作者通过分析、尝试及验证，在数控程序中巧秒地使用G41、G42、G40指令，不仅可以解决上述问题，且使编程及加工变得简单。
[关键词]巧用；刀具半径补偿指令；编制；数控程序中图分类号：TG659 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）09-0304-02在手动编制数控铣加工程序时，为了确保铣削加工出的轮廓符合要求，编程员必须依据图样尺寸要求结合所使用刀具半径计算出新的节点坐标，再根据这些坐标值进行编程，这给编程带来了很大数据计算及处理的麻烦（见图1）。
编程时为了避免出现上述所说的数据坐标值计算，考虑利用刀具半径补偿来解决这一问题（见图2），可大大地节省时间提高编程效率。
一、刀具半径补偿数控加工中，是按零件轮廓进行编程的。
由于刀具总有一定的半径（如铣刀半径、铜丝的半径），刀具中心运动的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。
这种偏移称为刀具半径补偿。
1、刀具半径补偿指令及格式G41（刀具半径左补偿指令）：G41 G00/G01 X Y DG42（刀具半径右补偿指令）：G42 G00/G01 X Y DG40（刀具半径补偿取消指令）：G40 G00/G01 X Y2、刀具半径补偿指令注意事项在编制数控程序时，使用G41、G42、G40指令可让我们省去因刀具半径而造成的坐标点计算，但在使用过程中需注意一些事项，规纳总结如下五点：（1）、G40、G41指令在使用前，必须由G17、G18、G19指令指定刀具半径补偿平面，且补偿中不能随意更换铣削平面，需要半径补偿指令结束后才能更换铣削平面，否则程序出现报警信号；（2）、编程时，X、Y坐标值的计算参照G00、G01格式，与没有使用刀补时一样，刀补建立时，只能使用G00、G01指令，不能使用G02、G03指令；（3）、D-指令代码为刀具半径补偿寄存器的地址字，在编写程序时应与补偿寄存器号相对应；（4）、G41、G42判别：沿着刀具前进方向看，刀具在前进轨迹方向左侧为左刀补，刀具在前进轨迹方向右侧为右刀补；（5）、刀具半径补偿值设置为负值时，G41、G42刀具所走轨迹将相反。
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。
刀具半径抵偿指令G40.G41.G42,1、刀具半径抵偿的目标：在编制轮廓铣削加工的场合,假如按照刀具中间轨迹进行编程,其数据盘算有时相当庞杂,尤其是当刀具磨损.重磨.换新刀具而导至刀具半径变更时,必须从新盘算刀具中间轨迹,修正程序,如许不既麻烦并且轻易出错,又很难包管加工精度,为进步编程效力,平日以工件的现实轮廓尺寸为刀具轨迹编程,即假设计刀具中间活动轨迹是沿工件轮廓活动的,而现实的刀具活动轨迹要与工件轮廓有一个偏移量（即刀具半径）,应用刀具半径抵偿功效可以便利地实现这一改变,简化程序编制,机床可以主动断定抵偿的偏向和抵偿值大小,主动盘算出现实刀具中间轨迹,并按刀心轨迹活动.现代数控系同一般都设置若干个可编程刀具半径偏置存放器,并对其进行编号,专供刀具抵偿之用,可将刀具抵偿参数（刀具长度.刀具半径等）存入这些存放器中.在进行数控编程时,只需挪用所需刀具半径抵偿参数所对应的存放器编号即可.现实加工时,数控体系将该编号所对应的刀具半径掏出,对刀具中间轨迹进行抵偿盘算,生成现实的刀具中间活动轨迹.2、刀具半径抵偿的办法（1）刀具半径指令从操纵面板输入被抵偿刀具的直径或（半径）值,将其消失刀具参数库里,在程序中采取半径抵偿指令.刀具半径抵偿的代码有G40.G41.G42,它们都是模态代码,G40是撤消刀具半径抵偿代码,机床的初始状况就是为G40.G41为刀具半径左抵偿,（左刀补）,G42为刀具半径右抵偿（右刀补）.