[学习目标]
1、知识目标：掌握数控机床刀具补偿指令的含义、指令格式及应用。
2、情感目标：培养细致严谨、认真钻研的工匠精神
3、能力目标：具备数控系统建立刀具补偿加工编制程序的能力；培养独立分析问题和解决问题的能力、团结协作的团队精神
[理论知识]
一、刀具半径补偿的作用
数控加工程序假设的是刀具中心相对于工件的运动。在轮廓加工过程中，由于刀具总有一定的半径，刀具中心的运动轨迹并不等于所需加工零件的实际轮廓。如在图1所示。如果直接采用刀心轨迹编程，计算相当复杂，且刀具尺寸变化时必须重新计算，很不方便。
图1 刀具半径补偿
为了简化数控编程，使数控程序尽量与刀具的形状和尺寸无关，数控系统一般都具有刀具半径补偿功能。如图2所示的内外轮廓刀具半径补偿。
图2 内、外轮廓补偿
二、刀具半径补偿指令（G41/G42）
当数控系统具备刀具半径补偿功能时，刀具的半径存放在数控系统的补偿存储器。数控编程只需按工件轮廓进行，数控系统自动计算刀具中心轨迹，使刀具偏离工件轮廓一个半径值，即进行刀具半径补偿。
1、刀具半径补偿指令格式
G00/G01 G41/G42 D_ X_ Y_;
式中：D为刀具半径补偿存储器代码，也是刀具补偿号，“＿”为整数，从1～9，D0表示无补偿有效，带不同刀具补偿块的1-9号刀尖可以配置给专门的刀具。调用D时，专用刀尖的刀具长度补偿被激活。D0编程时，刀具补偿无效。如果无D字编程，机床数据系统设定的值对换刀有效。
注意：
（1）建立刀具半径补偿的程序段，应在切出工件之后完成，否则都会引起过切现象；
（2）建立段直线长度应大于补偿值，否则在加工时系统会报警。
（3）刀具半径补偿在插补平面内进行G41/G42不能与G02/G03连用。
2、判别方法
如图3所示，G41、G42判别必须沿着刀具路径前进方向看，刀具在工件的左边为G41左偏，刀具在工件的右边为G42右偏。
图3 G41/G42判别方式
刀具补偿过程分为刀补的建立、刀补运行、刀补的取消三个阶段。如图4a，左刀补G41建立几个过程：A－B－C。图4b，右刀补G42建立：A－B－C。
图4a G41刀具半径补偿建立过程
图4b G42刀具半径补偿建立过程
建立G41刀具半径补偿后刀具执行加工路线如图5所示。
图5 执行G41刀具补偿指令后的加工路线
三、刀具半径补偿指令取消（G40）
1、指令格式
G00/G01 G40 X_Y_；
2、说明
（1）取消刀具半径补偿的程序段，应在切出工件之后完成，否则都会引起过切现象；
（2）取消段直线长度应大于补偿值，否则在加工时系统会报警。
（3）取消刀具半径补偿在插补平面内进行G40不能与G02/G03连用。
四、刀具半径补偿法加工
1、去毛坯。如图6所示。
图6 利用刀具补偿去毛坯
2、粗、精加工。如图7所示。
粗加工时：刀具半径补偿=刀具半径+精加工余量；
精加工时：刀具半径补偿=刀具半径+修正量。
图7 利用刀具功能进行粗、精加工
五、应用举例
如图8所示，在XY平面内，使用刀具半径补偿指令完成轮廓加工编程。
图8 加工编程图
程序：
o0003;
……
N020 G90 G54 G00 X0 Y0 M03 S500 F50;
N030 G00 Z50；
N040 Z10；
N050 G41 X20 Y10 D01；
N060 G01 Z-10；
N070 Y50；
N080 X50；
N090 Y20；
N100 X10；
N110 G00 Z50；
N120 G40 G01 X0 Y0
N130 M05；
N140 M30；
六、刀具长度补偿指令(G43/G44/G49)
设定工作坐标系时，让主轴锥孔基准面与工件上的理论表面重合，在使用每一把刀具时可以让机床按刀具长度升高一段距离，使刀尖正好在工件表面上，这段高度就是刀具长度补偿值。如图9所示。
1、指令格式：
2、指令使用说明
（1）G43为刀具长度正补偿，即正向偏移；G44为刀具长度负补偿，即负向偏移。如图9所示，钻头用G43命令正向补偿了H01值，铣刀用G43命令正向补偿了H02值。
（2）Z_为补偿值的终点值，H_为刀具长度补偿量的存储器地址。
（3）无论是绝对坐标编程还是增量坐标编程，程序中指定的Z轴坐标值都要与H所指定的偏移量进行运算。G43时相加，G44时相减。例如H指定的偏置值为a，执行G43时，Z实际值=Z指令值+a，执行G44时，Z实际值=Z指令值-a。长度补偿应用如图10所示。
（4）G43、G44、G49为模态代码，可以相互注销。
[章节测验]
