数控装置大都具有刀具半径补偿功能，为程序编制提供了方便。当编制零件加工程序时，不需要计算刀具中心运动轨迹，而只需按零件轮廓编程，使用刀具半径补偿指令，并在控制面板上用键盘(CRT/MDI) 方式人工输人刀具半径值，数控系统便能自动地计算出刀具中心的偏移向量，进而得到偏移后的刀具中心轨迹，并使系统按刀具中心轨迹运动。如在图中，当加工图示零件轮廓时，使用了刀具半径补偿指令后，数控系统会控制刀具中心自动按图中双点画线进行加工走刀。

刀具半径补偿

G41一左偏刀具半径补偿。沿着刀具运动方向向前看(假设工件不动)，刀具位于零件左侧的刀具半径补偿，如图所示。

左偏刀具半径补偿

G42—右偏刀具半径补偿。沿着刀具运动方向前看(假设工件不动)，刀具位于零件右侧的刀具半径补偿，如下图所示。使C41、G42指令无效。

右偏刀具半径补偿

C40一刀具半径补偿搬销。使用该指令后，指令格式:
G01 G41/G42  X～  Y～  H～

…

…
G01 G40 X～ Y～
其中X、Y—建立刀具半径补偿直线段的终点坐标值:
           H—刀具偏置代号地址字，后面一般用两位数字表示代号。

H代码中存放刀具半径值作为偏置量，用于数控务年数控系统计算刀具中心的运动轨迹。偏置量可用CRT/MDI方式输人。

刀具半径补偿分为B类和C类。B类补偿是只能实现在本程序段内的刀具半径补偿，而对于程序段间的过渡不子处理。对于直线插补段，只能实现程序给定的直线段相对长度的直线插补。对于圆弧插补段可实现程序给定的圆弧半径与刀具半径之和或差的同心圆插补。只有刀具半径补偿B功能的数控系统，在编程时除了零件轮廓各程序段之外，还应考虑其尖角过渡。对外轮廓(外拐角)要增加尖角过渡辅助程序段;对内轮廓(内拐角)不能使用刀具补偿B功能。对这类补偿这里不做详细介绍。

刀具半径补偿C功能可实现自动的尖角过渡，只要给出零件轮廓的程序数据，数控系统能自动地进行拐角处的刀具中心轨迹交点的计算。因此，刀具半径补偿C功能可用于内、外拐角轮廓的加工，而且在程序中可不考虑其尖角过渡。以下所讲的刀具补偿都是指C类补偿。

刀具补偿过程的运动轨迹分为三个组成部分:形成刀具补偿的建立补偿程序段、零件轮廓切削程序段和补偿撤销程序段。

数控系统一起动，总是处在补偿撤销状态。这时，刀具的偏移向量为0，刀具中心轨迹与编程路线一致。在补偿撤销状态下，如果一个满足以下三个条件的程序段被执行，系统就进入偏置状态，即建立了补偿:

1) G41或G42被指定，系统即进人G41或G42状态。

2)刀具补偿的偏置量不是H00。

3)在偏置平面内指定了不为0的任意一轴上的移动。

在建立补偿的程序段中，不能使用圆弧指令产生移动。

下面以G42为例，在下图中看下建立补偿的过程。其中，S表示单程序段的终点位置，L表示直线，C表示圆弧，r表示偏移向量。

建立刀具半径补偿

当建立起正确的偏移向量后，系统就将按程序要求实现刀具中心的运动。要注意的年在补偿状态中不得变换补偿平面，否则将出现系统报警。刀具在补偿状态中零件拐角处的运动情况如图所示。

当加工处在偏置状态时，如果一个满足下列任一条件的程序段被执行，那么系统就进人补偿撒销状态。这程序段的功能就是补偿撒销:

1)指定了G40。

2)指定了H00为刀具补偿的偏置号。

偏置撤销的过程如图所示。

刀具半径补偿的终点应放在刀具切出工件以后，否则会发生碰撞。

例如，应用刀具半径补偿指令在数控铣床上加工图所示零件。

编程实例图

该零件编程原点选为0,起刀点在0,其进给路线如图上所示为①→③→④→⑤→⑥→⑦→⑧→⑨→⑩→?→?→?→?→?→?，刀具半径为R5mm,主轴转速为600r/min,进给速度为120mm/min, 刀具偏置地址为H03,并存入5，程序名为00100。其程序段如下:
N0010 C92 X0 Y0 Z10

N0020 S600 M03

N0030 C90 C17 G0O X-55 Y-60

N0040 Z-2 M08

N0050 G01 G41 X-55 Y-50 H03 F120

N0060 Y0

N0070 G02 X-20 Y35 I35 J0

N0080 G01 X20 Y35

N0090 G02 X20 Y-35 I0 J-35

N0100 G01 X20 Y-35

N0110 G02 X-55 Y0 I0 J35

N0120 G01 X-55 Y50

N0130 G01 G40 X-55 Y60 M09

N0140 G00 Z10 M05

N0150 X0 Y0

N0160 M30

参数设置: H03=5

在使用刀具半径补偿功能时，还应注意以下几个问题:

(1)偏置量的改变偏置量一般是在补偿撤销状态下通过重新设定偏置量进行改变的，但也可以在已偏置状态下改变。这时，每一程序段终点的矢量值是根据该程序段所指定的偏移量来计算的，如图所示。

偏置量的改变

(2)偏置量的符号在使用刀具补偿的过程中，如果偏置值的符号为负，那么C41和G42指令将相互取代，偏移向量也将反向。

(3)由于刀具半径补偿引起的过切

1)当刀具半径大于所加工的工件内轮廓拐角时，如图所示。

加工内轮廓拐角

2)当刀具直径大于所加工沟槽时，如图所示。

加工沟槽

我们已经知道，应用刀具半径补偿功能可直接按零件轮廓编程，不必考虑刀具中心的轨迹计算，加工时刀具中心始终自动与工件轮廓相距一个距离，其值为刀具半径。当刀具磨损或刀具重磨后，刀具半径变小，只需要手工输人改变后的刀具半径，而不必修改已编好的程序。在用同一把半径为R的刀具进行粗、精加工时，设精加工余量为4,则粗加工的偏置量为R+0,而精加工的偏置量改为R即可，如图所示。

刀具半径补偿应用举例