第二章 数控加工编程基础(1)

1、1第二章第二章 数控加工程序数控加工程序编制基础编制基础2本章教学目标本章教学目标通过本单元内容的学习，使学生：通过本单元内容的学习，使学生：掌握掌握数控编程的基础知识数控编程的基础知识； 掌握数控加工工艺的特点和内容；掌握数控加工工艺的特点和内容； 掌握数学处理的内容。掌握数学处理的内容。 为第三章为第三章数控加工编程方法的数控加工编程方法的学习做准备。学习做准备。3主要内容2.1概述概述2.2数控数控编程中的常用指令编程中的常用指令2.3数控编程中的工艺处理数控编程中的工艺处理2.4数控编程中的数学处理数控编程中的数学处理主要内容主要内容第二章第二章 数控加工程序编制基础数控加工程序编制基

2、础4p数控编程的内容和步骤；数控编程的内容和步骤；p数控机床坐标系；数控机床坐标系；p加工程序结构与格式；加工程序结构与格式；2.1 概述概述5l数控编程数控编程就是将零件加工的就是将零件加工的工艺顺序、运动轨迹与方向、位工艺顺序、运动轨迹与方向、位置量、工艺参数以及辅助操作置量、工艺参数以及辅助操作，按照动作顺序用，按照动作顺序用规定的代码规定的代码和和程序格式程序格式编成加工程序单，再将其制作成控制介质的过程。编成加工程序单，再将其制作成控制介质的过程。2.1 概述概述2.1.1数控编程的基本概念数控编程的基本概念62.1 概述概述1 1零件图纸分析零件图纸分析 根据零件的材料、毛坯种根据

3、零件的材料、毛坯种类、形状、尺寸、精度、表类、形状、尺寸、精度、表面质量和热处理要求面质量和热处理要求确定合确定合理的加工方案，并选择合适理的加工方案，并选择合适的数控机床的数控机床。 2.1.2 2.1.2 数控编程的内容和步骤数控编程的内容和步骤72 2工艺处理工艺处理（1）加工方法和工艺路线的确定）加工方法和工艺路线的确定（2）刀具、夹具的设计和选择）刀具、夹具的设计和选择数控加工夹具设计和选用时数控加工夹具设计和选用时:l应能应能迅速完成工件的定位和夹紧过程迅速完成工件的定位和夹紧过程，以减少辅助，以减少辅助时间。时间。l并并尽量使用组合夹具尽量使用组合夹具，以缩短生产准备周期。，以缩

4、短生产准备周期。l所用夹具应便于安装在机床上，便于协调工件和机所用夹具应便于安装在机床上，便于协调工件和机床坐标系的尺寸关系。床坐标系的尺寸关系。2.1.2数控编程的内容和步骤数控编程的内容和步骤8（3）对刀点的选择）对刀点的选择l 对刀点对刀点是工件在机床上定位装夹后，设置在工件坐标系中，是工件在机床上定位装夹后，设置在工件坐标系中，用于确定工件坐标系与机床坐标系空间位置关系的参考点。用于确定工件坐标系与机床坐标系空间位置关系的参考点。l 对刀点对刀点选择选择应以简化程序编制、容易找正、在加工过程中便应以简化程序编制、容易找正、在加工过程中便于检查、减小加工误差为原则。于检查、减小加工误差为

5、原则。l 对刀点对刀点可以设置在被加工工件上，可以设置在被加工工件上，也可以设置在夹具或机床上。也可以设置在夹具或机床上。为了提高零件的加工精度，为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的对刀点应尽量设置在零件的设计基准设计基准或工艺基准上。或工艺基准上。2.1.2数控编程的内容和步骤数控编程的内容和步骤9（4）加工路线的确定）加工路线的确定 在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨在数控加工中，刀具刀位点相对于工件运动的轨迹称为迹称为加工路线加工路线。 确定加工路线确定加工路线是编写程序前的重要步骤是编写程序前的重要步骤，加工路加工路线的确定应遵循以下原则线的确定应遵循以下原则: :

6、 加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率较高。糙度，且效率较高。 使数值计算简单，以减少编程工作量。使数值计算简单，以减少编程工作量。 应使加工路线最短，这样既可以减少程序短，应使加工路线最短，这样既可以减少程序短，又可以减少空刀时间。又可以减少空刀时间。 （5）切削用量的确定）切削用量的确定2.1.2数控编程的内容和步骤数控编程的内容和步骤103 3数学处理数学处理 数学处理就是根据零件的几何尺寸和确定的加数学处理就是根据零件的几何尺寸和确定的加工路线，计算数控加工所需的输入数据工路线，计算数控加工所需的输入数据。 l 对于加工由直线和圆弧组

7、成的较简单的二维轮廓零对于加工由直线和圆弧组成的较简单的二维轮廓零件：件：只需计算出零件轮廓上相邻几何元素的只需计算出零件轮廓上相邻几何元素的交点或交点或切点切点（称为基点）坐标值。（称为基点）坐标值。l 对于较复杂的零件或零件的几何形状对于较复杂的零件或零件的几何形状与数控系统的与数控系统的插补功能不一致时，就需要进行较复杂的数值计算。插补功能不一致时，就需要进行较复杂的数值计算。 2.1.2数控编程的内容和步骤数控编程的内容和步骤114 4程序编制程序编制根据所使用机床的数控系统的指令、程序段格根据所使用机床的数控系统的指令、程序段格式，逐段编写零件加工程序。式，逐段编写零件加工程序。5

