第2章数控加工程序的编制

1、2.1.1 数控编程的一般步骤数控编程的一般步骤数控加工：在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法。数控加工：在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法。2.1 数控加工程序编制的基本概念数控加工程序编制的基本概念加工程序：按规定的代码及格式，记录加工过程的全部信加工程序：按规定的代码及格式，记录加工过程的全部信息（工艺过程、工艺参数、位置数据和方向、操作步骤等）息（工艺过程、工艺参数、位置数据和方向、操作步骤等）的软件。的软件。 数控机床是严格按照数控加工程序来自动地对被加工数控机床是严格按照数控加工程序来自动地对被加工工件进行加工的。工件进行加工的。 为了与数控系统的的内部程序（系统软件）相区别

2、，为了与数控系统的的内部程序（系统软件）相区别，把加工的程序称为数控加工程序。它是数控机床的应用软把加工的程序称为数控加工程序。它是数控机床的应用软件。件。2.1 数控加工程序编制的基本概念 加工程序编制：从分析零件图，将加工过程加工程序编制：从分析零件图，将加工过程所需的全部信息（工艺过程、工艺参数、位置所需的全部信息（工艺过程、工艺参数、位置数据和方向、操作步骤等）按规定的代码及格数据和方向、操作步骤等）按规定的代码及格式记录的全过程软件。式记录的全过程软件。2.1 数控加工程序编制的基本概念程序编制分为手工和自动编程两种：程序编制分为手工和自动编程两种：. .程序编制工作的大部分在计算机

3、及相应软件程序编制工作的大部分在计算机及相应软件系统的支持下，自动完成，称谓自动编程。系统的支持下，自动完成，称谓自动编程。. .用手工完成程序编制的全部工作（包括用计用手工完成程序编制的全部工作（包括用计算机进行辅助数值计算），称为手工编程。算机进行辅助数值计算），称为手工编程。3.3.图形交互编程系统是建立在图形交互编程系统是建立在CAD/CAMCAD/CAM系统基础系统基础上的，利用其进行零件的设计、分析及加工编程。上的，利用其进行零件的设计、分析及加工编程。1 手工编程手工编程n手工编程是指从零件图纸分析、工艺处理、数值计手工编程是指从零件图纸分析、工艺处理、数值计算、编写程序单直到程

4、序校核等各步骤的数控编程算、编写程序单直到程序校核等各步骤的数控编程工作均由人工完成的全过程。手工编程适合于编写工作均由人工完成的全过程。手工编程适合于编写进行点位加工或几何形状不太复杂的零件的加工程进行点位加工或几何形状不太复杂的零件的加工程序，以及程序坐标计算较为简单、程序段不多、程序，以及程序坐标计算较为简单、程序段不多、程序编制易于实现的场合，这种方法比较简单，容易序编制易于实现的场合，这种方法比较简单，容易掌握，适应性较强。手工编程方法是编制加工程序掌握，适应性较强。手工编程方法是编制加工程序的基础，也是机床现场加工调试的主要方法，对机的基础，也是机床现场加工调试的主要方法，对机床操

5、作人员来讲是必须掌握的基本功，其重要性是床操作人员来讲是必须掌握的基本功，其重要性是不容忽视的。图不容忽视的。图2-22-2为为 手工编程的一般过程。手工编程的一般过程。1 手工编程手工编程 自动编程：自动编程是指在计算机及相应的自动编程：自动编程是指在计算机及相应的软件系统的支持下，自动生成数控加工程序的软件系统的支持下，自动生成数控加工程序的过程。它充分发挥了计算机快速运算和存储的过程。它充分发挥了计算机快速运算和存储的功能。功能。 图形交互式编程系统：自动编程是指在计算图形交互式编程系统：自动编程是指在计算机及相应的软件系统的支持下，自动生成数控机及相应的软件系统的支持下，自动生成数控加

6、工程序的过程。它充分发挥了计算机快速运加工程序的过程。它充分发挥了计算机快速运算和存储的功能。算和存储的功能。n 在数控编程时，为了描述机床的运动，简在数控编程时，为了描述机床的运动，简化程序编制的方法及保证记录数据的互换性，数化程序编制的方法及保证记录数据的互换性，数控机床的坐标系和运动方向均已标准化，控机床的坐标系和运动方向均已标准化，ISOISO和和我国都拟定了相关标准。我国都拟定了相关标准。 n（1 1）机床坐标系的确定）机床坐标系的确定n（a a）机床相对运动的规定）机床相对运动的规定 n无论机床的实际运动是如何分配的，我们都假定工件静止，刀具运动实现进给，这并没有改变其相对运动关系

