1 刀具半径补偿量的指定

a)刀具半径右补偿	b)刀具半径左补偿
图2 刀具半径补偿

2 刀具半径补偿的建立与撤消

1. 刀具半径补偿的建立


2. 刀具半径补偿的取消


3. 注意事项


4. 
   

   3 刀具半径补偿量的变化

   
   
   在刀具半径补偿代码中输入的刀具半径补偿量是一个标量数值，而数控系统内部认定的补偿量是一个补偿矢量，补偿矢量由数控系统自行计算。补偿矢量的大小与刀具补偿代码指定的补偿量相等，其方向在每个程序段中随刀具的移动不断变化。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

   图4 刀具补偿量的计算
   a) 工件外侧加工	b) 工件内侧加工
   图5 刀具半径补偿量与刀心轨迹

   
   
   刀具半径补偿量的变化一般在换刀时出现。对连续的程序段，当刀具半径补偿量变化时，某一程序段终点的矢量(同时也是下一程序段起点的矢量)要用该程序段指定的刀具补偿量进行计算，如图4 所示。
   

   4 刀具半径补偿量的正负与刀具的刀心轨迹

   
   
   在数控程序的编制中，一般我们把刀具的半径补偿量在补偿代码中输入为正值(+)，如果把刀具半径补偿量设为负值(—)时，在走刀轨迹方向不变的情况下，则相当于把数控程序中的补偿位置指令，G41、G42 互换，即加工工件外侧的刀具变为在内侧加工，如图5a、图5b 所示。在加工表面不变的情况下，刀具走刀轨迹方向将发生相应的变化。
   

   5 刀具半径补偿的开始与Z 轴的切入操作

   
   
   开始切削加工前，在离开工件的位置预先加上工刀具半径补偿(通常在XOY 平面或与XOY 平面平行的平面上)，之后进行Z 轴方向的切入。为保证程序运行后得到正确的工件轮廓而不产生过切，编程时必须注意加工程序的结构。
   如图6 所示，在XOY 平面内(或平行于XOY 平面的平面内)使用刀具半径补偿功能(有Z轴移动)进行轮廓切削，设起点在(0，0，100)处，当刀具半径补偿从起点开始时，由于接近工件及切削工件时要有Z 轴移动，按以下程序加时就会出现过切现象，并且系统不会报警停止。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

   a)正确补偿轨迹	b)存在过切现象的补偿轨迹
   图6 刀具半径补偿轨迹

   
   
   O 0001
   N1 G90 G54 S1000 M03 ；
   N2 G00 Z100 ；
   N3 X0 Y0 ；
   N4 G01 G41 X20 Y10 D01 F100 ；
   N5 Z2 ；
   N6 Z-10 ；
   N7 Y50 ；
   N8 X50 ；
   N9 Y20 ；
   N10 X10 ；
   N11 G00 Z100 ；
   N12 G40 X0 Y0 ；
   N13 M05 ；
   N14 M30 ；
   根据刀具半径补偿功能编程规则，在XOY 平面内(或平行于XOY 平面的平面内)建立刀具半径补偿后，不能连续出现两段Z 轴的移动指令，否则会出现补偿位置不正确。当半径补偿从N4 程序段开始建立的时候，数控系统只能预读其后的两个程序段，而N5、N6 两段程序段都是Z 轴移动指令，没有XOY 平面内的坐标移动，系统无法判断下一步补偿的矢量方向，这时系统并不报警，补偿照样进行，但是N4 程序段执行后刀心轨迹目标点发生了变化，不再是图中的P 点，而是如图6b 所示的P1 点，这样就产生了过切(图中阴影部分)。为避免这种过切，可以在建立半径补偿之前，选择一个不会发生干涉的安全位置，使Z 轴以快速运动接近工件后，再以进给速度进给到切削深度。将上述程序改为：
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

   图7 刀具直径改变化，加工程序不变

   P1——粗加工刀心轨迹 P2——精加工刀心轨迹 图8 利用刀具半径补偿进行粗精加工

   
   
   N1 G90 G54 S1000 M03；
   N2 G00 Z100；
   N3 X0 Y0；
   N4 Z5；
   N5 G01 Z-10 F100；
   N6 G41 X20 Y10 D01；
   N7 Y50；
   N8 X50；
   N9 Y20；
   N10 X10；
   N11 Z100；
   N12 G40 X0 Y0 M05；
   N13 M30。
   采用这个程序段进行加工，就可以避免过切的产生。
   

   6 刀具半径补偿功能的应用

   
   

   
   
   1. 刀具因磨损、重磨、换新而引起刀具直径改变后，不必修改程序，只需在刀具参数设置中输入变化后刀具直径。如图7 所示，1 为未磨损刀具，2 为磨损后刀具，两者直径不同，只需将刀具参数表中的刀具半径r1 改为r2，即可适用同一程序。
   
   
   2. 用同一程序、同一尺寸的刀具，利用刀具半径补偿，可进行粗、精加工。如图8 所示，刀具半径为r，精加工余量为D。粗加工时，输入刀具直径D=2(r+D)，则加工出虚线轮廓。精加工时，用同一程序、同一刀具，但输入刀具直径D=2r，则加工出实线轮廓。
   
   
   3. 在现代数控系统中，有的已具备三维刀具半径补偿功能。对于四、五坐标联动数控加工，还不具备刀具补偿功能，必须在刀位计算时考虑刀具半径
   
   

   
   


刀具半径补偿的建立就是在刀具从起刀点(起刀点位于零件轮廓之外，距离加工零件轮廓切入点较近)以进给速度接近工件时，刀具中心轨迹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的过程。刀具半径补偿偏置方向由G41(左补偿)或G42(右补偿)确定，如图3 所示。







图3 建立刀具半径补偿


在图3 中，建立刀具半径左补偿的有关指令如下：
N10 G90 G92 X-10. Y-10. Z0；定义程序原点，起刀点坐标为(-10，-10，0)。
N20 S900 M03；启动主轴。
N30 G17 G01 G41 X0 Y0 D01；建立刀具半径左补偿，刀具半径偏置寄存号D01。
N40 Y50. ；定义首段零件轮廓。
其中，D01 为调用D01 号刀具半径偏置寄存器中存放的刀具半径值。
建立刀具半径右补偿的有关指令如下：
N30 G17 G01 G42 X0 Y0 D01；建立刀具半径右补偿。
与建立刀具半径补偿过程类似，在零件最后一段刀具半径补偿轨迹加工完成后，刀具撤离工件，回到退刀点，在这个过程中应取消刀具半径补偿，其指令用G40。退刀点也应位于零件轮廓之外，距离加工零件轮廓退出点较近，可以与起刀点相同，也可以不相同。在图3中假如退刀点与起刀点相同的话，其刀具半径补偿取消过程的命令如下：
N100 G01X0Y0；加工到工件原点。
N110 G01G40X-10Y-10；取消刀具半径补偿，退回到退刀点。



• G41、G42 为模态指令；


• G41(或G42)必须与G40 成对使用；


• 编入G41(或G42)、G40 程序段，用G01(G40 程序段亦可用G00，但一般用G01)功能及对应坐标参数；


• G41(或G42)与G40 之间的程序段不得出现任何转移加工，如镜像、子程序加工等。