数控机床刀具半径补偿原理

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。

数控车床刀尖半径补偿的原理和应用分析(2011—11-07 19:39：41)分类：工程技术标签：杂谈摘要：分析了数控车削中因刀尖圆弧产生误差的原因，介绍了纠正误差的思路及半径补偿的工作原理，明确了半径补偿的概念。

结合实际,系统介绍了刀具半径补偿的应用方法，及使用中的注意事项。

Abstract: Analyzed the error's reason in numerical control turning because of arc of cutting tool ，introduced the correction error’s mentality and the radius compensation principle of work，cleared about the radius compensation concept. Union reality，introduced the cutting tool radius compensation application method, and in use matters needing attention..关键词:数控车床；假想刀尖；半径补偿；程序轮廓；原理；应用；Key word：CNC lathe；immaginary cutting tool point; radius compensation; procedure outline；principle; using1、前言在数控车床的学习中,刀尖半径补偿功能，一直是一个难点。

一方面，由于它的理论复杂，应用条件严格,让一些人感觉无从下手;另一方面，由于常用的台阶轴类的加工,通过几何补偿也能达到精度要求，它的特点不能有效体现，使一些人对它不够重视.事实上，在现代数控系统中,刀尖半径补偿，对于提高工件综合加工精度具有非常重要的作用，是一个必须熟练掌握的功能。

2、刀尖圆弧半径补偿的原理（1)半径补偿的原因在学习刀尖圆弧的概念前，我们认为刀片是尖锐的,并把刀尖看作一个点,刀具之所以能够实现复杂轮廓的加工，就是因为刀尖能够严格沿着编程的轨迹进行切削。

刀尖半径补偿计算公式
刀尖半径补偿是数控加工中的一项重要技术，用于保证加工轮廓的尺寸精度。

刀具的尺寸并不是完全准确的，因此在加工过程中会出现误差，特别是在弯曲或曲线轮廓的加工中，误差会更加明显。

为了解决这个问题，引入了刀尖半径补偿技术。

刀尖半径补偿的基本原理是将刀具轨迹进行补偿，以抵消刀具的尺寸误差。

在进行刀尖半径补偿时，需要计算出刀尖半径补偿量，以便于校正刀具的轨迹。

刀尖半径补偿的计算公式可以根据不同的数控系统和加工方式有所不同，下面是一种常见的计算公式作为参考：
补偿值 = 理论值 - 实际值
其中，理论值是在进行数控编程时设定的轮廓大小，实际值是实际加工得到的轮廓大小。

通过计算补偿值，可以得到刀尖半径补偿量，从而进行刀具轨迹的补偿。

此外，刀尖半径补偿还涉及到切入角度和切入刀宽等参数的计算。

在进行刀尖半径补偿时，需要根据刀具的特性和加工要求，综合考虑切入角度和切入刀宽等因素，确定合适的补偿值。

刀尖半径补偿的计算公式不仅仅是一个简单的公式，还涉及到数学模型、机床的调整参数等一系列的考虑因素。

在实际应用中，还需要结合具体的加工情况和数控系统的要求，选择合适的计算公式和计算方法。

总之，刀尖半径补偿是数控加工中的一项重要技术，可以有效提高加工精度。

在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的计算公式和方法，以实现刀具轨迹的精确控制。

刀具半径补偿原理及补偿规则在加工过程中，刀具的磨损、实际刀具尺寸与编程时规定的刀具尺寸不一致以及更换刀具等原因，都会直接影响最终加工尺寸，造成误差。

为了最大限度的减少因刀具尺寸变化等原因造成的加工误差，数控系统通常都具备有刀具误差补偿功能。

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

1．刀具半径补偿原理（１）刀具半径补偿的概念用铣刀铣削工件的轮廓时，刀具中心的运动轨迹并不是加工工件的实际轮廓。

如图所示，加工内轮廓时，刀具中心要向工件的内侧偏移一定距离；而加工外轮廓时，同样刀具中心也要向工件的外侧偏移一定距离。

由于数控系统控制的是刀心轨迹，因此编程时要根据零件轮廓尺寸计算出刀心轨迹。

零件轮廓可能需要粗铣、半精铣和精铣三个工步，由于每个工步加工余量不同，因此它们都有相应的刀心轨迹。

另外刀具磨损后，也需要重新计算刀心轨迹，这样势必增加编程的复杂性。

为了解决这个问题，数控系统中专门设计了若干存储单元，存放各个工步的加工余量及刀具磨损量。

数控编程时，只需依照刀具半径值编写公称刀心轨迹。

加工余量和刀具磨损引起的刀心轨迹变化，由系统自动计算，进而生成数控程序。

进一步地，如果将刀具半径值也寄存在存储单元中，就可使编程工作简化成只按零件尺寸编程。

这样既简化了编程计算，又增加了程序的可读性。

刀具半径补偿原理（2）刀具半径补偿的数学处理①基本轮廓处理要根据轮廓尺寸进行刀具半径补偿，必需计算刀具中心的运动轨迹，一般数控系统的轮廓控制通常仅限于直线和圆弧。