8、5控制介质制备控制介质制备程序编完后，需制作控制介质，作为数控系统程序编完后，需制作控制介质，作为数控系统输入信息的载体。输入信息的载体。主要有磁盘、主要有磁盘、U盘、移动硬盘等。盘、移动硬盘等。数控加工程序还可直接通过数控系统操作键盘数控加工程序还可直接通过数控系统操作键盘手动输入到存储器，或通过手动输入到存储器，或通过RS232C、DNC接口接口输入。输入。2.1.2数控编程的内容和步骤数控编程的内容和步骤126 6程序校验和试切削程序校验和试切削数控加工程序一般应经过校验和试切削才能数控加工程序一般应经过校验和试切削才能用于正式加工。用于正式加工。校验校验l 可以采用空走刀、空运转画图等

9、方式以检查机床运可以采用空走刀、空运转画图等方式以检查机床运动轨迹与动作的正确性。动轨迹与动作的正确性。l 在具有图形显示功能和动态模拟功能的数控机床上在具有图形显示功能和动态模拟功能的数控机床上或或CAD/CAM软件中，用图形模拟刀具切削工件的软件中，用图形模拟刀具切削工件的方法进行检验更为方便。方法进行检验更为方便。2.1.2数控编程的内容和步骤数控编程的内容和步骤13这些方法只能检验出运动轨迹是否正确，不这些方法只能检验出运动轨迹是否正确，不能检查被加工零件的加工精度。能检查被加工零件的加工精度。l在正式加工前一般还需进行零件的试切削。在正式加工前一般还需进行零件的试切削。当发现有加工误

10、差时，应分析误差产生的当发现有加工误差时，应分析误差产生的原因，及时采取措施加以纠正。原因，及时采取措施加以纠正。2.1.2数控编程的内容和步骤数控编程的内容和步骤142.1.3 数控编程的方法数控编程的方法l编程方法：编程方法：自动编程自动编程 手工编程手工编程 p手工编程手工编程是指由人工完成数控编程的全部工作，是指由人工完成数控编程的全部工作，包括零件图纸分析、工艺处理、数学处理、程序编包括零件图纸分析、工艺处理、数学处理、程序编制等。制等。l应用范围应用范围:几何形状不太复杂的零件；几何形状不太复杂的零件；点位加工点位加工或由直线与圆弧组成的二维轮廓加工或由直线与圆弧组成的二维轮廓加工

11、 。 15p自动编程自动编程是指由计算机来完成数控编程的大部分是指由计算机来完成数控编程的大部分或全部工作，或全部工作，如数学处理、加工仿真、数控加工程如数学处理、加工仿真、数控加工程序生成等。序生成等。 自动编程的方法：自动编程的方法：主要分为语言编程、图形交互式主要分为语言编程、图形交互式编程、语音编程等方法。编程、语音编程等方法。 l应用范围应用范围:形状复杂的零件；形状复杂的零件；虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔虽不复杂但编程工作量很大的零件（如有数千个孔的零件）；的零件）；虽不复杂但计算工作量大的零件（如非圆曲线的计虽不复杂但计算工作量大的零件（如非圆曲线的计算）等。算）

12、等。2.1.3 数控编程的方法数控编程的方法16B A C KS P A C EC T RLIN SC RT A BA L T0S H IF T ZE N D WH OM E TP g Dn OP g Up JR S T E65“432？198:7 YXVU SRPQ NMKL IHFG DCABE S C1 4 彩 色显 示 器空运行Z 轴锁定MST 锁定任选程序段机床锁定快进+JOG-JOG主轴正转主轴停 主轴反转急停超程解除循环驱动进给保持冷却液开关 刀松/刀紧主轴修调16010进给修调16050403020100电 源关开1自动方式选择回零手摇点动步进单段驱 动 器NC机床电源XYZA

13、主轴超程报警手摇脉冲发生器2010 090增量倍率1000101001坐标轴选择Z YXO2002N01G91G00G41D01X-50Y25S400M03M08；N02M98P01L10；N03G40M02；#01工艺分析工艺分析手工编程的过程手工编程的过程自动编程的过程自动编程的过程2.1.3 数控编程的方法数控编程的方法17机床坐标系：机床坐标系：是为了确定是为了确定工件工件在机床中的在机床中的位置位置、机床运动部件的特殊位置机床运动部件的特殊位置（如：换（如：换刀点、参考点）以及刀点、参考点）以及运动范围运动范围（如：行程（如：行程范围、保护区）等所建立的范围、保护区）等所建立的几何坐

14、标系，几何坐标系，它是机床上固有的坐标系。它是机床上固有的坐标系。2.1.4数控机床坐标系数控机床坐标系18p进给运动坐标系进给运动坐标系ISO和中国标准规定：和中国标准规定： 数控机床的每个数控机床的每个进给轴进给轴(直线进给、圆进给直线进给、圆进给)定定义为坐标系中的一个义为坐标系中的一个坐标轴坐标轴。2.1.4 数控机床坐标系数控机床坐标系标准的数控机床坐标系：标准的数控机床坐标系：是一个是一个右手笛卡尔直角右手笛卡尔直角坐标系坐标系，其基本坐标轴为，其基本坐标轴为X X、Y Y、Z Z直角坐标，相对直角坐标，相对于每个坐标轴的旋转运动坐标为于每个坐标轴的旋转运动坐标为A A、B B、C

15、 C。192.1.4数控机床坐标系数控机床坐标系+Y+Y+Y+X+Z+X+Z+C+B+A+X+Z+X+Z+Y+A+B+C+C+A+B+A、+B 或+C+X、+Y 或+Z图图2-1 2-1 右手直角笛卡尔坐标系右手直角笛卡尔坐标系2021l坐标系的三要素坐标系的三要素轴轴-X、Y、Z；A、B、C；U、V、W。原点原点-机床或工件坐标系的原点。机床或工件坐标系的原点。单位单位-编程单位、脉冲当量。编程单位、脉冲当量。 1坐标轴的命名及方向坐标轴的命名及方向 2数控机床坐标轴的确定方法数控机床坐标轴的确定方法 3机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与工件坐标系222.1.4数控机床坐标系数控机床坐标系1

