第二章数控编程原理

1、 数控机床之所以能够自动地加工出符合图纸要求的数控机床之所以能够自动地加工出符合图纸要求的零件，其关键是我们将载有零件加工信息的载体即控制零件，其关键是我们将载有零件加工信息的载体即控制介质输入到它的数控装置，这样它才能实现人的意愿。介质输入到它的数控装置，这样它才能实现人的意愿。因此，控制介质的制备是数控机床工作之前所必须做的因此，控制介质的制备是数控机床工作之前所必须做的准备工作。准备工作。通常，我们把从有了零件图后到获得控制介通常，我们把从有了零件图后到获得控制介质的全过程称为质的全过程称为。数控机床的程序编制有两种。数控机床的程序编制有两种方式：方式：手工编程手工编程和和自动编程自动编

2、程。本章主要讲述用这两种方。本章主要讲述用这两种方式制备控制介质的过程和方法。式制备控制介质的过程和方法。 一、程序编制的一般过程一、程序编制的一般过程 工艺处理1）确定装夹方法和对刀点分析零件图纸，选择装夹方法和定位基准分析零件图纸，选择装夹方法和定位基准 是刀具加工零件时，刀具相对零件运是刀具加工零件时，刀具相对零件运动的起点，因此对刀点动的起点，因此对刀点也叫程序的坐标零点也叫程序的坐标零点。对刀。对刀点可以定在零件上，也可以定在零件外，但点可以定在零件上，也可以定在零件外，但必须与必须与零件的定位基准有一定的关系零件的定位基准有一定的关系，这样才能确定机床，这样才能确定机床坐标系与零件

3、坐标之间的关系坐标系与零件坐标之间的关系 2）确定加工路线就是加工过程中刀具运动的轨迹就是加工过程中刀具运动的轨迹 加工路线的选取加工路线的选取：保证零件的加工精度和表面粗糙度保证零件的加工精度和表面粗糙度 使数值计算工作简单、程序段少使数值计算工作简单、程序段少 应使加工路线最短应使加工路线最短 加工精度高加工精度低3）选择刀具和确定切削用量选择刀具的要求是选择刀具的要求是： 安装调整方便，刚性好，精度高，耐用度好。对于粗安装调整方便，刚性好，精度高，耐用度好。对于粗精加工，可以采用不同的刀具精加工，可以采用不同的刀具 切削用量切削用量： 包括包括等。当粗等。当粗加工、精加工、钻孔、攻丝、拐

4、角处铣削等切削用量不同加工、精加工、钻孔、攻丝、拐角处铣削等切削用量不同时，都应编在程序单内。具体数值应根据机床使用说明书时，都应编在程序单内。具体数值应根据机床使用说明书和切削原理中有关方法，并结合实践予以确定和切削原理中有关方法，并结合实践予以确定 4）确定编程中的工艺指令大体上分为两大类大体上分为两大类 ： 一类是准备性工艺指令一类是准备性工艺指令为插补运算做好准备的工艺指令；如为插补运算做好准备的工艺指令；如G00 另一类是辅助性工艺指令另一类是辅助性工艺指令 与插补运算无关，如主轴的起停、正反转等，与插补运算无关，如主轴的起停、正反转等，如：如：M02 5）确定程序编制中的误差程序编

5、制中的误差由三部分组成程序编制中的误差由三部分组成PP=f f（a a，b b，c c）式中式中 a a逼近误差：即采用近似计算方法逼近零件轮廓逼近误差：即采用近似计算方法逼近零件轮廓 时产生的误差；时产生的误差； b b插补误差：即采用插补段插补误差：即采用插补段( (直线，圆弧等直线，圆弧等) )逼近逼近 零件轮廓曲线时产生的误差；零件轮廓曲线时产生的误差； c c圆整误差：即在编程数据处理时，把小数圆整圆整误差：即在编程数据处理时，把小数圆整 成脉冲数而产生的误差。成脉冲数而产生的误差。 在零件图中给出的允许公差，分配给编程的只是一小部分。在零件图中给出的允许公差，分配给编程的只是一小部

6、分。因为数控机床的加工误差还包括：控制系统误差、伺服系统误因为数控机床的加工误差还包括：控制系统误差、伺服系统误差、零件的定位误差、对刀误差以及刀具和机床弹性变形误差，差、零件的定位误差、对刀误差以及刀具和机床弹性变形误差，其中伺服系统和零件定位误差是主要的，其中伺服系统和零件定位误差是主要的，一般取编程误差一般取编程误差P为为允许公差的允许公差的15110 数值计算 各几何元素之间的连接点称为各几何元素之间的连接点称为基点基点 ，在相邻在相邻基点间只能是一个几何元素基点间只能是一个几何元素 在一次插补的数控系统中，任一几何元素均以在一次插补的数控系统中，任一几何元素均以直线逼近应根据允许编程

7、误差，将曲线分割成若直线逼近应根据允许编程误差，将曲线分割成若干段直线，相邻两直线的交点称为干段直线，相邻两直线的交点称为节点节点。显然，。显然，由直线组成的零件轮廓其基点也就是节点由直线组成的零件轮廓其基点也就是节点 基点节点1）基点和节点 对于没有刀具偏移运动的数控系统，应计算出刀具对于没有刀具偏移运动的数控系统，应计算出刀具中心轨迹的基点和节点。而在一次插补的数控系统中，中心轨迹的基点和节点。而在一次插补的数控系统中，虽然具有刀具偏移功能，但除要求算出零件轮廓的基点虽然具有刀具偏移功能，但除要求算出零件轮廓的基点和节点外，往往还要求算出刀具中心轮廓的基点和节点和节点外，往往还要求算出刀具

