在20世紀60～70年代的數(shù)控加工中還沒有刀具補償（簡稱刀補）的概念，編程人員不得不根據(jù)刀具的理論路線和實際路線的相對關系進行編程，既容易產(chǎn)生錯誤，又使得編程效率很低。當?shù)毒哐a償概念出現(xiàn)并應用到數(shù)控系統(tǒng)中后，編程人員就可以直接按照工件的輪廓尺寸進行程序編制。在建立、執(zhí)行刀補后，由數(shù)控系統(tǒng)自動計算、自動調整刀位點到刀具的運動軌跡。當?shù)毒吣p或更換后，加工程序不變，只須更改程序中刀具補償?shù)臄?shù)值。刀具補償使用簡單方便，能極大提高編程的工作效率。
數(shù)控加工中主要有以下四種補償方式：（1）刀具長度補償；（2）刀具半徑補償；（3）夾具偏置補償；（4）夾角補償（主要用于加工中心和數(shù)控銑床）。它們基本上能解決加工過程中因刀具形狀而產(chǎn)生的軌跡問題。下面就這四種補償在一般加工編程中的應用進行探討。
1．刀具長度補償
刀具長度補償是非常重要的概念，刀具長度補償功能在加工程序編制過程中的運用具有較大的實用性和高效性。
在實際加工過程中，每一把刀的長度都不同，例如，鉆削深度為60mm的孔，然后攻深度為55mm的螺紋時，可分別用長度為250mm的鉆頭和350mm的絲錐。先用鉆頭鉆孔深60mm，此時機床上已經(jīng)設定工件坐標系零點，當換上絲錐攻絲時，如果仍從所設定的零點開始加工，則會因絲錐比鉆頭長而使攻絲過長，造成刀具和工件的損壞。此時，如事先對絲錐和鉆頭的長度設定了補償，則在完成鉆孔加工、調用絲錐工作時，即使絲錐和鉆頭的長度不同，由于刀具長度補償?shù)拇嬖�，零點Z坐標會自動向Z＋(或Z-)方向補償絲錐的長度，從而保證加工零點的正確性。
利用刀具長度補償指令(G43、G44)，可以不改變程序而隨時補償?shù)毒唛L度的變化，補償量存入H代碼指令的存儲器中。G43表示存儲器中補償量與程序指令的終點坐標值相加，G44表示存儲器中補償量與程序指令的終點坐標值相減。例如，程序段N80 G43 Z56 H05中，假設05存儲器中的值為16，則表示終點坐標值為72mm。存儲器中補償量的數(shù)值，可用MDI或DPL預先存入存儲器，也可用程序段指令G10 P05 R16進行輸入存儲。取消刀具長度補償可用G49指令或H00指令，由于每把刀具都有自己的長度補償值，在換刀時利用G43(或G44)H指令賦予刀具長度補償就自動取消了前一把刀具的長度補償，因此取消刀補可不使用G49指令或H00指令。
刀具長度補償主要有以下兩種方式。
（1）用刀具的實際長度作為刀長的補償(推薦使用方式)
用對刀儀測量刀具的長度，然后把這個數(shù)值輸入到刀具長度補償寄存器中作為刀長的補償。用該方式進行刀具補償，可以避免在加工不同工件時不斷地修改刀長偏置，即使受刀庫容量限制，需取下刀具而重新安裝時，只需根據(jù)刀具標牌上的刀長數(shù)值作為刀具長度補償而無需再測量，可節(jié)省輔助工作時間。其次，用刀具實際長度作為刀長補償可以在機床運行加工的同時，在對刀儀上進行其他刀具的長度測量，不必占用機床運行時間，可充分發(fā)揮加工中心的效率。
（2）采用刀尖在Z方向上與編程零點的距離值(有正負)作為補償值
這種方法適用于一個人操作機床而沒有足夠時間來用對刀儀測量刀具長度的工作環(huán)境。采用這種刀具長度補償方式，其補償值即是主軸從機床Z坐標零點移動到工件編程零點時的刀尖移動距離，因此補償值總為負值且很大。當用同一把刀加工其它工件時就需要重新設置刀具長度補償值。