7、。这样编程人员必不考虑机床实际运动的情况，就可以依据零件图样，确定机床的加工过程。nb b）机床坐标系的规定）机床坐标系的规定n在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定数控机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的位移和运动的方向，这就需要通过坐标系来实现，这个坐标系被称之为机床坐标系。 n标准机床坐标系采用右手笛卡尔直角坐标系，其X、Y、Z坐标轴的相互关系右手定则决定：1、机床坐标系n伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为9090，则大拇指代表，则大拇指代表X X坐标，食指代表坐标，食指代表Y Y坐坐标，中指代表标，中指代表Z Z坐标。

8、大拇指的指向为坐标。大拇指的指向为X X坐坐标的正方向，食指的指向为标的正方向，食指的指向为Y Y坐标的正方向，坐标的正方向，中指的指向为中指的指向为Z Z坐标的正方向。围绕坐标的正方向。围绕X X、Y Y、Z Z坐标旋转的旋转坐标分别用坐标旋转的旋转坐标分别用A A、B B、C C表示，表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为根据右手螺旋定则，大拇指的指向为X X、Y Y、Z Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标方向即为旋转坐标A A、B B、C C的正向的正向, ,见图见图2-32-3。n2 2）坐标轴方向的确定）坐标轴方向的确定n如图如

9、图2-42-4和图和图2-52-5所示为数控车床和数控铣床的坐所示为数控车床和数控铣床的坐标系。标系。n将机床主轴沿其轴线方向运动的平动轴定义为将机床主轴沿其轴线方向运动的平动轴定义为Z Z轴。轴。n所谓主轴是指产生切削动力的轴，例如铣床、钻床、所谓主轴是指产生切削动力的轴，例如铣床、钻床、镗床上的刀具旋转轴和车床上的工件旋转轴。镗床上的刀具旋转轴和车床上的工件旋转轴。n如果主轴能够摆动，即主轴轴线方向是变化的，则如果主轴能够摆动，即主轴轴线方向是变化的，则以主轴轴线垂直于机床工作台装卡面时的状态来定以主轴轴线垂直于机床工作台装卡面时的状态来定义义Z Z轴。轴。n对于对于Z Z轴的方向，标准规

10、定以增大刀具与工件间距离轴的方向，标准规定以增大刀具与工件间距离的方向为的方向为Z Z轴的正方向。轴的正方向。 (a).Z(a).Z坐标轴坐标轴n将在垂直于将在垂直于Z Z轴的平面内的一个主要平动轴指定为轴的平面内的一个主要平动轴指定为X X轴，它一轴，它一般位于与工件安装面相平行的水平面内。般位于与工件安装面相平行的水平面内。n对于不同类型的机床，对于不同类型的机床，X X轴及其方向有具体的规定。轴及其方向有具体的规定。n例如对于铣床、钻床等刀具旋转的机床，若Z轴是水平的，则X轴规定为从刀具向工件方向看时沿左右运动的轴，且向右为正。n若Z轴是垂直的，则X轴规定为从刀具向立柱 (若有两个立柱则

11、选左侧立柱)方向看时沿左右运动的轴，且向右为正。 (3).Y(3).Y坐标轴坐标轴 Y Y轴及其方向则是根据轴及其方向则是根据X X和和Z Z轴按右手法则确定。轴按右手法则确定。(4).(4).机床原点的设置机床原点的设置 机床原点是指在机床上设置的一个固定点，机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。准参考点。机床参考点机床参考点: :n是用于对机床工作台、滑板以及刀具相对运动的测量系是用于对机床工作台、滑板以及刀具相对运动的测

12、量系统进行定标和控制的点，也称为机床零点。统进行定标和控制的点，也称为机床零点。n参考点相对于机床原点来讲是一个固定值。参考点相对于机床原点来讲是一个固定值。n它是在加工之前和加工之后，用控制面板上的回零按钮它是在加工之前和加工之后，用控制面板上的回零按钮使移动部件移动到机床坐标系中的一个固定不变的极限使移动部件移动到机床坐标系中的一个固定不变的极限点。点。n数控机床在工作时，移动部件必须首先返回参考点，测数控机床在工作时，移动部件必须首先返回参考点，测量系统置零，之后测量系统即可以以参考点作为基准，量系统置零，之后测量系统即可以以参考点作为基准，随时测量运动部件的位置。随时测量运动部件的位置