16、坐标轴的命名及方向坐标轴的命名及方向p 坐标轴的命名坐标轴的命名l 基本坐标轴：基本坐标轴：规定直线进给坐标轴用规定直线进给坐标轴用X、Y、Z表示；表示； l 回转坐标轴：回转坐标轴：围绕围绕X、Y、Z轴旋转的圆周进给坐标轴轴旋转的圆周进给坐标轴分别用分别用A、B、C表示；表示； l 附加坐标轴：附加坐标轴：平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴，平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴，用用U、V、W及及P、Q、R表示。表示。p坐标轴的方向：坐标轴的方向：假定工件相对静止不动，而刀具在移动，假定工件相对静止不动，而刀具在移动，并同时规定并同时规定刀具刀具远离工件的方向作为坐标轴的正方向远离工件的方向作为坐

17、标轴的正方向。232.1.4数控机床坐标系数控机床坐标系2数控机床坐标轴的确定方法数控机床坐标轴的确定方法（1）Z轴的确定轴的确定 通常将传递切削力的主轴轴线方向定为通常将传递切削力的主轴轴线方向定为Z Z坐标轴。坐标轴。 对于铣床、镗床、钻床等对于铣床、镗床、钻床等 是是带动刀具旋转的轴带动刀具旋转的轴； 对于车床、磨床等对于车床、磨床等 是是带动工件旋转的轴带动工件旋转的轴。没有主轴没有主轴或或有多个主轴有多个主轴： 垂直于工件装夹面的方向为垂直于工件装夹面的方向为Z座座标标24Z轴正方向：轴正方向：刀具远离工件的方向刀具远离工件的方向以平行于主轴的坐标为以平行于主轴的坐标为Z Z轴轴.

18、.252.1.4数控机床坐标系数控机床坐标系26牛头刨床牛头刨床 27 具体地讲：具体地讲：a. 对于刀具旋转的机床对于刀具旋转的机床： 平行于旋转刀具轴线平行于旋转刀具轴线的坐标为的坐标为z坐标坐标(见上图见上图). b. 对于工件旋转的机床对于工件旋转的机床： 平行于旋转工件轴线平行于旋转工件轴线的坐标为的坐标为z坐标坐标. 282.1.4数控机床坐标系数控机床坐标系l主轴能摆动主轴能摆动：在摆动的范围内只与标准座标系中的某一在摆动的范围内只与标准座标系中的某一座标平行时，则这个坐标便是座标平行时，则这个坐标便是Z坐标；坐标；若在摆动的范围内与多个座标平行，则取若在摆动的范围内与多个座标平

19、行，则取垂直于工件装夹面的方向为垂直于工件装夹面的方向为Z座标。座标。29ZZ30主要内容31立式5轴数控铣床的座标系 主要内容32主要内容在刀具旋转的机床上在刀具旋转的机床上 铣床、钻床、镗床等；铣床、钻床、镗床等；pZ轴水平（卧式）：轴水平（卧式）： 则从刀具则从刀具(主轴后端主轴后端)向工向工件看时，件看时，X座标的正方向指座标的正方向指向右边向右边。（2）X轴的确定轴的确定X轴轴平行平行于工件装夹面且于工件装夹面且与与Z轴垂直轴垂直，通常呈水平方向。，通常呈水平方向。33主要内容pZ轴垂直（立式）：轴垂直（立式）：l单立柱机床，单立柱机床，从刀具向立柱看时，从刀具向立柱看时，X的正方向

20、指的正方向指向右边；向右边；立式立式5 5轴数控铣床的坐标系轴数控铣床的坐标系 34主要内容l双立柱机床双立柱机床(龙门机床龙门机床)，从刀具向左立柱看时，从刀具向左立柱看时，X轴的正方向指向右边。轴的正方向指向右边。pZ轴垂直（立式）：轴垂直（立式）：35主要内容在工件旋转的机床上（车床、磨床等）。在工件旋转的机床上（车床、磨床等）。X轴的运动方向是轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖工件的径向并平行于横向拖板板，且且刀具离开工件刀具离开工件旋转中心的方向是旋转中心的方向是X轴的正方轴的正方向。向。 36X、Z轴的正方向确定后，轴的正方向确定后，Y轴可按轴可按右手直角笛卡右手直角笛卡尔直角

21、坐标系来判定。尔直角坐标系来判定。（3）Y轴的确定轴的确定+Y+Y+Y+X+Z+X+Z+C+B+A+X+Z+X+Z+Y+A+B+C+C+A+B+A、+B 或+C+X、+Y 或+Z卧式镗床卧式镗床37ZZXX38主要内容旋转或摆动运动中旋转或摆动运动中A、B、C的正方向分别沿的正方向分别沿X、Y、Z轴的右螺旋前进的方向。轴的右螺旋前进的方向。（4 4）旋转或摆动轴确定）旋转或摆动轴确定 393机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与工件坐标系2.1.4数控机床坐标系数控机床坐标系 编程总是基于某一坐标系统的，因此，弄清楚数控机床编程总是基于某一坐标系统的，因此，弄清楚数控机床坐标系和工件坐标系的概念及

22、相互关系是至关重要的。坐标系和工件坐标系的概念及相互关系是至关重要的。l 坐标系的三要素坐标系的三要素轴轴-X、Y、Z；A、B、C；U、V、W。原点原点-机床或工件坐标系的原点。机床或工件坐标系的原点。单位单位-编程单位、脉冲当量。编程单位、脉冲当量。最小设定单位最小设定单位：数控系统能实现的最小位移量，又称脉冲当量数控系统能实现的最小位移量，又称脉冲当量（0.010.0001mm）。）。编程时，所有的编程尺寸都应转换成与最小设定单位相对应的数量。编程时，所有的编程尺寸都应转换成与最小设定单位相对应的数量。40机床原点：机床原点：是机床坐标系的零点是机床坐标系的零点. . 这这个原点是在机床调