8、中心轮廓的基点和节点 2）刀具中心轨迹的计算不同的数控系统有不同的辅助计算：不同的数控系统有不同的辅助计算： 对于增量坐标的数控对于增量坐标的数控系统，应该计算出后一节点相系统，应该计算出后一节点相对于前一节点的增量值对于前一节点的增量值 数值计算是以毫米数值计算是以毫米(mm)为单位进行的，为单位进行的，而数控系统要求输入脉冲数，故应将计算数值换算而数控系统要求输入脉冲数，故应将计算数值换算为脉冲数为脉冲数 由对刀点到切入点的程序，由由对刀点到切入点的程序，由切削完了返回到对刀点的程序都是切削完了返回到对刀点的程序都是辅助程序辅助程序。在数。在数值计算中，也应算出辅助程序所需数据值计算中，也

9、应算出辅助程序所需数据 XYOBCDA3）辅助计算编写程序单 根据计算出根据计算出的数值和已确定的数值和已确定的运动顺序、刀的运动顺序、刀号、切削参数以号、切削参数以及辅助动作，按及辅助动作，按照数控装置规定照数控装置规定使用的功能指令使用的功能指令代码及程序段格代码及程序段格式，逐段编写加式，逐段编写加工程序单。在程工程序单。在程序段之前加上程序段之前加上程序的顺序号，在序的顺序号，在其后加上程序段其后加上程序段结束符号结束符号 程序单编写完之后，还必须将其内程序单编写完之后，还必须将其内容记录在控制介质上，作为数控机床数容记录在控制介质上，作为数控机床数控装置的输入信息。控制介质多为穿孔控

10、装置的输入信息。控制介质多为穿孔带，也可以是磁带。对于有的数控机床带，也可以是磁带。对于有的数控机床也可以将程序单的内容直接用数控装置也可以将程序单的内容直接用数控装置的键盘输入存储的键盘输入存储 制备控制介质程序校验和首件试切 程序单和程序介质制备完毕后必须经过程序单和程序介质制备完毕后必须经过校验和试切才能正式输入使用。校验和试切才能正式输入使用。一般方法一般方法是是。但这些方法只能检查运动是否。但这些方法只能检查运动是否正确，不能检查由于刀具调整不当或编程计正确，不能检查由于刀具调整不当或编程计算不准而造成的工件误差的大小。因此，算不准而造成的工件误差的大小。因此，。它不仅可检查出程序单

11、和控制介质的错误，它不仅可检查出程序单和控制介质的错误，还可知道加工精度是否符合要求。当发现尺还可知道加工精度是否符合要求。当发现尺寸有误差时，应分析错误的性质，或者修改寸有误差时，应分析错误的性质，或者修改程序单，或者进行尺寸补偿程序单，或者进行尺寸补偿 二、手工编程与自动编程二、手工编程与自动编程 手工编程手工编程适用于适用于几何形状不太复杂的简单零件几何形状不太复杂的简单零件，因，因为加工这种零件所需的程序不多，坐标计算也较筒单，为加工这种零件所需的程序不多，坐标计算也较筒单，穿孔带也不长，出错的可能性小，用手工编程既经济又穿孔带也不长，出错的可能性小，用手工编程既经济又及时及时 自动编

12、程自动编程适用于适用于复杂零件复杂零件，或者是，或者是需要进行复杂的需要进行复杂的工步与工艺处理的零件工步与工艺处理的零件，其编程计算相当繁琐，程序量，其编程计算相当繁琐，程序量大，手工编程很难完成大，手工编程很难完成 自动编程也称计算机辅助编程，它是用一台配有打自动编程也称计算机辅助编程，它是用一台配有打印机和自动穿孔机的通用计算机来完成图印机和自动穿孔机的通用计算机来完成图2-1所示的全过所示的全过程程 比 较EIA代码 美国电子工业协会 一、穿孔带和代码一、穿孔带和代码 数控机床的信息读入方式有两种：数控机床的信息读入方式有两种：1 1、手动输入、手动输入 键盘、波段开关、插销板等键盘、

13、波段开关、插销板等 2 2、自动输入、自动输入 穿孔带穿孔带、磁带等、磁带等 五单位五单位八单位八单位多用于线切割简易数控及点位控制等简单功能的数控机床 广泛用于车、铣、自动换刀等多功能的数控机床上 ISO代码 国际标准化组织 EIA代码补奇列特点：特点：EIA代码为补奇代码代码为补奇代码; ; 第第8列孔只用作程序列孔只用作程序段结束段结束CR符号符号; ; 其容量为其容量为 2664 Iso代码补偶列ISO代码为补偶代码代码为补偶代码; ;ISOISO代码有特征可寻，代码有特征可寻，其数字码在第其数字码在第5 5列第列第6 6列都有孔，字母码在列都有孔，字母码在第第7 7列都有孔列都有孔

