加工中心刀具半径补偿和磨损补偿的区别

铣削加工中心刀具半径补偿的应用 作者：四川机电职业技术学院 何鹏

1 前言

1）刀具半径补偿的基本概念

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。

图1 加工中的刀具半径补偿

2）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。

3）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）

加工中心刀具补偿的研究

摘要:数控加工中心加工一个零件往往需要数把刀，为了简化编程，CNC系统采用刀具长度补偿可使在备制零件的加工程序时，不必考虑刀具的实际长度.阐述了刀具长度补偿的原理，研究了数控系统使用长度补偿旨令G43(G44)和H完成长度补偿功能，提出了刀具运行的实际位呈与编程中指令位置的计算方法.论述了刀具民数在CNC系统中的内存分配，分析了刀具长度补偿的方式、特点及CNC系统中刀具长度补偿功能与其他指令的关系.结果表明:使用刀具长度补偿功能提高了加工效率。

加工中心是一种综合加工能力较强的设备，加工中心设置有刀库

和自动换刀装置，在加工过程中由程序自动选刀和换刀，由于加工中心常用来加工形状复杂、工序多、精度要求较高、需用多种类型的普通机床和众多刀具、夹具且经多次装夹和调整才能完工的零件，因而加工一个零件需用十几把刀具甚至更多，由于每把刀具的长度都是不同的，在对被加工零件设置工件坐标系零点(一般为工件的卜表面)后，如果更换的刀具比编程时的标准刀具稍长则将使零件产生过切的现象Ul，反之使零件产生欠切的现象.

利用数控系统的刀具长度补偿功能，可以解决上述问题. 刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向(Z向)的补偿，它

摘 要

本文主要是关于数控铣削加工中刀具半径补偿问题的探讨。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。在数控铣床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点划线轨迹。

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。刀具半径补偿中出现的过切现象（即干涉）指的是在零件加工过程中，刀具按照程序设定的轨迹运动，由于使用了刀具补偿功能，在执行某些指令时，出现或可能出现刀具过渡切削零件的现象。

关键词：数控铣削；刀具半径补偿；探讨

目录

第一章 刀具半径补偿功能的简介 ................................................................................................... 1 1.1一般编程方法 ...............

上海工程技术大学 刀具半径补偿在数控铣削加工中的应用

摘 要

在数控铣削加工与编程中，刀具半径补偿以及新工艺思路的巧妙应用往往可以简化很多典型问题、甚至可以解决很多工程实例中的难题。本文结合数控铣削编程与加工中的典型课题加以分析，从做了一些加工观念的论述。

关键词：数控铣削加工,刀具半径补偿,圆孔加工

第 1 页 共 11 页

上海工程技术大学 刀具半径补偿在数控铣削加工中的应用

Tool radius compensation in CNC Milling Machining

Abstract

In the CNC milling and programming, the cutter radius compensation,

and the ingenious application of new technology ideas can often simplify a lot of typical problems, and even solve many problems in engineering example. In this paper, CNC millin

维普资讯

车床数 控系统上编程 实现 刀具磨损 自动补偿 功能

口 满爱镇 口 彭 兆培

506 11 5 广 州 数 控 设 备 有 限 公 司 广 州 摘

要 : 出一 种 行 之 有 效 的 方 法 , 没 有 刀 具磨 损 自动 补 偿 功 能 的机 床 数 控 系统 上 , 过 编 程 实 现 刀 具 磨 损 自动 提 在 通

补偿功 能。 该方 法在 广 州数控设 备有 限公 司生产的 G K 8T S 9 0 A与 G K 8T S 9 0 E车床 数控 系统上 , 经过 长 时间的实 际加 工使

用 , 现 确 实有 效 地 减 轻 了操 作 工 的 劳 动 强度 , 高 了加 工 效 率 , 得 推 广 使 用。 发 提 值 关 键 词 : 控 系统 数 G G编程 N 刀 具磨 损 刀具 磨 损 自动 补 偿 文 章 编 号 :0 0— 9 8 2 0 )6— 0 7— 2 1 0 4 9 (0 70 0 3 0