23、试完成后便确定了，个原点是在机床调试完成后便确定了，是机床上固有的点是机床上固有的点( (见机床说明书见机床说明书) )，不不能随意改变能随意改变. . 机床原点的建立：机床原点的建立： 用回零运行方式建立用回零运行方式建立. . （1）机床坐标系与机床原点）机床坐标系与机床原点41 在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处主轴中心线的交点处。a. 数控车床的原点数控车床的原点42 在数控铣床上，机床原点一般取在在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z坐标坐标的的正方向极限位置正方向极限位置上。上。 b. 数控铣床的原点数控铣床的原点4

24、3机床坐标系机床坐标系以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有的以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有的座标系，座标系，它具有唯一性它具有唯一性. . 机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐标系的机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐标系的参参考坐标系考坐标系. . 注意：注意：机床坐标系一般不作为编程坐标系机床坐标系一般不作为编程坐标系, ,仅作为工件仅作为工件坐标系的参考坐标系坐标系的参考坐标系( (即编程坐标与机床坐标系平行但即编程坐标与机床坐标系平行但不重合不重合). ). （1）机床坐标系与机床原点）机床坐标系与机床原点44（2）工件坐标系与工件原点）工件坐标系与工件原点p 工件坐

25、标系：工件坐标系：以工件原点为零点建立的一个坐标系，以工件原点为零点建立的一个坐标系，编程时，所有的尺寸都以此坐标系为准来计算编程时，所有的尺寸都以此坐标系为准来计算.p 是编程人员在编制零件加工程序时使用的坐标系，是编程人员在编制零件加工程序时使用的坐标系，可根据零件图纸自行确定，用于确定工件几何图形可根据零件图纸自行确定，用于确定工件几何图形上点、直线、圆弧等各几何要素的位置。上点、直线、圆弧等各几何要素的位置。 p 工件原点：工件原点：为编程方便在零件、或工装夹具上选定为编程方便在零件、或工装夹具上选定的某一点的某一点. 工件坐标系的原点或称为工件零点，可用程序指令工件坐标系的原点或称为

26、工件零点，可用程序指令来设置和改变来设置和改变; ;l 在一个加工程序中可一次或多次设定或改变工件原在一个加工程序中可一次或多次设定或改变工件原点点。在加工时通过在加工时通过G指令进行变换指令进行变换. 4546主要内容关系关系: : 坐标轴互相平行，方向也相同，但原点不同；坐标轴互相平行，方向也相同，但原点不同；处理办法处理办法: : 将两原点间的距离预储存在数控装置中将两原点间的距离预储存在数控装置中, , 在加工过程中在加工过程中, , 系统便可按机床坐标系确定加工时的系统便可按机床坐标系确定加工时的坐标值坐标值. .工件随夹具在机床上安装后，要测量工件随夹具在机床上安装后，要测量工件原

27、点工件原点与与机机床原点床原点间的距离，此距离称为间的距离，此距离称为工件原点偏置工件原点偏置 。机床坐标系与工件坐标系的关系机床坐标系与工件坐标系的关系47Y轴轴偏偏置置量量X轴偏置量轴偏置量工件原点工件原点Z轴偏置量轴偏置量Y轴轴机床原点机床原点X轴轴Z轴轴卧式数控机床的坐标系卧式数控机床的坐标系主要内容X轴轴Z轴轴偏偏置置量量Y轴轴Y轴偏置量轴偏置量X轴偏置量轴偏置量机床原点机床原点工件原点工件原点立式数控机床的坐标系立式数控机床的坐标系Z轴轴l工件原点偏置：工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离。件原点与机床原点间的距离。48 绝

28、对坐标系：绝对坐标系：在这种坐标系中在这种坐标系中, 工件所有点工件所有点的坐标值基于固定的坐标系的坐标值基于固定的坐标系(机床或工件机床或工件)的的 原点来确定原点来确定. 相对坐标系：相对坐标系：在这种坐标系中在这种坐标系中, 运动轨迹的运动轨迹的终点坐标值是相对于起点计算的终点坐标值是相对于起点计算的. 例如例如(转下一页转下一页)3、绝对坐标编程和相对、绝对坐标编程和相对(增量增量)坐标坐标 49例如例如: 在在a)图的绝对坐标系中图的绝对坐标系中, B点的坐标值为点的坐标值为(25, 50); 在在b)图的增量坐标系中图的增量坐标系中, B点的坐标值为点的坐标值为(15,30).50

29、 (1) (1)最小设定单位最小设定单位( (脉冲当量、分辨率脉冲当量、分辨率):): 指数控系统指数控系统能实现的最小位移量能实现的最小位移量. . 它是数控它是数控机床的一个重要技术指标机床的一个重要技术指标. 一般为一般为 0.0001 0.00010.010.01mm，(2)(2)编程尺寸表示方法：编程尺寸表示方法： 以最小设定单位来表示；以最小设定单位来表示； 以毫米为单位来表示以毫米为单位来表示.4、最小设定单位与编程尺寸的表示法、最小设定单位与编程尺寸的表示法515、机床参考点、机床参考点 机床参考点机床参考点与机床原点相对应的还有一与机床原点相对应的还有一个机床参考点（个机床参

30、考点（reference point），它也是），它也是机床上的一个固定点，一般为机床各坐标轴机床上的一个固定点，一般为机床各坐标轴的正极限位置，它不同于机床原点。的正极限位置，它不同于机床原点。 确定方法：确定方法：通过机床正确返回参考点，数控通过机床正确返回参考点，数控系统才能确定机床的原点位置，正确建立机系统才能确定机床的原点位置，正确建立机床坐标系。床坐标系。 加工中心的参考点：加工中心的参考点：一般为机床的自动换刀一般为机床的自动换刀位置。位置。522.1.5 加工程序结构与格式加工程序结构与格式。由若干程序段组成。由若干程序段组成。O0001；程序名程序名N10G92X0Y0Z20