对于直线而言，刀补后的刀具中心轨迹为平行于轮廓直线的一条直线，因此，只要计算出刀具中心轨迹的起点和终点坐标，刀具中心轨迹即可确定；对于圆弧而言，刀补后的刀具中心轨迹为与指定轮廓圆弧同心的一段圆弧，因此，圆弧的刀具半径补偿，需要计算出刀具中心轨迹圆弧的起点、终点和圆心坐标。

②尖角处理在普通的CNC装置中，所能控制的轮廓轨迹只有直线和圆弧，其连接方式有：直线与直线连接、直线与圆弧连接、圆弧与圆弧连接。

经济型数控车床刀尖圆弧半径补偿的解决方法1. 背景介绍经济型数控车床是一种用于加工各种零部件的自动化机床。

在加工过程中，刀具的切削效果和精度直接影响到加工零件的质量和精度。

刀具的刀尖圆弧半径补偿是一种常用的解决方法，它可以通过调整刀尖圆弧半径来改善刀具的切削性能和精度。

2. 刀尖圆弧半径补偿的原理刀尖圆弧半径补偿是一种数控编程技术，通过在数控程序中设置刀尖圆弧半径的补偿值，使刀具在加工过程中能够按照期望的路径进行切削。

具体原理如下：•在数控程序中，设置刀尖圆弧半径补偿的值，通常表示为G40、G41或G42。

•G40表示取消刀尖圆弧半径补偿，即刀具沿着程序中定义的路径进行切削。

•G41表示左刀尖圆弧半径补偿，即刀具沿着程序中定义的路径的左侧进行切削。

•G42表示右刀尖圆弧半径补偿，即刀具沿着程序中定义的路径的右侧进行切削。

•刀尖圆弧半径补偿的值可以是正数或负数，正数表示刀具向外延伸，负数表示刀具向内缩进。

通过设置合适的刀尖圆弧半径补偿值，可以实现刀具的切削半径调整，从而改善加工效果和精度。

3. 经济型数控车床刀尖圆弧半径补偿的应用经济型数控车床刀尖圆弧半径补偿主要应用于以下几个方面：3.1 内外圆加工在内外圆加工过程中，刀具的切削路径通常是曲线形状，而刀具的尺寸是固定的。

为了保证刀具能够顺利地切削出期望的形状，需要进行刀尖圆弧半径补偿。

通过设置合适的补偿值，可以使刀具沿着期望的路径进行切削，从而保证加工零件的精度和质量。

3.2 复杂曲面加工在复杂曲面加工过程中，刀具需要按照复杂的路径进行切削。

由于刀具的尺寸是固定的，因此需要通过刀尖圆弧半径补偿来调整刀具的切削半径。

通过设置合适的补偿值，可以使刀具沿着期望的路径进行切削，从而实现复杂曲面的加工。

3.3 螺纹加工在螺纹加工过程中，刀具需要按照螺纹的轮廓进行切削。

为了保证螺纹的精度和质量，需要进行刀尖圆弧半径补偿。

通过设置合适的补偿值，可以使刀具沿着螺纹轮廓进行切削，从而实现高精度的螺纹加工。

3.3 刀具补偿原理刀具补偿（又称偏置），在20世纪60～70年代的数控加工中没有补偿的概念，所以编程人员不得不围绕刀具的理论路线和实际路线的相对关系来进行编程，容易产生错误。

补偿的概念出现以后很大地提高了编程的效率。

具有刀具补偿功能，在编制加工程序时，可以按零件实际轮廓编程，加工前测量实际的刀具半径、长度等，作为刀具补偿参数输入数控系统，可以加工出合乎尺寸要求的零件轮廓。

刀具补偿功能还可以满足加工工艺等其他一些要求，可以通过逐次改变刀具半径补偿值大小的办法，调整每次进给量，以达到利用同一程序实现粗、精加工循环。

另外，因刀具磨损、重磨而使刀具尺寸变化时，若仍用原程序，势必造成加工误差，用刀具长度补偿可以解决这个问题。

刀具补偿分为2种：☆刀具长度补偿；☆刀具半径补偿。

文献《刀具补偿在数控加工中的应用》（工具技术，2OO4年第38卷No7，徐伟，广东技术师范学院）中提到在数控加工中有4种补偿：☆刀具长度补偿；☆刀具半径补偿；☆夹具补偿；☆夹角补偿（G39）。

这四种补偿基本上能解决在加工中因刀具形状而产生的轨迹问题。

3.3.1 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，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，保证了加工零点的正确。