13、。n编程坐标系是编程人员根据零件图样及加工工艺等编程坐标系是编程人员根据零件图样及加工工艺等建立的坐标系。一般供编程使用，确定编程坐标系建立的坐标系。一般供编程使用，确定编程坐标系时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置。如时不必考虑工件毛坯在机床上的实际装夹位置。如图图2-82-8所示，其中所示，其中O2O2即为编程坐标系原点。即为编程坐标系原点。n编程原点是根据加工零件图样及加工工艺要求选定编程原点是根据加工零件图样及加工工艺要求选定的编程坐标系的原点。应尽量选择在零件的设计基的编程坐标系的原点。应尽量选择在零件的设计基准或工艺基准上，编程坐标系中各轴的方向应该与准或工艺基准上，编程坐标系

14、中各轴的方向应该与所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致。所使用的数控机床相应的坐标轴方向一致。n加工坐标系又称为工件坐标系，是指以确定的加工原点为加工坐标系又称为工件坐标系，是指以确定的加工原点为基准所建立的坐标系。加工原点也称为程序原点，是指零基准所建立的坐标系。加工原点也称为程序原点，是指零件被装夹好后，相应的编程原点在机床坐标系中的位置。件被装夹好后，相应的编程原点在机床坐标系中的位置。在加工过程中，数控机床是按照工件装夹好后所确定的加在加工过程中，数控机床是按照工件装夹好后所确定的加工原点位置和程序要求进行加工的。编程人员在编制程序工原点位置和程序要求进行加工的。编程人员在编制程序时，

15、只要根据零件图样就可以选定编程原点、建立编程坐时，只要根据零件图样就可以选定编程原点、建立编程坐标系、计算坐标数值，而不必考虑工件毛坯装夹的实际位标系、计算坐标数值，而不必考虑工件毛坯装夹的实际位置。对于加工人员来说，则应在装夹工件、调试程序时，置。对于加工人员来说，则应在装夹工件、调试程序时，将编程原点转换为加工原点，并确定加工原点的位置，在将编程原点转换为加工原点，并确定加工原点的位置，在数控系统中给予设定（即给出原点设定值），设定加工坐数控系统中给予设定（即给出原点设定值），设定加工坐标系后就可根据刀具当前位置，确定刀具起始点的坐标值标系后就可根据刀具当前位置，确定刀具起始点的坐标值。在

16、加工时，工件各尺寸的坐标值都是相对于加工原点而。在加工时，工件各尺寸的坐标值都是相对于加工原点而言的，这样数控机床才能按照准确的加工坐标系位置开始言的，这样数控机床才能按照准确的加工坐标系位置开始加工。加工。n零件程序是指一组被传送到数控装置中去的指令和零件程序是指一组被传送到数控装置中去的指令和数据，是由遵循一定结构、句法和格式规则的若干数据，是由遵循一定结构、句法和格式规则的若干个程序段组成的，而每个程序段是由若干个指令字个程序段组成的，而每个程序段是由若干个指令字组成的，如图组成的，如图2-92-9所示。所示。n1 1、指令字的格式、指令字的格式n一个指令字是由地址符(指令字符)和带符号

17、（如定义尺寸的字）或不带符号（如准备功能字 G 代码）的数字数据组成的。程序段中不同的指令字符及其后续数值确定了每个指令字的含义，在数控程序段中包含的主要指令字符如表 2-1所示。如如O 0600程序的编号（程序的编号（600600号程序）号程序）程序程序号号的地址码的地址码O(%）nnnn1.1.指令字的格式指令字的格式常用地址码的含义如表所示常用地址码的含义如表所示机能机能地址码地址码意义意义程序号程序号顺序号顺序号 准备机能准备机能 ONG 程序编号程序编号顺序编号顺序编号机床动作方式指令机床动作方式指令坐标指令坐标指令X.Y.Z A.B.C.U.V.W R I.J.K 坐标轴移动指令坐

18、标轴移动指令附加轴移动指令附加轴移动指令圆弧半径圆弧半径 圆弧中心坐标圆弧中心坐标 进给机能进给机能主轴机能主轴机能 刀具机能刀具机能 FS T 进给速度指令进给速度指令主轴转速指令主轴转速指令刀具编号指令刀具编号指令 辅助机能辅助机能 MB 接通、断开、启动、停止指令接通、断开、启动、停止指令工作台分度指令工作台分度指令 补偿补偿暂停暂停子程序调用子程序调用重复重复 参数参数 H.DP.X I P.Q.R 刀具补偿指令刀具补偿指令暂停时间指令暂停时间指令子程序号指定子程序号指定固定循环重复次数固定循环重复次数固定循环参数固定循环参数n程序段是可作为一个单位来处理的、连续的字组，程序段是可作为