31、0.0；N20G90G00X50.0Y60.0S300M03；N30G01X10.0Y50.0F150；N110M30；程序结束指令程序结束指令1加工程序的构成加工程序的构成若若干干程程序序段段 53p程序名程序名程序名是一个程序必需的标识符。程序名是一个程序必需的标识符。组成：组成：由地址符后带若干位数字组成。由地址符后带若干位数字组成。地址符常见的有：地址符常见的有：“%”、“O”、“P”等，视具体数控系统等，视具体数控系统而定。而定。西门子系统和西门子系统和国产华中国产华中I型系统型系统“%”，日本，日本FANUC系统系统“O”，AB8400系统用系统用P。后面所带的数字一般为后面所带的

32、数字一般为48位。如：位。如：%2000p程序体程序体表示数控加工要完成的全部动作，是整表示数控加工要完成的全部动作，是整个程序的核心。个程序的核心。组成：组成：它由许多它由许多程序段程序段组成组成p程序结束程序结束用指令用指令M02或或M30，结束整个程序的运行。，结束整个程序的运行。1加工程序的构成加工程序的构成54程序段：程序段：表示一个完整的加工工步或加工动作。表示一个完整的加工工步或加工动作。程序段格式程序段格式是指一个程序段中指令字的排列顺序和是指一个程序段中指令字的排列顺序和表达方式。表达方式。2程序段的格式程序段的格式5556常用地址码及其含义常用地址码及其含义57在一个零件的

33、加工程在一个零件的加工程序中，若有序中，若有一定量的连一定量的连续的程序段在几处完全续的程序段在几处完全重复出现重复出现，则可将这些，则可将这些重复的程序串重复的程序串单独抽出单独抽出来来，按一定的格式做，按一定的格式做成成子程子程序序。 3、主程序和子程序、主程序和子程序58主要内容 O1000；M98P0020;M30;O0020； M98P0010M99;O0010；M99;子程序子程序主程序主程序子程序子程序59p常用编程指令常用编程指令准备功能准备功能G代码代码；p准备功能准备功能M代码以及代码以及F、S、T代码。代码。2.2 数控编程中的常用指令数控编程中的常用指令602.2 数控

34、编程中的常用指令数控编程中的常用指令pG代码（或代码（或G指令）指令）是使机床或数控系统建立起某是使机床或数控系统建立起某种加工方式，为种加工方式，为插补运算作好准备的工艺指令插补运算作好准备的工艺指令。如：如：坐标平面选择、插补方式的指定、刀具补偿的坐标平面选择、插补方式的指定、刀具补偿的指定、孔加工等固定循环功能的指定等。指定、孔加工等固定循环功能的指定等。l G代码组成代码组成：以地址：以地址G后跟两位数字组成，常用的后跟两位数字组成，常用的有有G00G99。l 高档数控系统：高档数控系统：已扩展到已扩展到3位，甚至带小数点。位，甚至带小数点。2.2.1准备功能准备功能G代码代码61G代

35、码说明：代码说明： G代码代码分为分为模态代码模态代码和和非模态代码非模态代码。l模态模态G指令指令：该代码在一个程序段中被使用后该代码在一个程序段中被使用后就一直有效，直到出现同组中的其它任一就一直有效，直到出现同组中的其它任一G代码代码时才失效。时才失效。例如：例如：G01X100Y100X200Y300G00X290Y220l非模态非模态G指令：指令：仅在出现的程序段中有效，每次仅在出现的程序段中有效，每次使用时必须使用时必须重新指定重新指定。例如：。例如：G0462彼此没有逻辑冲突的彼此没有逻辑冲突的不同组的代码不同组的代码可以在可以在同一同一程序段中使用程序段中使用。N25G90G0

36、1G54X100Y100同组的代码同组的代码不可以在同一程序段中使用，如果不可以在同一程序段中使用，如果使用后一个代码有效。使用后一个代码有效。N25G90G00G01G54X100Y100G指令通常位于程序段中指令通常位于程序段中尺寸字之前尺寸字之前。63例例:N010G90G00X16S600T01M03；N020G01X8Y6F100；N030X0Y0；642.2 数控编程中的常用指令数控编程中的常用指令6566常用常用G指令指令l坐标编程方式指令坐标编程方式指令 l运动轨迹控制指令运动轨迹控制指令l刀具补偿指令刀具补偿指令l坐标系指定指令坐标系指定指令l其它指令其它指令2.2 数控编程

37、中的常用指令数控编程中的常用指令67p说明：说明：p、G90表示程序段的表示程序段的坐标字坐标字按按绝对坐标绝对坐标编程编程 ，G91表示程序段的表示程序段的坐标字坐标字按按增量坐标增量坐标编程编程 p、对绝对坐标系、对绝对坐标系，若后一程序段的某一尺寸值同上一程序段若后一程序段的某一尺寸值同上一程序段相同，可省略不写，相同，可省略不写，对增量坐标系，对增量坐标系，若后一程序段的某一尺若后一程序段的某一尺寸值为零，可省略不写。寸值为零，可省略不写。p、G90、G91为模态功能，可相互注销，为模态功能，可相互注销，G90为缺省值为缺省值。1、坐标编程方式指令、坐标编程方式指令（G90、G91）（

38、1）绝对绝对坐标坐标和增量和增量坐标坐标编程指令编程指令G90/G91lG90绝对坐标编程选择绝对坐标编程选择lG91相对坐标编程选择相对坐标编程选择681、坐标编程方式指令、坐标编程方式指令（G90、G91）例：例：绝对坐标指令：绝对坐标指令：相对坐标指令：相对坐标指令：XY70.030.040.0100.0终点终点起点起点G90G01X40.0Y70.0F100G91G01X-60.0Y40.0F10069用绝对坐标编程用绝对坐标编程:O0050N0010 G92 X28 Y20;N0020 G90 G00 X16 S600 T01 M03;N0030 G01 X-8 Y8 F100;N0