断定左刀具抵偿和右刀具抵偿的办法是沿着刀具加工路线看,当刀具偏在加工轮廓的左侧时,为左偏抵偿,当刀具偏在加工轮廓的右侧时,为右偏抵偿,如图1所示.图1a中,在相对于刀具进步偏向的左侧进行抵偿,采取G41,这时相当于顺铣.图1b中在相对于刀具进步偏向的右侧进行抵偿,采取G42,这时相当于逆铣.在数控机床加工中, 一般采取顺铣,原因是从刀具寿命.加工精度.概况光滑度而言顺铣的后果比较好,因而G41应用的比较多.G17 XY（2）指令格局刀具半径抵偿的格局：{G18 }{G00.G01}{G41.G42} ZX DG19YZXY 刀具半径抵偿撤消的格局：（G00.G01）G40{ ZX}YZ刀具半径抵偿操纵应选择在一个坐标平面内进行.当G17被选择时,则抵偿只在XY偏向抵偿,而Z偏向不进行抵偿;当G18被选择时,则抵偿只在ZX偏向抵偿;而Y偏向不进行抵偿;当G19被选择时,则抵偿只在YZ偏向抵偿.而X偏向不进行抵偿.G00和G01为刀具活动指令,刀具抵偿的树立和撤消必须在G00或G01状况下完成,XYZ后所跟的值为活动的目标点坐标,与指定平面中的轴相对应.D与后面的数值是刀补号码,它代表刀具参数库中刀补的数值.如D01暗示刀参数库中第一号刀具的半径值.这一数值预先输入在刀具参数库刀补表中的01号地位上.在一般情形下,我们把刀具的半径抵偿量在抵偿代码中输入为正值（+）,假如把刀具半径抵偿量设为负值（—）时,在走刀轨迹偏向不变的情形下,则相当于把抵偿指令G41.G42交换了.加工工件内侧的刀具会变成外侧,加工工件外侧的刀具会变成内侧.3．刀具半径的抵偿动作以加工图2所示工件为例子,依据加工程序剖析刀具半径的抵偿动作.加工程序如下：Ｏ０００１;N10 G54 G90 G17 G00 X0 Y0 S1000 M03;N20 [G41] X20 Y10 [D01];N30 G01 Y50 F100 ;N40 X50 ;N50 Y20;N60 X10 ;N70 G00 [G40] X0 Y0 M05;N80 M30;上述程序中的刀补动作为;（１）启动并树立刀具半径抵偿阶段当Ｎ２０程序中编入Ｇ４１和Ｄ０１指令后运算装配同时先读入Ｎ３０.Ｎ４０两段,在Ｎ２０段的终点（Ｎ３０段的始点）作出一个矢量,该矢量的偏向与下一段的进步偏向垂直且向左,大小等于刀补值.刀具中间在履行这一段（Ｎ２０）时移向该矢量终点.在该阶段中动作指令只有效Ｇ００或Ｇ０１不克不及用Ｇ０２或Ｇ０３.（２）刀补状况从Ｎ３０段开端进入刀补状况,在这个阶段下Ｇ０１.Ｇ０２.Ｇ０３.Ｇ００都可以应用.这一阶段也是第段都先行读入两段,主动按照启动阶段的矢量法作出第个沿进步偏向侧且加上刀补的矢量路径.（３）撤消刀补当Ｎ７０程序段顶用到Ｇ４０指令时,则在Ｎ６０段的终点（Ｎ７０段的始点）作出一个矢量,它的偏向与Ｎ６０段进步偏向垂直且朝左,大小为刀补值.刀具中间就停滞在这个矢量的终点,从这一地位开端刀具中间移向Ｎ７０段的终点.此时也只能用Ｇ０１或Ｇ００,面.而不克不及用Ｇ０２或Ｇ０３.。
数控铣床编程编程指令和刀具半径补偿１.G指令：准备功能指令（1）G90 绝对方式编程（2）G91 增量方式编程（3）G54～ G59 选择工件坐标系（4）G00 快速点定位 X Y Z（5）G01 直线插补 X Y Z F（6）G02 顺圆插补 X Y R（或I J K） F （7）G03 逆圆插补 X Y R （或I J K） F（8）G41 X Y D 刀具半径左补偿（9）G42 X Y D 刀具半径右补偿（10）G40 X Y 取消刀具半径补偿（11）G17、G18、G19 选择加工平面G17—XOY 平面(缺省值) G18—XOZ平面 G19—YOZ平面G90 G80 G40 G17 G49 G21（安全语句）功能：初始化状态设定。