14、; ;ISOISO代码的容量则为代码的容量则为 2 27 7128 128 由此可见，与由此可见，与EIA代码相比，代码相比，ISO代码具代码具有信息量大、可靠性高、与当今数据传输系有信息量大、可靠性高、与当今数据传输系统统一等优点，所以目前许多国家生产的软统统一等优点，所以目前许多国家生产的软线与硬线数控系统已采用线与硬线数控系统已采用ISO代码。在代码。在19711973年间，英国、日本等国已在有关数控机年间，英国、日本等国已在有关数控机床国家标准中采用床国家标准中采用ISO代码，美国电子工业协代码，美国电子工业协会也在会也在EIARS-358标准中规定了标准中规定了ISO代码与代码与EI

15、A代码并存，作为过渡措施。一些数控机床代码并存，作为过渡措施。一些数控机床中设立了中设立了EIAISO代码转换的功能，允许采代码转换的功能，允许采用两种代码中的任意一种。用两种代码中的任意一种。 比较二、程序段格式二、程序段格式二、二、程序程序段格式段格式 程序段格式程序段格式又称为数控纸带的格式，或穿孔纸带信息又称为数控纸带的格式，或穿孔纸带信息安排格式。安排格式。 所谓所谓程序段程序段，就是指为了完成某一动作要求所需的功，就是指为了完成某一动作要求所需的功能能“字字”的组合。的组合。“字字”是表示某一功能的一组代码符号，是表示某一功能的一组代码符号，如如X2500为一个字，表示为一个字，表

16、示x向尺寸为向尺寸为2500；F20为一个字，为一个字，表示进给速度为表示进给速度为20。下面介绍。下面介绍ISO标准中常用功能字。标准中常用功能字。 例如：例如： N001 G00 X-20 Y12 F300 S300 T02 起始起始 中间中间 结尾结尾 程序段组成：程序段组成： NXXX 若干个功能字若干个功能字 LF 序号字 程序段结束符 字地址符功功 能能代代 码码备备 注注程序号程序号O 或或 %程序号程序号程序段序号程序段序号N顺序号顺序号准备功能准备功能G定义运动方式定义运动方式坐标地址坐标地址X、Y、ZA、B、C、U、V、WRI、J、K轴向运动指令轴向运动指令附加轴运动指令附

17、加轴运动指令圆弧半径圆弧半径圆心坐标圆心坐标进给速度进给速度F定义进给速度定义进给速度主轴转速主轴转速S定义主轴转速定义主轴转速刀具功能刀具功能T定义刀具号定义刀具号辅助功能辅助功能M机床的辅助动作机床的辅助动作偏置号偏置号H、D偏置号偏置号子程序号子程序号P子程序号子程序号重复次数重复次数L子程序的循环次数子程序的循环次数参数参数P、Q、R固定循环参数固定循环参数暂停暂停P、X暂停时间暂停时间准备功能字准备功能字坐标功能字坐标功能字进给功能字进给功能字主轴转速功能字主轴转速功能字刀具功能字刀具功能字辅助功能字辅助功能字1、常用功能字、常用功能字 1、常用功能字、常用功能字准备功能字G准备功能

18、字准备功能字 以地址符以地址符G为首，后跟为首，后跟二位数字二位数字(GOOG99)组成组成 坐标功能字坐标功能字坐标功能字 用来设定机床多坐标的位移量。它一般用来设定机床多坐标的位移量。它一般使用使用X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R、A、B、C、D、E等地址符为首，在地址符后紧等地址符为首，在地址符后紧跟着带有正跟着带有正()、负、负(一一)的一串数字，该数的一串数字，该数字一般以系统脉冲当量为单位，不使用小数字一般以系统脉冲当量为单位，不使用小数点。一个程序段中有多个尺寸字时，一般按点。一个程序段中有多个尺寸字时，一般按上述地址符顺序排列上述地址符顺序排列 。 如：如：X20 Y-17

19、X50.如：如：X50.0 都可以表示沿都可以表示沿X轴移动轴移动50mm X50000 进给功能字进给功能字 用来指定刀具相对工件运动的速度，其用来指定刀具相对工件运动的速度，其单位一般为单位一般为mmmin。当进给速度与主轴转。当进给速度与主轴转速有关时，如车螺纹、攻丝或套扣等使用的速有关时，如车螺纹、攻丝或套扣等使用的单位为单位为mmr。进给功能字以地址符。进给功能字以地址符“F”为首，其后跟一串数字代码。具体有以下几为首，其后跟一串数字代码。具体有以下几种指定方法种指定方法 ：三位数代码法三位数代码法 二位数代码法二位数代码法 一位数代码法一位数代码法 直接指定法直接指定法 进给功能字

20、F F后跟三位数字，第一位为进给速度的整后跟三位数字，第一位为进给速度的整数位数加上数位数加上“3”，后二位是进给速度的前二，后二位是进给速度的前二位有效数字。位有效数字。 例如：例如：三位数代码法三位数代码法1728mmminF71715.25mmminF5150.1537mmminF315FXXXFXX 对对F后跟的后跟的二位数字代码，二位数字代码，规定了与规定了与0099相对应的速度表相对应的速度表,除除F00与与F99外，外，进给速度由进给速度由F01向向F98递增，递递增，递增按等比系数上增按等比系数上升升 二位数代码法二位数代码法一位数代码法一位数代码法 对于速度档较少的数控机床可

