刀具半径补偿原理

一、刀具半径补偿的基本概念
1.为什么是刀具半径补偿？        
    数控机床在轮廓加工过程中，它所控制的是刀具中心的轨迹，而用户编程时则是按零件轮廓编制的，因而为了加工所需的零件，在进行轮廓加工时，刀具中心必须偏移一个刀具半径值。            数控装置根据零件轮廓编制的程序和预先设定的刀具半径参数，能实时自动生成刀具中心轨迹的功能称为刀具半径补偿功能。

2.刀具半径补偿功能的主要用途
① 实现根据编程轨迹对刀具中心轨迹的控制。
② 实现刀具半径误差补偿。
③ 减少粗、精加工程序编制的工作量。

区别：C刀补采用的方法是一次对两段进行处理，即先预处理本段，然后根据下一段的方向来确定其刀具中心轨迹的段间过渡状态，从而便完成了本段的刀补运算处理。

三、加工过程中的过切判别
当被加工的轮廓是直线段时，若刀具半径选用过大，就将产生过削现象。
当读入编程轨迹CD时，就要对上段刀具中心轨迹B’C’进行修正，确定刀具中心应从B′点移到C′点。显然，这时必将产生如图阴影部分所示的过切削。

1.直线加工时的过切判别方法
可以通过编程矢量与其相对应的修正矢量的标量积的正负进行判别。在上图中，BC为编程矢量，    为BC对应的修正矢量，α为它们之间的夹角。则：标量积            
显然，当    （即90o<α<270o）时，刀具就要背向编程轨迹移动，造成过切削。上图中α=180o，所以必定产生过切削。
2.圆弧加工时的过切削判别
在内轮廓圆弧加工（圆弧加工的命令为 G41G03 或G42G02）时，若选用的刀具半径rD过大，超过了所需加工的圆弧半径R，那么就会产生过切削。
 

 过切削现象都发生在过渡形式为缩短型的情况下，因而可以根据这一原则，来判断发生过切削的条件，并据此设计过切削判别程序。
设刀具开始位置距工件表面上方50mm，切削深度为8。
N01 G91 G41 G00 X20.0 Y10.0
N02 Z-48.0 ;
N03 G01 Z-10.0 F200 ;
N04 Y30.0 ;
N05 X30.0 ;
N06 Y-20.0 ;
N07 X-40.0 ;
N08 G00 Z58.0 ;
N09 G40 X-10.0 Y-20.0 ;
N10 M02 ;
N05 G91 X60.0 ;                                              
N06 M08 ;
N07 M09 ;                    
N08 Y-15.0 ;                                
N09 X40 .0 ;  
当N05程序段加工AB轮廓，同时读入N06和N07两段，因这两段为辅助功能指令，作不出沿BC轮廓垂直矢量，而直接到达S点，造成过切现象。