式中： G90 ——绝对值方式；G80 ——取消固定循环；G 代码指令２.M 指令：辅助功能 （1）M00 程序暂停 （2）M03 主轴正转 （3）M05 主轴停 （4）M08 切削液开 （5）M09 切削液停（6）M30 完成程序段指令后 返回“程序开始”（7）M98 调用子程序 （8）M99 子程序结束一、基本常用指令3.指令——fz(mm/min)进给速度vf =fz ×z × n （铣床、加工中心）4.S 指令——r/min5.程序的组成和格式和数车一样，数铣的一个完整的零件程序包括程序号、程序内容和程序结束三个部分。
%（或O ）1234G90 G80 G40 G17 G49 G21(安全语句) M03S1000 G54G00Z100 X0Y0G01Z-6F200G41D01X ▁Y ▁ …… G40X ▁Y ▁ G00Z100 M05 M30程序号程序内容程序结束6.绝对值编程G90与相对值编程G91格式： G90 G X Y ZG91 G X Y ZG90为绝对值编程，每个轴上的编程值是相对于程序原点的。
G91为相对（增量）值编程，每个轴上的编程值是相对于前一位置而言的，该值等于沿轴移动的距离。
数控铣床常用编程指令集锦（FANUC系统）1、G指令（以下指令中的例题均以绝对坐标为例）①G00 快速点定位格式：G00 X Y Z其中X、Y、Z为终点坐标例：图1G00X Y （到达A点）G00X Y （从A点到达B点）②G01 直线插补指令格式：G01 X Y Z F其中：X、Y、Z为终点坐标F为进给速度如图1G01X Y F （从B点到达1点）G01X Y （从1点到达2点）G01X Y F （从2点到达3点）G01X Y （从3点到达4点）G01X Y F （从4点到达5点）G01X Y （从5点到达6点）G01X Y F （从6点到达7点）G01X Y （从7点到达8点）G01X Y F （从8点到达9点）G01X Y （从9点到达0点）③G02/G03 圆弧插补指令格式：G02/G03 X Y Z R F或G02/G03 X Y Z I J F其中：G02顺时针圆弧G03逆时针圆弧X、Y、Z为终点坐标R为圆弧半径——圆心角小于等于180°，R为正；圆心角大于180°，R 为负；整圆时，不能使用R而改为用I、J来编程I、J为圆弧圆心相对于圆弧起点的X、Y坐标值，即圆弧圆心坐标减去圆弧起点坐标相对应的X、Y值F为进给速度例：如图所示，荷花瓣只加工粗线条，确定所选直径（不要求去除多余材料）O123G X Y R F （到达1点）G X Y R （从1点到达3点）G X Y R （从3点到达5点）G X Y R （从5点到达1点）G X Y R （到达2点）G X Y R （从2点到达6点）G X Y R （从6点到达4点）G X Y R （从4点到达2点）④G41/G42/G40 刀具半径补偿指令格式：G41G00/G01 X Y D ;G42G40 G00/G01 X Y ;其中：G41为刀具半径左补偿；G42为刀具半径右补偿；(沿进给路线的加工方向看去，刀具在工件的左边为左补偿；刀具在工件的右边为右补偿。
G49是数控铣床刀具补偿指令
G43为刀具长度正补偿，G44为刀具长度负补偿，G49为取消刀具长度补偿。
实际使用中，无需G49指令即可取消刀具长度补偿。
数控加工中的补偿有三种:刀具长度的补偿；刀具半径补偿；箝位补偿。
这三种补偿基本上可以解决加工中刀具形状引起的轨迹问题。
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，如果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。
此时如果设定刀具补偿，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，保证加工零点的正确。