21、用对于速度档较少的数控机床可用F后跟一位后跟一位数，即数，即O9指定对应的十种预定进给速度指定对应的十种预定进给速度 直接指定法直接指定法 象尺寸字中的坐标位移量一样，在象尺寸字中的坐标位移量一样，在F后面按后面按照预定的单位直接写上要求的进给速度照预定的单位直接写上要求的进给速度 FX主轴转速功能字S、刀具功能字刀具功能字刀具功能字主轴转速功能字主轴转速功能字 主轴转速功能字的作用是用来指定主轴主轴转速功能字的作用是用来指定主轴速度，单位为速度，单位为rpm，它以地址符，它以地址符S为首，后最为首，后最一串数字。它一串数字。它与以与以F为首的进给功能字一样可为首的进给功能字一样可采用三位、二

22、位、一位数字代码法或直接指采用三位、二位、一位数字代码法或直接指定法定法。数字的意义、分档办法及对照表与进。数字的意义、分档办法及对照表与进给功能字通用，只是单位改为转分给功能字通用，只是单位改为转分 在具有换刀功能的机床上，刀具功能字用以在具有换刀功能的机床上，刀具功能字用以选择替换刀具。刀具功能由地址符选择替换刀具。刀具功能由地址符T为首，其后为首，其后一般跟二位数字，代表刀具的编号。一般跟二位数字，代表刀具的编号。 辅助功能字M辅助功能字辅助功能字 辅助功能字辅助功能字以地址符以地址符M为首，为首，其后跟两位数字其后跟两位数字MOOM99 程序举例下面通过一个简单零件的加工实例说明程序格

23、式的构成，如图所示，加下面通过一个简单零件的加工实例说明程序格式的构成，如图所示，加工矩形轮廓的工件，工作坐标系设在工件的上表面中心，刀具从中心出工矩形轮廓的工件，工作坐标系设在工件的上表面中心，刀具从中心出发，逆时针加工一周，加工程序为：发，逆时针加工一周，加工程序为：O0001N0001 G90G00X0Y0Z100.0S300M03；N0002 G00X0Y-50.0;N0003 G01Z-50.0F100;N0004 X100.0;N0005 Y50.0;N0006 X-100.0;N0007 Y-50.0；N0008 X0;N0009 Z100.0;N0010 Y0M05;N0011

24、 M30;2、常用的程序段格式、常用的程序段格式2、常用的程序段格式、常用的程序段格式 固定顺序程序段格式固定顺序程序段格式带有分隔符的固定顺序程序段格式带有分隔符的固定顺序程序段格式字地址程序段格式字地址程序段格式（又称字地址可（又称字地址可变程序段格式）变程序段格式）固定顺序程序段格式固定顺序程序段格式固定顺序程序段格式 早期由于数控装置简单，规定了固定顺序早期由于数控装置简单，规定了固定顺序式程序段格式，例如：式程序段格式，例如：007 01 02500 13400 15 30 02 LFN G X Y F S M带分隔符的带有分隔符的固定顺序程序段格式带有分隔符的固定顺序程序段格式 在

25、固定顺序程序段之后又产生了一种具在固定顺序程序段之后又产生了一种具有分隔符有分隔符TAB的固定顺序程序段格式。其基的固定顺序程序段格式。其基本形式与上述格式相同，只是各字间用分隔本形式与上述格式相同，只是各字间用分隔符隔开，以表示地址的顺序，如上例可写为；符隔开，以表示地址的顺序，如上例可写为； 007 TAB 01 TAB +02500 TAB一一13400 TAB 15 TAB 30 TAB 02 LF N G X Y F S M字地址程序段格式字地址程序段格式字地址程序段格式字地址程序段格式 这是这是目前使用最多目前使用最多的程序段格式。的程序段格式。以这种格式表示的程序段每一个字之前以

26、这种格式表示的程序段每一个字之前有地址码用以识别地址，因此对不需要有地址码用以识别地址，因此对不需要的字或与上程序段相同的字都可省略。的字或与上程序段相同的字都可省略。一个程序段内的各字也可以不按顺序排一个程序段内的各字也可以不按顺序排列，但为了编程序方便，常按一定顺序列，但为了编程序方便，常按一定顺序排列。采用这种程序段格式虽然增加了排列。采用这种程序段格式虽然增加了地址读入电路，但编程直观灵活，便于地址读入电路，但编程直观灵活，便于检查，可缩短穿孔带，检查，可缩短穿孔带，广泛用于车、铣广泛用于车、铣等数控机床等数控机床。对于字地址格式的程序段可以用一般形式来表示。如：对于字地址格式的程序段

27、可以用一般形式来表示。如：N3G2X23Y23F4S4T2M2，式中，式中:N3字地址字地址N后跟三位数表示程序段序号；后跟三位数表示程序段序号；G2准备功能字后跟二位数；准备功能字后跟二位数；X23 Y23意义与意义与X23相同；相同；F4进给功能字后跟四位数字指定进给速度；进给功能字后跟四位数字指定进给速度；S4-主轴转速功能字后跟四位数字指定主轴转速；主轴转速功能字后跟四位数字指定主轴转速；T2-刀具功能字后跟二位数来选择刀具；刀具功能字后跟二位数来选择刀具；M2-辅助功能字后跟二位数字。辅助功能字后跟二位数字。小数点后三位小数点后三位小数点前两位小数点前两位具有方向具有方向+、号号坐标

