1. 刀具长度补偿指令 —— G43 、 G44 、 G49
刀具长度补偿指令对立式加工中心而言 ， 一般用于刀具轴向 （ Z 方向 ） 的补偿 ， 它将编程时的刀具长度
和实际使用的刀具长度之差设定于刀具偏置存储器中（图 3 － 1 ） ，用 G43 或 G44 指令补偿这个差值而不用
修改程序。图 3 － 15 为加工中心刀库中的部分刀具，它们的长度各不相同，为每把刀具设定一个工件坐标
系也是可以的（ FANUC 0i － MB 系统可以设置 54 个工件坐标系 ） ，但通过刀具的长度补偿指令在操作上更 加方便。
图 3 － 16 G43 、 G44 与 H 指令对应偏置量的运算结果 编程格式： __ H __ Z 44 G 43 G ?? G49 Z__
G43 指令表示刀具长度正方向补偿 ； G44 指令表示刀具长度负方向补偿 ； G49 指令表示取消刀具长度补
偿 。 使用 G43 、 G44 指令时 ， 不管是 G90 指令有效还是 G91 指令有效 ， 刀具移动的最终 Z 方向位置 ， 都是
程序中指定的 Z 与 H 指令的对应偏置量进行运算 （ 见图 3 － 16 ） 。 H 指令对应的偏置量在设置时可以为 “ ＋ ” 、 也可以为 “ － ” ，它们的运算关系见图 3 － 16 ，编程时一般使用 G43 指令。
2. 刀具半径补偿指令 —— G40 、 G41 、 G42
在加工工件轮廓时，当用半径为 R 的圆柱铣刀加工工件轮廓时，如果数控系统不具备刀具补偿功能，
那么编程人员必须要按照偏离轮廓距离为 R 的刀具中心运动轨迹的数据来编程 ， 其运算有时是相对复杂的 ；
而当刀具磨损后，刀具的半径减少，此时就要按新的刀具中心轨迹进行编程，否则加工出来的零件要增加 一个余量 （ 即刀具的磨损量 ） 。 对于有刀具半径补偿功能的数控系统 ， 可不必求刀具中心的运动轨迹 ， 而只 需按被加工工件轮廓曲线编程，同时在程序中给出刀具半径的补偿指令，数控系统自行计算后，偏置一定
的距离（如刀具半径或其它设定值）后进行走刀，这样就可加工出具有轮廓曲线的零件，使编程工作大大 简化。
刀具半径补偿时的移动轨迹 在 G1 7 指令有效时 ， 编程格
式 ： G41 （ G42 ） G00 （ G01 ） X__ Y__ D__ （ F__ ） ?
G40 G00 （ G01 ） X__ Y__ （ F__ ）
其运动轨迹见图 3 － 17 。
G41 指令表示刀具半径左侧补偿。沿刀具进给方向看去，刀具中心在零件轮廓的左侧（见图 3 － 17 ， 通 常顺铣时采用左侧补偿 ） 。
G42 指令表示刀具半径右侧补偿。沿刀具进给方向看去，刀具中心在零件轮廓的右侧（见图 3 － 15 ， 通 常逆铣时采用右侧补偿 ） 。
G40 指令表示刀具半径补偿取消 。 当 G41 或 G42 程序完成后用 G40 程序段消除偏置值 ， 从而使刀具中 心与编程轨迹重合。 有了刀具补偿 ， 除了可免去刀具中心轨迹的人工计算外 ， 还可以利用同一加工程序去适应不同的情况 （ 例 如用同一程序进行粗加工 、 半精加工及精加工 ； 刀具磨损后的补偿 ） ， 只需要在系统参数中更改一下有关半
径补偿量（图 3 － 1 中 D 所对应的值）就可。 使用刀具半径补偿指令时应注意：
（ 1 ） 从无刀具补偿状态进入刀具半径补偿方式时 ， 或在撤消刀具半径补偿时 ， 刀具必须移动一段距离
否则刀具会沿运动的法向直接偏移一个半径量，很容易出意外，特别在加工全切削的型腔时，刀具无回 空间，会造成刀具崩断。
（ 2 ）在执行 G41 、 G42 及 G40 指令时，其移动指令只能用 G01 或 G00 ，而不能用 G02 或 G03 。
（ 3 ）为了保证切削轮廓的完整性、平滑性，特别在采用子程序分层切削时，注意不要造成欠切或过切
的现象。内、外轮廓的走刀方式见图 3 － 18 。具体为：用 G41 或 G42 指令进行刀具半径补偿 → 走过渡段 →
轮廓切削 → 走过渡段 → 用 G40 指令取消刀具半径补偿。 （ 4 ） 切入点应选择那些在 XY 平面内最左 （ 或右 ） 、 最上 （ 或下 ） 的点 （ 如圆弧的象限点等 ） 或相交的 点。
图 3 － 18 内、外轮廓刀具半径补偿时的切入、切出（图中都为顺铣） a －轮廓尺寸较大时的过渡段 b －轮廓尺寸较小时的过渡段 c －轮廓有交角时的过渡段 （ 5 ）用 G18 、 G19 指令平面时（用球铣刀切削曲面 ） ，注意 G41 与 G42 指令的左、右偏方向。 图 3 － 19 过切现象
（ 6 ）在刀具半径补偿的切削程序段中，即从 G41 （或 G42 ）开始的程序段到 G40 结束的程序段之间 ，
FANUC 系统对处理 2 个或更多刀具在平面内不移动的程序段 （ 如暂停 、 M99 返回主程序 、 子程序名 、 第三
轴移动等等 ） ，刀具将产生过切现象。如用 10mm φ 立铣刀对图 3 － 19 所示矩形进行轮廓铣削，程序如下： %