19、一个单位来处理的、连续的字组，是数控加工程序中的一条语句。一个数控加工程序是数控加工程序中的一条语句。一个数控加工程序是若干个程序段组成的。是若干个程序段组成的。n程序段格式是指程序段中的字、字符和数据的安排程序段格式是指程序段中的字、字符和数据的安排形式，如图形式，如图2-102-10。现在一般使用字地址可变程序段。现在一般使用字地址可变程序段格式，每个字长不固定，各个程序段中的长度和功格式，每个字长不固定，各个程序段中的长度和功能字的个数都是可变的。地址可变程序段格式中，能字的个数都是可变的。地址可变程序段格式中，在上一程序段中写明的、本程序段里又不变化的那在上一程序段中写明的、本程序段里

20、又不变化的那些字仍然有效，可以不再重写，这种功能字称之为些字仍然有效，可以不再重写，这种功能字称之为续效功能字。续效功能字。n程序段格式举例：程序段格式举例：nN30 G01 X88.1 Y30.2 F500 S3000 T02 M08nN40 X90（本程序段省略了续效功能字“G01，Y30.2，F500，S3000，T02，M08”，但它们的功能仍然有效）n在程序段中，必须明确组成程序段的各要素：n移动目标：终点坐标值X、Y、Z；n沿怎样的轨迹移动：准备功能字G；n进给速度：进给功能字F；n切削速度：主轴转速功能字S；n使用刀具：刀具功能字T；n机床辅助动作：辅助功能字M。n（1 1）程序

21、开始符、结束符）程序开始符、结束符n程序开始符、结束符是同一个字符，ISO代码中是%，EIA代码中是EP，书写时要单列一段。n（2 2）程序名）程序名n程序名有两种形式：一种是由英文字母O和14位正整数组成；另一种是由英文字母开头，字母数字混合组成的。一般要求单列一段。n（3 3）程序主体）程序主体n程序主体是由若干个程序段组成的，每个程序段一般占一行n（4 4）程序结束指令）程序结束指令n例例1 1、如图、如图2-11 2-11 所示，用直线插补指令编程。所示，用直线插补指令编程。n% % 程序开始符程序开始符nO0211 O0211 程序名程序名nN10 G21N10 G21； 程序主体程

22、序主体nN20 T0101N20 T0101； nN30 G96 S1000 M04N30 G96 S1000 M04； nN40 G00 X100 Z10N40 G00 X100 Z10； nN50 G01 X16 Z2 F100 N50 G01 X16 Z2 F100 nN60 G01X26 Z-3 N60 G01X26 Z-3 nN70 Z-48N70 Z-48 nN80 X60 Z-58N80 X60 Z-58 nN90 X70 Z-73N90 X70 Z-73 nN100 X90N100 X90 nN110 G00 X100 Z10N110 G00 X100 Z10 nN120 M0

23、5N120 M05 nN130 M30N130 M30 程序结束指令程序结束指令n% % 程序结束符程序结束符 为了满足设计、制造、维修和普及的需要，在输入代为了满足设计、制造、维修和普及的需要，在输入代码、坐标系统、加工指令、辅助功能及程序格式等方面，国码、坐标系统、加工指令、辅助功能及程序格式等方面，国际上已经形成了两种通用的标准，即国际标准化组织际上已经形成了两种通用的标准，即国际标准化组织(1SO)(1SO)标标准和美国电子工业学会准和美国电子工业学会(EIA)(EIA)标准。我国机械工业部根据标准。我国机械工业部根据ISOISO标准制定了标准制定了JB305082JB305082数字

24、控制机床用七单位编码字符数字控制机床用七单位编码字符、JB305182JB305182数字控制机床坐标和运动方向的命名数字控制机床坐标和运动方向的命名、JB320899JB320899数控机床穿孔带程序段格式中的准备功能数控机床穿孔带程序段格式中的准备功能G G和辅和辅助功能助功能M M代码代码。但是由于各个数控机床生产厂家所用的标准。但是由于各个数控机床生产厂家所用的标准尚未完全统一，其所用的代码、指令及其含义不完全相同，尚未完全统一，其所用的代码、指令及其含义不完全相同，因此在编制程序时必须按所用数控机床编程手册中的规定进因此在编制程序时必须按所用数控机床编程手册中的规定进行。目前国内外各