28、轴地址坐标轴地址右右手手笛笛卡卡尔尔坐坐标标系系统统 三、数控机床坐标系和运动方向的规定三、数控机床坐标系和运动方向的规定坐标轴规定各坐标轴及正方向的规定方法各坐标轴及正方向的规定方法 Z轴由传递切割动力的主轴所规定，使工件轴由传递切割动力的主轴所规定，使工件与刀具的距离增加的方向为与刀具的距离增加的方向为Z的正方向，即刀具的正方向，即刀具进入工件的方向为进入工件的方向为Z方向。方向。 X轴一般是水平的，且与工件装夹面平行。轴一般是水平的，且与工件装夹面平行。在工件旋转的机床上，在工件旋转的机床上，X运动方向是径向的，与运动方向是径向的，与横向导轨平行。刀具离开工件旋转中心的方向是横向导轨平行

29、。刀具离开工件旋转中心的方向是+X方向。在刀具旋转的机床上，若方向。在刀具旋转的机床上，若Z坐标水平时，坐标水平时，由主轴向工件看时由主轴向工件看时+X方向向右。若方向向右。若Z坐标是垂直坐标是垂直的，由主轴向立柱看时的，由主轴向立柱看时+X方向向右。方向向右。 Y轴及正方向按右手笛卡尔坐标系统决定。轴及正方向按右手笛卡尔坐标系统决定。 车床举例数控机床坐标系数控机床坐标系 机床坐标系与机床原点 工件坐标系和工件原点 绝对坐标与相对坐标 编程原点、对刀点、起刀点是机床上固有的坐标系，并设有固定的坐标原点。机床上有一些固定的基准线，如主轴中心线如主轴中心线；固定的基准面，如工作台面、主轴端面、工

30、作台侧如工作台面、主轴端面、工作台侧面和面和T T型槽侧面。型槽侧面。当机床的坐标轴手动返回各自的原点(又称零点)以后，用各坐标轴部件上的基准线和基准面之间的距离来决定机床原点的位置，该点在该点在数控机床的使用说明书上均有说明。数控机床的使用说明书上均有说明。机床坐标系机床坐标系是编程人员在编程时使用的，由编程人员以工件以工件图样上的某一固定点为原点，图样上的某一固定点为原点， ( (也称也称工件原点工件原点) )所建立所建立的坐标系，编程尺寸都按工件坐标系中的尺寸确定。的坐标系，编程尺寸都按工件坐标系中的尺寸确定。在加工时，工件随夹具在机床上安装后，测量工件原点与机床原点之间的距离通过测量某

31、些基准面、线之间的距离来确定)，这个距离称为工件原点偏置，如图例所示。该偏置值需预存到数控系统中，在加工时，工在加工时，工件原点偏置值便能自动加到工件坐标系上，使数控系件原点偏置值便能自动加到工件坐标系上，使数控系统可按机床坐标系确定加工时的坐标值。统可按机床坐标系确定加工时的坐标值。因此，编程人员可以不必考虑工件在机床上的安装位置和安装精度，而利用数控系统的原点偏置功能，通过工件原点偏置值，来补偿工件在工作台上的装夹位置误差，使用起来十分方便，现在大多数数控机床均有这种功能。工件坐标系工件坐标系运动轨迹的终点坐标是相对于起点计量的坐标系，称为相对坐标系(或增量坐标系)。 所有坐标点的坐标值均

32、从某一固定坐标原点计量的坐标系，称为绝对坐标系。 在图例中的A、B两点，若以工件绝对坐标系计则 XA=12，YA=15；XB=30，YB=35 若以相对坐标计，则月点的坐标是在以A为原点建立起来的坐标系内计量的，则终点B的相对坐标为： XB=18，YB=20。 在编程时，可根据具体机床的坐标系，从编程方便(如根据图纸尺寸的标注方式)及加工精度要求选用坐标系的类型。绝对坐标与相对坐标绝对坐标与相对坐标坐坐标标原原点点偏偏置置直径编程与半径编程直径编程与半径编程 在数控车削编程中，X坐标值有两种表示方法，即直径编程和半径编程。 1直径编程 由于在图样上和在测量时，零件的径向尺寸均以直径表示，所以多

33、数数控车床系统采用直径编程。即绝对坐标方式编程，X值为零件的直径值；相对坐标方式编程，X为刀具径向实际位移量的二倍。如图所示，从A点加工到B点，B点绝对坐标为(40，-20)，增量坐标为(10，-20)。 2半径编程 有的数控车床，采用半径编程，即X值为零件半径值或刀具径向实际位移量。如图所示，从A点加工到B点，B点绝对坐标为(20，-20)，增量坐标为(5，-20)。直径半径编程实例对刀点编程原点 是刀具加工零件时，刀具相对零件运动的起点，因此（对于无对刀仪的机床而言）对刀点也叫程序的坐标零点（编程原点、工件原点）。 对刀点可以定在零件上，也可以定在零件外，但必须与零件的定位基准有一定的关系

34、，这样才能确定机床坐标系与零件坐标之间的关系 编程原点设置 如图所示，在数控车床上，编程原点一般设在工件右端面与主轴回转中心线交点 O Op p上，这种情况下在程序中Z Z坐标是负值；也可以选在工件左端面与主轴回转中心的交点 上，这种情况下在程序中Z坐标是正值。 在加工中，编程原点的设置过程称为对刀过程，该过程可在程序中用编程指令设置，也可直接通过操作面板的手动操作设置。po编程坐标系设定1设定方法1(一)通过操作面板设置 通过操作面板手动操作使刀具自起刀点移至编程原点处，如图 (b)所示。此时将系统置零，使系统各坐标值均为零，完成对刀过程。(二)用编程指令设置 下面介绍两种用指令设定编程坐标