39、040 X0 Y0;N0050 X16 Y20;N0060 G00 X28 M02;XAPB0Y12816128例：例：铣削下图零件，设铣削下图零件，设P P点为起刀点，刀具由点为起刀点，刀具由 P P点快点快进到进到A A点，然后沿点，然后沿A-B-O-AA-B-O-A方向铣削，再快退至方向铣削，再快退至P P点点. . 70用相对用相对(增量增量)坐标编程坐标编程:O0050N0010 G92 X28 Y20;N0020 G91 G00 X-12 S600 T01 M03;N0030 G01 X-24 Y-12 F100;N0040 X8 Y-8;N0050 X16 Y20;N0060 G

40、00 X12 Y0 M02;XAPB0Y1281612871(2)(2)工件坐标系设定指令工件坐标系设定指令G92 当采用绝对坐标编程时，首先需要建立工件坐标系。当采用绝对坐标编程时，首先需要建立工件坐标系。建立方法：建立方法：通过设定通过设定刀具起始点刀具起始点在在工件坐标系工件坐标系中的中的坐标值坐标值来建立工件坐标系。来建立工件坐标系。 l程序段格式：程序段格式：G92X_Y_Z_；X、Y、Z：刀具起始点刀具起始点相对于工件原点的坐标值。相对于工件原点的坐标值。 1、坐标编程方式指令、坐标编程方式指令（G90、G91）72G92说明：说明：lG92指令仅用于指令仅用于设定工件坐标系设定工

41、件坐标系，并，并不使刀具或不使刀具或工件产生运动工件产生运动，只是显示屏上的坐标值发生变化；，只是显示屏上的坐标值发生变化；l 编程时，编程时，第一个程序段就用第一个程序段就用G92设定设定对刀点对刀点到到工工件原点件原点的距离，以确定的距离，以确定对刀点与工件坐标系间的对刀点与工件坐标系间的相对位置关系相对位置关系。l 加工开始刀具必须在对刀的位置。加工开始刀具必须在对刀的位置。1、坐标编程方式指令、坐标编程方式指令（G90、G91）73（X 200，Y 20）工件刀具起始点刀具起始点工件坐标系机床坐标系机床坐标系200160120804012010080604020OOXYYX主要内容工件

42、坐标系设定指令工件坐标系设定指令G92示例示例G92X160.0Y-20.0；742、运动轨迹控制方式指令、运动轨迹控制方式指令（G00G01G02G03）（1）快速定位指令快速定位指令G00使刀具使刀具以点位控制方式以点位控制方式从刀具所在点从刀具所在点以最快速度以最快速度移动到坐标系的另一点。移动到坐标系的另一点。格式：格式： G00X_Y_Z_说明：说明：1、 X、Y、Z：目标点坐标；目标点坐标；2、G00运动轨迹视具体数控机床而议，无运动轨迹要求；运动轨迹视具体数控机床而议，无运动轨迹要求；3、指令了指令了G00的程序段不需要指定进给速度的程序段不需要指定进给速度F；4、G00移动的速

43、度已由生产厂家设定好，一般不允许修改。移动的速度已由生产厂家设定好，一般不允许修改。5、G00是模态指令，直到遇到是模态指令，直到遇到G02、G03才失效。才失效。G90G00X100Y10Z150G91G00X10Y-100Z-13075（2)直线插补指令直线插补指令G01 指令刀具以指令刀具以联动的方式联动的方式，按，按F规定的合成进给速度规定的合成进给速度，从，从当当前位置前位置移动到程序段移动到程序段指令的终点指令的终点，插补加工出，插补加工出任意斜任意斜率的直线率的直线。 格式：格式：G01X_Y_Z_F_ 说明：说明：1、刀具的当前位置是直线的起点，刀具的当前位置是直线的起点，在程

44、序段中在程序段中指定的是终点的坐标值；指定的是终点的坐标值；2、G01程序段中程序段中必须指定进给速度必须指定进给速度F；3、G01与与F都是都是模态指令模态指令。例例1：G90G01X100Y100Z100F200例例2：G91G01X-100Y130Z110F2002.2 数控编程中的常用指令数控编程中的常用指令76P1XZ2040100P2P3P00例例1、采用绝对坐标编程时，直线插补程序段为采用绝对坐标编程时，直线插补程序段为N10G92X160Z100；（坐标系设定）（坐标系设定）刀具快速移动到刀具快速移动到P1，主轴转速，主轴转速S=500r/minN20G00X50.0Z2.0S

45、500.0M03；以以F=100mm/min的进给速度从的进给速度从P1到到P2N30G01Z-40.0F100.0；从从P2到到P3N40X80.0Z-60.0；从从P3到到P0快速移动快速移动N50G00X160.0Z100.0；注意：注意：车削编程中，车削编程中，X一般采用直径值编写一般采用直径值编写. 77P1XZ2040100P2P3P00采用增量坐标（用采用增量坐标（用U、W表示）编程时，程序段表示）编程时，程序段为：为：刀具快速移动到刀具快速移动到P1，主轴转速，主轴转速S=500r/minN30G00U-110.0W-98.0S500.0M03；以以F=100mm/min的进给

46、速度从的进给速度从P1到到P2N40G01W-42.0F100.0；从从P2到到P3N50U30.0W-20.0；从从P3到到P0快速移动快速移动N60G00U80.0W160.0；78G02：顺时针圆弧插补。顺时针圆弧插补。G03：逆时针圆弧插补。逆时针圆弧插补。p顺、逆方向判别规则：顺、逆方向判别规则：沿垂直于圆弧所在平沿垂直于圆弧所在平面的坐面的坐标轴标轴从正向往负向看从正向往负向看 ，来判别圆弧的顺、逆时针来判别圆弧的顺、逆时针方向。方向。模态功能模态功能G03G02G03G02G02G03G19G18G17XYZ2.2 数控编程中的常用指令数控编程中的常用指令(3)圆弧插补指令圆弧插