中 图分 类 号 :P 9 . 3 T 3 17

文 献 标 识 码 : B

在 实 际 加 工 过 程 中 , 时 候 刀 具 磨 损 自动 补 偿 是 有

一

到 刀 偏 值 中 , 可 以 实

车床系统刀尖圆弧自动补偿功能的运用

一 刀尖半径补偿的使用

通常在编程时都是将车刀刀尖作为一点来考虑的，即所谓的假想刀尖。但实际上刀尖是有圆角的。

端面切削点刀具外径切削点假想刀尖点 图1

按假想刀尖点编出的程序在运行端面，外径，内径等与轴线平行的表面加工时，是没有误差的，但在进行倒角，锥面及圆弧切削时，则会产生少切或是过切现象，具有刀尖圆弧半径自动补偿功能的数控系统能根据刀尖圆弧半径计算出补偿量，自动控制刀尖的运动以避免加工误差的产生。

过切少切 图2

1

二 刀尖圆弧半径补偿，需要使用以下指令： 1 设定刀具补偿号

刀尖半径补偿值和刀具补偿值一起在刀补页面中输入。 偏置号 001 002 003

2 假想刀尖的设定

2．1假想刀尖的设定是因为通常设定实际刀尖中心比较困难，而设定假

想刀尖很方便。

X -121.1 -20.8 -40.0 Z -125.1 -50.8 -100.8 R 0.02 0.03 5.0 T 2 4 8 对刀点对刀点

2

2．2 假想刀尖方向的确定

假想刀尖的方向共有9种，在前置刀架和后置刀架中指

车床系统刀尖圆弧自动补偿功能的运用

一 刀尖半径补偿的使用

通常在编程时都是将车刀刀尖作为一点来考虑的，即所谓的假想刀尖。但实际上刀尖是有圆角的。

端面切削点刀具外径切削点假想刀尖点 图1

按假想刀尖点编出的程序在运行端面，外径，内径等与轴线平行的表面加工时，是没有误差的，但在进行倒角，锥面及圆弧切削时，则会产生少切或是过切现象，具有刀尖圆弧半径自动补偿功能的数控系统能根据刀尖圆弧半径计算出补偿量，自动控制刀尖的运动以避免加工误差的产生。

过切少切 图2

1

二 刀尖圆弧半径补偿，需要使用以下指令： 1 设定刀具补偿号

刀尖半径补偿值和刀具补偿值一起在刀补页面中输入。 偏置号 001 002 003

2 假想刀尖的设定

2．1假想刀尖的设定是因为通常设定实际刀尖中心比较困难，而设定假

想刀尖很方便。

X -121.1 -20.8 -40.0 Z -125.1 -50.8 -100.8 R 0.02 0.03 5.0 T 2 4 8 对刀点对刀点

2

2．2 假想刀尖方向的确定

假想刀尖的方向共有9种，在前置刀架和后置刀架中指

无功补偿SVG、SVC、MCR、TCR、TSC区别

吸收无功 响应时间 运行范围 谐波 TSC 分级 20ms 容性 受系统谐波影响大，自身不产生谐波 受系统阻抗影响 大 损耗 分相调节能力 小 有限 TCR型SVC 连续 20ms 感性到容性 受系统谐波影响大，自身产生大量谐波 大 大 可以 大 MCR型SVC 连续 100ms 感性到容性 受系统谐波影响大，自身产生较大量谐波 大 较大 不可 较小 较大 SVG 连续 10ms 感性到容性 受系统谐波影响小，可抑制系统谐波 无 小 可以 小 小 噪声 较小 体积（同等容量） 大 TSC：晶闸管投切电容器，采用无源器件（电容器）进行无功补偿，分级补偿，不能实现连续可调。

TCR：晶闸管控制电抗器。

MCR:磁控电抗器，与TCR类似，需要和电容柜配合实现动态无功补偿，可实现连续可调。 SVC：静止无功补偿装置，采用无源器件进行无功补偿的技术总称，包括：TSC、TCR等，“静止”是与同步调相机对应，一般来说将使用晶闸管进行控制的补偿装置成为“SVC\。 SVG：静止无功发生器，采用电能变换技术实现的无功补偿。SVG与其它的最大区别在于能主动发出无功电流，补偿负载无功电流。而其它均为无源方式，

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

?

1

G00 G41 ）X_Y_D_;

(G17)

? ? ? ? ?

G01 G42

G00 G41

2） (G18) X_Z_D_;

G01 G42 G00 G41

3） (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

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

?

1

G00 G41 ）X_Y_D_;

(G17)

? ? ? ? ?

G01 G42

G00 G41

2） (G18) X_Z_D_;

G01 G42 G00 G41

3） (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