35、原点的方法。 1通过起刀点相对编程原点的坐标值来设置 常用指令为G92(有的系统用G50)，其指令格式为 G92 X_Z_ 其中，X、Z为起刀点距编程原点在X向和Z向的距离。该指令一般作为第一条指令放在整个程序的最前面，执行该指令后，即建立了以编程原点为坐标原点的坐标系。用此方法设定编程原点前，刀具位于起刀点处使用对刀仪确定X、Z值。如图 (a)所示，已知X值为a，Z值为b，则其指令写为 G92 Xa Zb (b)所示，此时X值为0，Z值为0，其指令写为 G92 X0 Z0设定方法22通过编程原点相对机床零点的坐标值来设置 如图所示(所示两图的编程原点位置不同)机床坐标系为XOZXOZ，编程坐

36、标系为X Xp pO Op pZ Zp p，机床零点O和编程原点O Op p并不重合。假设编程原点O Op p相对机床坐标系的坐标值为(O O，L L)，则设置编程原点指令格式为 G X0 ZL 不同机床，G指令不同，具体使用请参考机床编程说明书。编程坐标系设定2坐标系有关指令坐标系有关指令1、绝对尺寸与增量尺寸指令、绝对尺寸与增量尺寸指令G90 G91 (ISO代码）代码）u uv vy yx xAABBC C3030505040403030o oBC程序段加工：程序段加工： G90 G01 X30 Y40 （绝对坐标）（绝对坐标）或或G91 G01 X-50 Y-30（增量坐标）（增量坐标

37、）或或 G01 U-50 V-30（增量尺寸）（增量尺寸）2、工件坐标系设定指令、工件坐标系设定指令G92 （在（在EIA代码中为代码中为G54） 编制程序时首先要设定一个坐标系，程序上的坐标值编制程序时首先要设定一个坐标系，程序上的坐标值均以此坐标系为依据，此坐标系称为工件坐标系。均以此坐标系为依据，此坐标系称为工件坐标系。G92指指令是规定工件坐标系零点的指令。令是规定工件坐标系零点的指令。执行执行G92指令后，也就指令后，也就确定了刀具刀位点的初始位置与工件坐标系坐标原点的相确定了刀具刀位点的初始位置与工件坐标系坐标原点的相对距离。对距离。 注意：注意：G92 指令执行前的刀具位置，须放

38、在程序所要指令执行前的刀具位置，须放在程序所要求的位置上求的位置上，因刀具在不同的位置，所设定出的工件坐标，因刀具在不同的位置，所设定出的工件坐标系的零点位置也不同。系的零点位置也不同。 G92为续效为续效(模态模态)指令，只是在重新设定时，先前的设指令，只是在重新设定时，先前的设定才无效。该坐标系在机床重开机时消失定才无效。该坐标系在机床重开机时消失 G92格式：格式： G92 X_ Y_ Z_ ；例：例： G92 X150.0Y300.0Z200.0； G92实例实例平面选择指令平面选择指令(G17，G18，G19)平面选择指令平面选择指令(G17，G18，G19) 在三坐标机床上加工时，

39、如进行圆弧插补，要规定加工所在在三坐标机床上加工时，如进行圆弧插补，要规定加工所在的平面，用的平面，用G代码可以进行平面选择，如图所示。代码可以进行平面选择，如图所示。 G17 XY平面平面 G18 ZX平面平面 G19 YZ平面平面其中，其中，G17在使用时可以省略。在使用时可以省略。快速定位快速定位(G00) 刀具从当前位置快速移动到切削开始前的位置，在切削完刀具从当前位置快速移动到切削开始前的位置，在切削完了之后，快速离开工件。一般在了之后，快速离开工件。一般在刀具非加工状态的快速移动刀具非加工状态的快速移动时时使用，该指令只是快速到位，其运动轨迹因具体的控制系统不使用，该指令只是快速到

40、位，其运动轨迹因具体的控制系统不同而异，进给速度同而异，进给速度F对对G00指令无效。指令无效。格式：格式：G00 X_Y_Z_；例：例： G90G00X40.0Y20.0；如图所示。；如图所示。 G00直线插补指令直线插补指令(G01) 刀具作两点间的直线运动加工时用该指令，刀具作两点间的直线运动加工时用该指令，G01指令表指令表示刀具从当前位置开始以给定的速度示刀具从当前位置开始以给定的速度(切削速度切削速度F)，沿直线移，沿直线移动到规定的位置。动到规定的位置。格式：格式： G01X_Y_Z_F_;例：例： G01X40.0Y20.0F100;如图如图2-14所示。所示。其中其中G01、

41、F指令都是续效指令，即一直有效直到改变为止。指令都是续效指令，即一直有效直到改变为止。 G01G02 G03圆弧插补指令圆弧插补指令(G02，G03) 圆弧插补，圆弧插补，G02为顺时针加工，为顺时针加工，G03为逆时针加工为逆时针加工 刀具进行圆弧插补时必须规定所在平面，然后再确定回转方向，刀具进行圆弧插补时必须规定所在平面，然后再确定回转方向，如图如图215所示，沿圆弧所在平面所示，沿圆弧所在平面(如如XY平面平面)的另一坐标轴的负方的另一坐标轴的负方向向(-Z)看去，顺时针方向为看去，顺时针方向为G02，逆时针方向为，逆时针方向为G03。格式：格式：G 0 2G03R_I_ J_G17X