47、补指令（G02、G03）79p程序段格式：程序段格式：XY平面：平面：G17X_a_Y_b_()F_f_；ZX平面：平面：G18X_a_Z_c_()F_f_；YZ平面：平面：G19Y_b_Z_c_()F_f_；_ _RIJ_ _RIK_ _RJK(3)圆弧插补指令圆弧插补指令（G02、G03）+IJ圆弧中心()刀具起点刀具终点刀具终点刀具起点()圆弧中心JI+（a）顺圆（）顺圆（G17G90G02）（b）逆圆（）逆圆（G17G90G03）80 O X Y G03 G02 G17 圆心 终点 (X, Y) 起点 J I O X Y 说明说明: : 圆弧的圆弧的终点坐标，终点坐标，由由X、Y、Z的

48、数值指定的数值指定.程序段中的程序段中的圆心坐标圆心坐标有两种表示方法有两种表示方法:81圆心的位置通常有以下圆心的位置通常有以下2 2种表示方法：种表示方法：用由起点指向圆心的向量在用由起点指向圆心的向量在X,Y,Z轴上的投影轴上的投影I,J,K表示表示.用半径用半径R表示表示(R 用代数值用代数值).当当AB180o时，时，R取正值；取正值；当当180oAB360o时时,R 取负值取负值.注意注意:用半径用半径R编程时，不能描述整圆编程时，不能描述整圆.82例：在图例：在图中，当圆弧中，当圆弧A的起点为的起点为P1，终点为，终点为P2，圆弧插补程，圆弧插补程序段为：序段为：G02X321.

49、65Y280I40J140F50或：或：G02X321.65Y280R-145.6F50当圆弧当圆弧A的起点为的起点为P2，终点为，终点为P1时，圆弧插补程序段为：时，圆弧插补程序段为：G03X160Y60I-121.65J-80F50或：或：G03X160Y60R-145.6F5083 O X Y G02 G17 G90 G02 X60 Y10 I40 J0 F300 (60,10) (20,10) G91 G02 X0 Y0 I40 J0 F300 84例：例：铣削如图所示铣削如图所示R20R20圆孔圆孔. . 起刀点在坐标原点起刀点在坐标原点O O，加工时刀具快进至加工时刀具快进至A A

50、，沿逆时针方向以，沿逆时针方向以100mm/min100mm/min速速度切削整圆至度切削整圆至A A，再快速返回原点，再快速返回原点. . 解解: : 用绝对坐标编程用绝对坐标编程O0001N0010 G92 X0 Y0;N0020 G90 G00 X20 Y0 S300 T01 M03;N0030 G03 X20 Y0 I-20 J0 F100;N0040 G00 X0 Y0 M02;YXR200AG0385图图2-8 2-8 刀具补偿刀具补偿3刀具补偿指令刀具补偿指令86问题问题2：编程轨迹和编程轨迹和刀具中心是否一致？刀具中心是否一致？问题问题1：刀具按照图示轨刀具按照图示轨迹加工零件

51、的尺寸是否迹加工零件的尺寸是否合格？合格？问题问题3：按刀具中心按刀具中心轨迹编程可以解决问轨迹编程可以解决问题？题？那么，怎样才能按照零件轮廓编程那么，怎样才能按照零件轮廓编程加工出合格产品呢加工出合格产品呢 ？87刀具中心轨迹和工件轮廓不重合；刀具中心轨迹和工件轮廓不重合； 刀具半径补偿的必要性刀具半径补偿的必要性刀具半径补偿功能时，数控编程只需按工件轮廓刀具半径补偿功能时，数控编程只需按工件轮廓进行，数控系统会自动计算刀心轨迹，使刀具偏离进行，数控系统会自动计算刀心轨迹，使刀具偏离工件轮廓一个半径值，即进行刀具半径补偿。工件轮廓一个半径值，即进行刀具半径补偿。当零件形状复杂时，按照刀具的

52、中心轨迹编程，当零件形状复杂时，按照刀具的中心轨迹编程，其计算相当大；其计算相当大；当刀具磨损、重磨或换新刀具而使刀具直径变化当刀具磨损、重磨或换新刀具而使刀具直径变化时，必须重新计算刀具中心轨迹，修改程序，这样时，必须重新计算刀具中心轨迹，修改程序，这样既繁琐，又不易保证加工精度；既繁琐，又不易保证加工精度；88p为了方便编程以及增加程序的通用性，数控机床编为了方便编程以及增加程序的通用性，数控机床编程时，一般都不考虑实际使用的刀具长度和半径，程时，一般都不考虑实际使用的刀具长度和半径，在在编制程序时可以不需要按刀具中心轨迹编程，而直接编制程序时可以不需要按刀具中心轨迹编程，而直接按轮廓编程

53、。按轮廓编程。p 加工前通过操作面板输入补偿值后加工前通过操作面板输入补偿值后，数控系统会自，数控系统会自动计算刀具中心轨迹，并令动计算刀具中心轨迹，并令刀具按中心轨迹运动刀具按中心轨迹运动。p实际加工时，必须通过实际加工时，必须通过刀具补偿指令刀具补偿指令，使数控机床，使数控机床根据根据实际使用的刀具尺寸实际使用的刀具尺寸，自动调整各坐，自动调整各坐 标轴的移动标轴的移动量，确保量，确保实际加工轮廓和编程轨迹完全一致实际加工轮廓和编程轨迹完全一致。这一功。这一功能能, ,称为刀具补偿功能。称为刀具补偿功能。3刀具补偿指令刀具补偿指令893刀具补偿指令刀具补偿指令1）刀具半径补偿指令）刀具半径

