数控系统中刀具补偿加工工艺模块是数控系统软件中一个重要的功能模块。它是指加工过程中刀具轨迹的的规划、刀具几何参数的补偿以及加工逻辑的设计。基于RS274/NGC语言的刀具补偿可以给最终用户提供简便易用的加工指令格式、扩充系统的加工范围,也影响到整个数控系统的精度。本文在借鉴国内外数控系统设计的基础上,设计与实现了数控系统中刀具补偿的加工工艺。本文重点解决了以下问题:一是运用有向几何的数学思想来解决数控系统中有关刀具补偿加工。给出了平面内有向几何中直线与圆的数学表达式,并利用有向直线及有向圆来描述数控系统中的刀具运动轨迹,给出了在平面内直线与直线、直线与圆弧以及圆弧与圆弧的交点计算公式,从而方便了刀具轨迹的各种转接情况的处理。二是刀具半径补偿的设计与实现。按零件轮廓编制的程序和预先设定的偏置参数,数控装置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[10]。本文详细分析了常见刀具半径补偿算法,并使用有向几何的思想和C刀补算法设计与实现了刀具半径补偿加工工艺。并且,在对CNC系统中常见的刀具半径补偿建立与撤消算法进行分析的基础上,指出了其不足之处,提出了一种改进的算法。三是对刀具长度补偿以及相关的刀具偏置算法进行了分析。在论述刀具长度补偿时,依据是否考虑刀具半径补偿,分两种情况进行了详细分析,给出了统一计算公式。分析了刀具偏置算法原理,并对偏置算法与刀具半径补偿算法进行了比较,指出了其相似处及本质区别。