42、_ Y_F_G18G 0 2G03X_ Z_R_I_ K_F_G19G 0 2G03Y_ Z_R_J_ K_F_ X、Y、Z表示圆弧终点坐标，可以用绝对值，也可以用增量值，表示圆弧终点坐标，可以用绝对值，也可以用增量值，由由G90或或G91指定。指定。R表示法：用半径R带有符号的数值来表示： AB180 ：R 0 如 R100； BA180 ：R 0 如 R-100 XYOABBAXYOG02G02ZZPXPZPO02G03G03G02GPXPZPO暂停功能暂停功能G04 自动机床原点返回指令自动机床原点返回指令G28暂停功能暂停功能(G04) G04暂停指令可使刀具作短时间无进给加工或机床空

43、运转使加暂停指令可使刀具作短时间无进给加工或机床空运转使加工表面降低表面粗糙度。工表面降低表面粗糙度。格式：格式： G04 X1.6或或G04 P1600;1.6或或1600表示表示1.6s，G04为非续效指令。为非续效指令。自动机床原点返回指令自动机床原点返回指令(G28) 机床原点是机床各移动轴正向移动的极限位置。如刀具交换时机床原点是机床各移动轴正向移动的极限位置。如刀具交换时常用到常用到Z轴参考点的返回。轴参考点的返回。格式：格式：G28 X_ Y_ Z_；例：例： G90G28 X500.0Y350.0； 如图。如图。 该指令表示刀具经过中间该指令表示刀具经过中间点坐标返回机床原点。

44、点坐标返回机床原点。(1) 刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令(G40，G41，G42)(2) 刀具长度偏置指令刀具长度偏置指令(G43，G44，G49)刀具的补偿与偏置指令刀具的补偿与偏置指令（车刀）（车刀） 刀具的几何位置补偿刀具的几何位置补偿（车刀）（车刀）假想刀尖假想刀尖车圆锥产生的误差车圆锥产生的误差车圆弧面产生的误差车圆弧面产生的误差（车刀）刀具圆弧半径补偿（车刀）刀具圆弧半径补偿（车刀）刀具半径补偿（车刀）刀具半径补偿（车刀）刀具半径补偿实例（车刀）刀具半径补偿实例 如图(a)所示，未采用刀具半径补偿指令时，刀具以假想刀尖轨迹运动，圆锥面产生误差。 图(b)所示，采用刀具半径补偿指

45、令后，系统自动计算刀尖圆弧圆心轨迹，并使刀具按刀尖圆弧圆心轨迹运动，无表面形状误差。A0A1为产生刀补过程，A4A5为取消刀补过程。解：编程如下。解：编程如下。 N0040 G00 X10 Z2 (快进至快进至A0点点) N0050 G41 G01 X10 Z0 F40 (刀具左补偿刀具左补偿A0A1) N0060 Z-20 (车车20外圆外圆A1A2) N0070 X35 Z-55 (车锥面车锥面A2A4)N0080 G40 G01 X40 Z-55 (退刀并取消刀具补偿退刀并取消刀具补偿A4A5) 刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令(G40，G41，G42) 旋转刀具补偿旋转刀具补偿(1)

46、刀具半径补偿指令刀具半径补偿指令(G40，G41，G42) 在编制轮廓切削加工的场合，一般以工件的轮廓尺寸为刀具轨迹在编制轮廓切削加工的场合，一般以工件的轮廓尺寸为刀具轨迹编程，这样编制加工程序简单，即假设刀具中心运动轨迹是沿工件编程，这样编制加工程序简单，即假设刀具中心运动轨迹是沿工件轮廓运动的，而实际的刀具运动轨迹要与工件轮廓有一个偏移量轮廓运动的，而实际的刀具运动轨迹要与工件轮廓有一个偏移量(即刀具半径即刀具半径)，如图，如图2-18所示。利用刀具半径补偿功能可以方便地实所示。利用刀具半径补偿功能可以方便地实现这一转变，简化程序编制，机床可以自动判断补偿的方向和补偿现这一转变，简化程序编

47、制，机床可以自动判断补偿的方向和补偿值大小，自动计算出实际刀具中心轨迹，并按刀心轨迹运动。值大小，自动计算出实际刀具中心轨迹，并按刀心轨迹运动。半径补偿（铣床）G40 刀具补偿取消刀具补偿取消G41 刀具左补偿刀具左补偿G42 刀具右补偿刀具右补偿 G41左补偿指令是沿着刀具前进的方向观察，刀具左补偿指令是沿着刀具前进的方向观察，刀具偏在工件轮廓的左边，而偏在工件轮廓的左边，而G42则偏在右边，如图则偏在右边，如图219所所示。示。G41、G42皆为续效指令。皆为续效指令。 例：例： G90G01G41X100.0Y150.0D01； 其中其中D01为补偿值，需提前输入机床内部。为补偿值，需提