2．刀具半徑補償
與使用刀具長度補償后在編程時基本不用考慮刀具長度一樣，當使用了刀具半徑補償后，編程時就不必過多考慮刀具的直徑。刀具長度補償適用于所有刀具，刀具半徑補償一般只適用于銑刀類刀具。用銑刀加工工件的外輪廓或內輪廓時，采用刀具半徑補償；用端面銑刀加工工件的端面時，采用刀具長度補償。
采用刀具半徑補償功能時，先將刀具的半徑值預先存入存儲器HXX（XX為存儲器號）中，執(zhí)行刀具半徑補償后，數(shù)控系統(tǒng)自動計算，并按照計算結果自動補償?shù)毒摺５毒甙霃阶笱a償(G41)指刀具偏向編程加工軌跡運動方向的左方，刀具半徑右補償(G42)指刀具偏向編程加工軌跡運動方向的右方。取消刀具半徑補償用G40指令或H00指令。
在編制工件粗、精加工程序的過程中，合理運用刀具半徑補償功能，可以極大減少計算工作量，提高加工效率。如一個工件的外形加工分為粗加工和精加工，當編制完粗加工程序，制定精加工程序時，因粗加工后工件外形尺寸發(fā)生了變化，又要重新計算精加工的刀具中心坐標值，計算工作量較大。此時如果使用刀具半徑補償功能，可以忽略刀具半徑，而只根據(jù)工件尺寸進行編程，然后把刀具半徑作為半徑補償值放在半徑補償寄存器里。不管是臨時更換銑刀或進行粗精加工，僅需要更改刀具半徑的補償值就可以控制工件的外形尺寸，而加工程序則基本上不用改動。
使用刀具半徑補償時應注意以下幾點：
（1）在建立、取消刀補時所使用的G41、G42、G40指令的程序段中，必須同時使用G00或G01指令，不能使用G02或G03指令；
（2）當?shù)毒甙霃窖a償取負值時，G41和G42的功能互換；
（3）刀具半徑補償有B功能和C功能兩種補償形式。由于B功能刀具半徑補償只能根據(jù)本段程序進行刀補計算，不能解決程序段之間的過渡問題，使用時均將工件輪廓處理成圓角過渡，因此工件尖角處工藝性較差；C功能刀具半徑補償能自動處理兩程序段刀具中心軌跡的轉接，可完全按照工件輪廓進行編程，因此現(xiàn)代CNC數(shù)控機床幾乎都采用C功能刀具半徑補償。當采用C功能刀具半徑補償時，要求在建立刀具半徑補償程序段的后續(xù)兩個程序段中，必須含有指定補償平面的位移指令(G00、G01，G02、G03等)，否則無法建立正確的刀具半徑補償。
3．夾具偏置補償
正像刀具長度補償和半徑補償讓編程者可以不需考慮刀具的長短和大小一樣，使用夾具偏置補償可讓編程者不必過多考慮工件夾具的位置。
在一臺加工中心上加工小工件時，上一次工裝可以裝夾多個工件，編程者在編制程序時，不用考慮每一個工件在編程時的坐標零點，而只需按照各自的編程零點進行編程，然后使用夾具偏置功能來移動機床在每一個工件上的編程零點。
夾具偏置補償使用夾具偏置指令G54～G59來執(zhí)行。另一種方法是使用G92指令設定工件坐標系。當一個工件加工完成，開始下一個工件的加工時，使用G92指令來重新設定新的工件坐標系。
4．夾角補償
加工中兩平面相交為夾角，可能產(chǎn)生超程過切現(xiàn)象，導致加工誤差的產(chǎn)生，此時可采用夾角補償(G39)來解決。使用夾角補償(G39)指令時需注意，本指令為非模態(tài)指令，只在本程序段內有效，而且只能在G41或G42指令后才能使用，該指令主要用于加工中心和數(shù)控銑床。
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