数控铣床刀具半径补正指令：G40，G41，G42详解

数控铣床刀具半径补正指令：G40，G41，G42

指令格式：

本节以前所举例书写的程序皆以刀具端面中心点为刀尖点，以此点沿工件轮廓铣削。但实际情形，铣刀有一定的直径，故以此方式实际铣削的结果，外形尺寸会减少一铣刀直径值；内形尺寸会增加一铣刀直径值，如图1所示。

由以上得知若刀具沿工件轮廓铣削，因刀具有一定的直径，故铣削的结果会增加或减少一刀具直径值。
　　若以图2（b）铣刀的刀尖点向内偏一半径值，如虚线所示，则可铣出正确的尺寸，但如此写法，每次皆要加、减一半径值才能找到真正的刀具中心动路，于撰写程序时甚不方便。

故为了撰写程序的方便性，最好能以工件图上的尺寸为程序路径再利用补正指令，命令刀具向右或向左补正一刀具半径值，如图3，4所示。如此就不必每次皆要计算铣刀中心之坐标值。

刀具半径补正指令：
　　G40：取消刀径补正（cutter compensation cancel）。
　　G41：刀径左向补正（cutter compensation Left）。
　　G42：刀径右向补正（cutter compensation right）。

刀径补正左、右方向的判断依据以下定义：站在程序路径上，向铣削前进方向看，铣刀应向右补正者（如图3所示），以G42指令之；反之，铣刀应向左补正者（如图4所示），以G41 指令之。

刀径补正指令格式：

α、β：	为X、Y、Z三轴中配合平面选择（G17、G18、G19）之任二轴。
D：	为刀径补正号码，以2位数字表示。此号码即指刀具补正号码中的刀径补正号码。

例如D11，表示刀径补正号码为11号，11号的数据是4.0，表示铣刀半径为4.0mm。执行G41或G42指令时，控制器会到D所指定的刀径补正号码内撷取刀具半径值，以做为补正值的依据。

使用刀径补正时应注意下列事项：

1.	不能和G02、G03一起使用，只能与G00或G01一起使用，且刀具必须要移动（即启动刀径补正指令，必须在前一单节启动）。如图3及图4说明。

由A点向C点移动并启动刀径右向补正指令之程序如下：

：
G90 G00 X110. Y -20.；	＝＞快速定位至A点
G01 G42 X92. Y0 D11 F80；	＝＞ A → C
Y52.；	＝＞ C → D
G03 X84. Y60. R8.；	＝＞ D → E
G01 X0；	＝＞ E → F
Y0；	＝＞ F → G
X92.；	＝＞ G → C
：
由B点向F点移动并启动刀径右向补正指令之程序如下：
：
G90 G00 X -20. Y80.；	＝＞快速定位至B点。
G01 G42 X0 Y60. D11 F80；	＝＞ B → F
Y0；	＝＞ F → G
X92.；	＝＞ G → C
Y52.；	＝＞ C → D
G03 X84. Y60. R8.；	＝＞ D → E
G01 X0；	＝＞ E → F
：

G42右向补正，即是铣削时，铣刀在程序路径之右侧而言，对于工件它将产生逆铣效果，故常用于粗铣削。

	由A点向C点移动并启动刀径左向补正指令之程序如下：
：
G90 G00 X110. Y -20.；				＝＞快速定位至A点
G01 G41 X92. Y0 D11 F80；				＝＞ A → C
X0；				＝＞ C → G
Y60.；				＝＞ G → F
X84.；				＝＞ F → E
G02 X92. Y52. R8.；				＝＞ E →D
G01 Y0；				＝＞ D →C
：
		由B点向F点移动并启动刀径左向补正指令之程序如下
		：
		G90 G00 X -20. Y80.；	＝＞快速定位至B点
		G01 G41 X0 Y60. D11 F80；	＝＞ B → F
		X84.；	＝＞ F → E
		G02 X92. Y52. R8.；	＝＞ E → D
		G01 Y0；	＝＞ D → C
		X0.；	＝＞ C → G
		Y60.；	＝＞ G → F
		：

G41左向补正，即是铣削时，铣刀在程序路径之左侧而言。对于工件它将产生顺铣效果，故常用于精铣削。　

2.	程序制作时，程序中只给予刀径补正号码，如D11、D12…每一个刀径补正号码均代表一个补正值，此补正值可由参数设定为铣刀的直径或半径值（使用上，一般皆设定成铣刀的半径值），而此铣刀半径值是加工时，预先由操作者键入控制系统之刀具补正号码画面之相对应号码内。
3.	补正值的正负号改变时，G41及G42的补正方向会改变。如G41指令给予正值时，其补正向左；若给予负值时，其补正会向右。同理G42给予正值时，其补正向右；若给予负值时，其补正会向左。由此可见，当补正值符号改变时，G41与G42的功能刚好互换。故一般键入补　正值（即铣刀半径值）皆采用正值较合理。
4.	当刀径补正机能（属于持续有效机能）在补正状态中，若加入G28， G29，G92指令，当这些指令被执行时，补正状态将暂时被取消，但是控制系统仍记忆着此补正状态，因此于执行下一单节时，又自动恢复补正状态。
5.	当实施刀径补正，于加工完成后须以G40将补正状态予以取消，使铣刀的中心点回复至实际之坐标点上。亦即执行G40指令时，系统会将向左或向右的补正值，往相反的方向释放，故铣刀会移动一铣刀半径值。所以使用G40的时机，最好是铣刀已远离工件。如图5之程式例 1。
6.	补正向量：图5中的"→"称为补正向量，此向量于启动补正指令时必与下一程序路径垂直。之后可能由程序路径的交点指向补正后铣刀中心路径之交点。参考图5中"→" 所示。

例1.		本例中使用φ10端铣刀铣削，故加工后，会于D、E、F、G、J点处产生R5mm的小圆弧。
	：
	G90 G00 X -20. Y -20.；		＝＞快速定位至A点
	G01 G41 X0 Y0 D12 F80；		＝＞ A → B启动左向补正G41
	Y35.；		＝＞ B → C
	X20.；		＝＞ C → D
	G03 X25. Y60. R65.；		＝＞ D → E
	G02 X65. R -25.；		＝＞ E → F
	G03 X70. Y35. R65.；		＝＞ F → G
	G01 X90.；		＝＞ G → H
	Y0.；		＝＞ H → I
	X45. Y10.；		＝＞ I → J
	X0 Y0；		＝＞ J → B
	X -20. Y -20.；		＝＞ B → A
	G40；		＝＞铣刀远离工伴后再取消补正。
	：

7. 在补正状态下，铣刀的直线移动量及内侧圆弧切削的半径值要≧铣刀半径，否则补正向量产生干涉，会有过度切削发生，故控制器命令停止执行，且显示警示号码。如图6，7 ，8 所示。