54、补偿指令（G41/G42、G40）程序段格式为程序段格式为:G00/G01G41/G42X_Y_D（H）xxF_；G00（或（或G01）G40X_Y_；90p G41与与G42的判断方法是：的判断方法是：迎着垂直于补偿平面的迎着垂直于补偿平面的坐标轴的正方向，向刀具的移动方向看过去，坐标轴的正方向，向刀具的移动方向看过去，当刀具当刀具处在切削轮廓左侧时，称为刀具半径左补偿，用处在切削轮廓左侧时，称为刀具半径左补偿，用G41表示；表示；当刀具在切削轮廓的右侧时，称为刀具半径右当刀具在切削轮廓的右侧时，称为刀具半径右补偿，用补偿，用G42表示。表示。G41G42+Y+X91G40G41G42指令指

55、令刀具半补偿指令刀具半补偿指令 刀刀具右补偿具右补偿G42刀具左补偿刀具左补偿G4192 刀具半径补偿的过程分三步：刀具半径补偿的过程分三步： 刀补建立、刀补进行和刀补取消。刀补建立、刀补进行和刀补取消。 p 刀具半径补偿的过程刀具半径补偿的过程指刀具从起点接近工指刀具从起点接近工件时，刀具中心从与编程件时，刀具中心从与编程轨迹重合过渡到与编程轨轨迹重合过渡到与编程轨迹偏离一个偏置量的过程。迹偏离一个偏置量的过程。该过程的实现必须有该过程的实现必须有G00G00或或G01G01功能才有效。功能才有效。刀补建立刀补建立刀具中心轨迹刀具中心轨迹刀具起始点刀具起始点建立补偿段建立补偿段r93在在G4

56、1或或G42程序段后，程序进入补偿模式，此程序段后，程序进入补偿模式，此时刀具中心与编程轨迹始终相距一个偏置量，直到时刀具中心与编程轨迹始终相距一个偏置量，直到刀补取消。刀补取消。刀补进行刀补进行刀具离开工件，刀具中刀具离开工件，刀具中心轨迹过渡到与编程轨迹重心轨迹过渡到与编程轨迹重合的过程称为刀补取消，刀合的过程称为刀补取消，刀补的取消用补的取消用G40或或D00来执来执行。行。刀补取消刀补取消编程轨迹编程轨迹刀具中心轨迹刀具中心轨迹刀补取消段刀补取消段r94 YXO 70602020ABCDEFGR40R4012010040 O例例;铣削加工如图所示的轮廓，采用铣削加工如图所示的轮廓，采用

57、20的立式铣刀。的立式铣刀。O0010N010G92X0Y0；N020G91G00G42X70Y40D01S800M03M08；N030G01X80Y0F100；N040G03X40Y40I0J40；N050G01Y60；N060X-20；N070G02X-80I-40；N080G01X-20；N090Y-100；N100G00G40X-70Y-40M05M09M02；952）刀具长度补偿建立与取消指令）刀具长度补偿建立与取消指令刀具长度补偿的必要性刀具长度补偿的必要性数控铣床或加工中心所使用的刀具，每把刀具的数控铣床或加工中心所使用的刀具，每把刀具的长度都不相同，同时，由于刀具的磨损或其他原

58、长度都不相同，同时，由于刀具的磨损或其他原因引起刀具长度发生变化，使用刀具长度补偿指因引起刀具长度发生变化，使用刀具长度补偿指令，可使每一把刀具加工出来的深度尺寸都正确。令，可使每一把刀具加工出来的深度尺寸都正确。功能：功能：用于刀具轴向（用于刀具轴向（Z方向）补偿，可使刀具方向）补偿，可使刀具在在Z方向上的实际位移大于或小于程序给定值。方向上的实际位移大于或小于程序给定值。格式格式G00/G01X_Y_Z_G43/G44H_F_;G49G00/G01X_Y_Z_;96 说明：说明：G43：正向偏置正向偏置(补偿轴终点加上偏置值补偿轴终点加上偏置值)；G44：负向偏置负向偏置(补偿轴终点减去偏

59、置值补偿轴终点减去偏置值)；X、Y、Z：即刀补建立或取消的终点；：即刀补建立或取消的终点；H：G43/G44的参数，即刀具长度补偿偏置号的参数，即刀具长度补偿偏置号(H00H99)，它代表了刀具表中对应的长度补偿值。，它代表了刀具表中对应的长度补偿值。长度补偿值是编程时的刀具长度和实际使用的刀长度补偿值是编程时的刀具长度和实际使用的刀具长度之差。具长度之差。G49：取消刀具长度补偿；取消刀具长度补偿；G43、G44、G49都是模态代码，可相互注销。都是模态代码，可相互注销。97正偏置：正偏置：G43：Z实际值实际值=Z指令值指令值+（H）负偏置：负偏置：G44：Z实际值实际值=Z指令值指令值（

60、H）983）刀具补偿功能应用的优点）刀具补偿功能应用的优点（1 1）简化编程工作量）简化编程工作量 刀具因磨损、重磨、换新刀、刀具安装有误差时，而引起刀具因磨损、重磨、换新刀、刀具安装有误差时，而引起刀具直径改变后，不必修改程序，只需在刀具参数设置中输刀具直径改变后，不必修改程序，只需在刀具参数设置中输入变化后的刀具半径或磨损量。入变化后的刀具半径或磨损量。 如图所示，如图所示，1为未磨损刀具，为未磨损刀具，2为磨损后刀具，两者尺寸不同，为磨损后刀具，两者尺寸不同，只需将刀具参数表中的刀具半径只需将刀具参数表中的刀具半径由由r1改为改为r2，即可适用同一程序。，即可适用同一程序。99（2 2）