48、前输入机床内部。刀具长度偏置指令刀具长度偏置指令(G43，G44，G49)(2)刀具长度偏置指令刀具长度偏置指令(G43，G44，G49) 刀具长度偏置指令用于刀具轴向的补偿，它可以使刀具在刀具长度偏置指令用于刀具轴向的补偿，它可以使刀具在Z方方向上的实际位移量大于或小于程序的给定值。另外，工件加工时，向上的实际位移量大于或小于程序的给定值。另外，工件加工时，所选用的刀具长度各异，在沿所选用的刀具长度各异，在沿Z轴方向接近工件时，为便于统一定轴方向接近工件时，为便于统一定位基准，在编程时就使用刀具长度偏置功能位基准，在编程时就使用刀具长度偏置功能(如图如图)。 长度补偿（铣床）使用使用G43时

49、时G43 正向偏置正向偏置 G44 负向偏置负向偏置 G49 偏置取消偏置取消偏置方向的规定，不论程序使用绝偏置方向的规定，不论程序使用绝对坐标指令还是相对坐标指令，刀对坐标指令还是相对坐标指令，刀具沿具沿Z轴移动的坐标值，要考虑由轴移动的坐标值，要考虑由H代码设定的偏置量代码设定的偏置量(刀具长度刀具长度)，当使用当使用G43时时(图图2-20(a)，与程序，与程序给定移动量的代数值做加法。使用给定移动量的代数值做加法。使用G44时做减法，从而得到实际的移时做减法，从而得到实际的移动的终点坐标，动的终点坐标，G43称正偏置，称正偏置，G44称负偏置。称负偏置。实例应用举例应用举例(刀具快速接

50、近程序刀具快速接近程序)O0001G90 G54 X0 Y0 M03；G43 Z100.0 H01M08M02快速接近点快速接近点Z轴加工位置轴加工位置固定循环固定循环(G73，G74，G76，G80G89) 固定循环固定循环(G73，G74，G76，G80G89) 在数控加工中，一些典型的加工工序，如钻孔，一般需要快速接在数控加工中，一些典型的加工工序，如钻孔，一般需要快速接近工件、慢速钻孔、快速回退等固定的动作。又如在车螺纹时，需近工件、慢速钻孔、快速回退等固定的动作。又如在车螺纹时，需要切入、切螺纹、径向退出，再快速返回四个固定动作。将这些典要切入、切螺纹、径向退出，再快速返回四个固定动

51、作。将这些典型的、固定的几个连续动作，用一条型的、固定的几个连续动作，用一条G指令来代表，这样，只须用指令来代表，这样，只须用单一程序段的指令程序即可完成加工，这样的指令称为固定循环指单一程序段的指令程序即可完成加工，这样的指令称为固定循环指令。对钻孔用循环指令，其固定循环指令由令。对钻孔用循环指令，其固定循环指令由6步形成，如图步形成，如图2-21所所示。示。快速移动到快速移动到(X，Y)坐标。坐标。沿沿Z轴快速移动，并达轴快速移动，并达R点。点。切削进给加工。切削进给加工。加工至孔底位置加工至孔底位置(暂停，主轴停，主轴反暂停，主轴停，主轴反转等转等)。返回到返回到R点点(快速返回和切削进

52、给返回快速返回和切削进给返回)。快速返回到起始点。快速返回到起始点。以下说明几个钻孔循环指令：以下说明几个钻孔循环指令：G73指令的格式：指令的格式： G98G99G73 X_ Y_ Z_ R_ Q_ F_; 这里q是每次进刀深度，d是每次的退刀量 G76指令的格式 G76 X_ Y_ Z_ R_ P_ Q_ F_； G98G99G76常用于镗孔加工 G81指令的格式： G76 X_ Y_ Z_ R_ P_ Q_ F_； M指令是用来控制机床各种辅助动作及开关状态的。如指令是用来控制机床各种辅助动作及开关状态的。如主轴的转与停、冷却液的开与关等等。程序的每一个语句中主轴的转与停、冷却液的开与关

53、等等。程序的每一个语句中M代码只能出现一次。代码只能出现一次。 下面介绍一下主要的下面介绍一下主要的M指令指令 1M00程序停止程序停止执行含有执行含有M00指令的语句后，机床自动停止。如编程者想指令的语句后，机床自动停止。如编程者想要在加工中使机床暂停要在加工中使机床暂停(检验工件、调整、排屑等检验工件、调整、排屑等)，使用，使用M00指令，重新启动程序后，才能继续执行后续程序。指令，重新启动程序后，才能继续执行后续程序。2M01选择停止选择停止执行含有执行含有M01的语句时，如同的语句时，如同M00一样会使机床暂时停止，一样会使机床暂时停止，但是，只有在机床控制盘上的但是，只有在机床控制盘

54、上的“选择停止选择停止”键处在键处在“ON”状态时此功能才有效，否则，该指令无效。常用于关键尺状态时此功能才有效，否则，该指令无效。常用于关键尺寸的检验或临时暂停。寸的检验或临时暂停。 3M02程序结束程序结束该指令表明主程序结束，机床的数控单元复位，如主轴、进给、该指令表明主程序结束，机床的数控单元复位，如主轴、进给、冷却停止，表示加工结束，但该指令并不返回程序起始位置。冷却停止，表示加工结束，但该指令并不返回程序起始位置。4M03主轴正转主轴正转主轴正转是从主轴主轴正转是从主轴+z方向看方向看(从主轴头向工作台方向看从主轴头向工作台方向看)，主轴顺，主轴顺时针方向旋转。时针方向旋转。5M04主轴反转主轴反