:3103 主程序名 M6 T1 换上 1 号刀
G54 G90 G0 G43 H1 Z100 选择坐标系，引入长度补偿 M3 S600 主轴正转
X － 30 Y20 Z1 到达起刀点
G41 Y12.5 D1 引入刀具左侧半径补偿 X － 20 过渡段
M98 P23014 调用 O3014 子程序 2 次 G0 Z100 主轴上升 Y20 过渡段
G40 X － 30 取消半径补偿
G49 Z0 取消长度补偿，到机床坐标 Z M30 程序结束 % %
:3104 子程序名
G1 G91 Z － 5 F30 在 A 点处沿－ Z 增量切削 G90 X20 F100 到 B 点（ B 到 C 自动完成 ） Y － 12.5 到 D 点（ D 到 E 自动完成 ） X － 20 到 F 点（ F 到 G 自动完成） Y12.5 到 H 点
M99 子程序结束并返回 %
子程序修改为： %
:3104 G1 G91 Z － 5 F30 G90 X20 F100 Y － 12.5 X － 20 Y12.5 M99 % %
在编制程序时 ， 如果把刀具半径补偿引入与取消的程序段放在主程序中 （ 在加工平面凸轮的槽时必须这
样 ） ， 那么当调用子程序 （ 加工轮廓的程序 ） 的次数超过 1 次 ， 在切削第 2 次的时候就会出现过切现象 （ 图
3 － 19 中打剖面线部分 ） 。 这主要由于在上面的程序中 ， 程序段 M99 、 O3014 、 G1 G91 Z － 5 F30 已超过 2 个
以上没有 X 、 Y 的移动，所以系统不会自动完成 H 到 A （图中黑线圆弧）的切削，从而引起过切。此时可
采取减少程序段的方法，把子程序名放到第一个程序段的段首；把 M99 放到最后一个程序段的段尾。另外
必须严格按照上面 （ 3 ） 所确定的切入方法 ， 即必须有过渡段 ， 否则刀具补偿没有完成 ， 同样会产生过切的
现象。
图 3 － 20 刀具半径补偿及调用子程序举例
例 3 － 6 刀具半径补偿及调用子程序举例。加工图 3 － 20 所示工件的外轮廓。加工程序如下： 主程序： %
:3006 程序名
N10 M6 T4 换上 4 号刀， 16mm φ 键槽铣刀
N20 G54 G90 G0 G43 H4 Z200 选择坐标系，引入长度补偿 N30 M3 S600 主轴正转，转速 600r/min N40 X140 Y70 刀具快速移动到 P 点上方 N50 Z2 M8 快速下降，切削液开 N60 G1 Z － 6 F50 进给到 Z － 6 N70 M98 P3106 调用 O3106 子程序一次 N80 G1 Z － 13 F50 进给到 Z － 13 N90 M98 P3106 调用 O3106 子程序一次 N100 Z100 M9 Z 轴快速上移，切削液关
N110 G49 G90 Z0 取消刀具长度补偿， Z 轴快速移动到机床坐标 Z0 处 N120 M30 程序结束 %
子程序： %
:3106 子程序名
N10 G0 G41 X100 D4 刀具左侧补偿，快速移动到点 A ，引入刀具半径补偿 N20 G1 Y40 F100 刀具以 100mm/min 的速度直线插补到点 B （走过渡段） N30 Y20 到点 C N40 X75 到点 D
N50 G3 Y － 20 R － 20 F60 逆圆到点 E 。进给速度修调 N60 G1 X100 F100 到点 F N70 Y － 40 到点 G N80 X0 到点 H
N90 G2 Y40 R － 40 F120 顺圆到点 I 。进给速度需修调 N100 G1 X100 F100 到点 B N110 X140 到点 J
N120 G40 G0 Y70 取消刀具半径补偿，快速到点 P N130 M99 子程序结束并返回到主程序 %
刀具补偿功能给数控加工带来了许多方便，简化了编程工作。编程人员不但可以直接按工件轮廓编程 ，
而且还可以用同一个加工程序对工件轮廓进行粗、精加工。当按工件轮廓编程以后，在粗加工零件时我们 可以把偏置量设为 R ＋ Δ ， 其中 Δ 为精加工前的加工余量 ； 而在精加工零件时 ， 偏置量仍然设为 R （ 对于有
公差要求的零件，精加工时的偏置量应设置为 R ＋平均偏差 /2 ） 。
3. 用程序输入补偿值指令 —— G10
H 的几何补偿值编程格式： G10 L10 P__ R__ H 的磨损补偿值编程格式： G10 L11 P__ R__ D 的几何补偿值编程格式： G10 L12 P__ R__ D 的磨损补偿值编程格式： G10 L13 P__ R__
P ：刀具补偿号，即图 3 － 1 中的 “ 番号 ” 。
R ：刀具补偿量。 ① 在 G90 有效时， R 后的数值直接输入到图 3 － 1 中相应的位置； ② 在 G91 有效时，
R 后的数值与图 3 － 1 中相应位置原有的数值相叠加，得到一个新的数值替换原有数值。
FANUC刀补详解