25、种数控机床所使用的有关指令代码及其含行。目前国内外各种数控机床所使用的有关指令代码及其含义不尽完全相同，编程时必须严格遵守具体机床使用说明书义不尽完全相同，编程时必须严格遵守具体机床使用说明书中规定。中规定。（1 1）G G指令指令准备功能指令准备功能指令是使是使CNCCNC机床准备好某种运动方式的指令机床准备好某种运动方式的指令分为模态指令和非模态指令。分为模态指令和非模态指令。模态指令表示在程序中一经被应用，直到出现同组其它任模态指令表示在程序中一经被应用，直到出现同组其它任一一G G指令时才失效。否则该指令继续有效，直到被同组指指令时才失效。否则该指令继续有效，直到被同组指令取代为止。令

26、取代为止。非模态指令只在本程序段中有效。非模态指令只在本程序段中有效。组成：组成：G G后带二位数字组成，从后带二位数字组成，从G00G00到到G99G99共共100100种。种。（2 2）M M指令指令辅助功能指令辅助功能指令作用：用于控制作用：用于控制CNCCNC机床开关量，如主轴正反转、冷却液机床开关量，如主轴正反转、冷却液的开停、工件的夹紧松开等。的开停、工件的夹紧松开等。组成：组成：M M后带二位数字组成，即后带二位数字组成，即MnnMnn。（3 3）F F指令指令进给速度指令进给速度指令续效代码，一般直接指定，即续效代码，一般直接指定，即F F后跟的数字就是进给速度后跟的数字就是进

27、给速度的大小，如的大小，如F100F100表示进给速度为表示进给速度为100mm/min100mm/min在程序启动第一个在程序启动第一个G01G01或或G02G02或或G03G03功能时，必须同时驱动功能时，必须同时驱动F F功能。功能。2.2 程序编制的基本指令程序编制的基本指令（4 4）S S指令指令主轴速度功能指令主轴速度功能指令SnnSnn代码后的数值为主轴转速，要求为整数代码后的数值为主轴转速，要求为整数在零件加工之前一定要启动主轴运转（在零件加工之前一定要启动主轴运转（M03M03或或M04M04）（5 5）T T指令指令刀具功能指令刀具功能指令TnnTnn代码用于选择刀具库中的

28、刀具，代码用于选择刀具库中的刀具，nnnn表示刀号表示刀号2.2 程序编制的基本指令程序编制的基本指令1 1 有关坐标系和坐标的有关坐标系和坐标的G G指令指令（1）绝对坐标与增量坐标指令绝对坐标与增量坐标指令G90G90、G91G91绝对尺寸指机床运动绝对尺寸指机床运动部件的坐标尺寸值相部件的坐标尺寸值相对于坐标原点给出，对于坐标原点给出，如图如图2-122-12（a a）所示；）所示； 增量尺寸指机床运动增量尺寸指机床运动部件的坐标尺寸值相部件的坐标尺寸值相对于前一位置给出，对于前一位置给出，如图如图2-12(b)2-12(b)所示。所示。绝对坐标与增量坐际绝对坐标与增量坐际例例2 2、

29、如图如图 2-132-13所示，使用所示，使用 G90G90、G91 G91 编程：要求刀具由编程：要求刀具由原点按顺序移动到原点按顺序移动到 1 1、2 2、3 3 点，然后回到原点。点，然后回到原点。n选择合适的编程方式可使编程简化：当图纸尺寸由一个固定基准给定时，采用绝对方式编程较为方便；而当图纸尺寸是以轮廓顶点之间的间距给出时，采用相对方式编程较为方便。nG90、G91可用于同一程序段中，但要注意其顺序所造成的差异。用以建立工件坐标系与机床坐标系的关系用以建立工件坐标系与机床坐标系的关系 将工件坐标系中，刀具位置起将工件坐标系中，刀具位置起始点的坐标，通过始点的坐标，通过G92G92指

30、令通知数控指令通知数控系统，并把这一设定值存储在数控系统，并把这一设定值存储在数控装置的存储器中。由于刀具位置起装置的存储器中。由于刀具位置起始点在机床坐标系中的坐标以知，始点在机床坐标系中的坐标以知，所以间接建立起工件坐标与机床坐所以间接建立起工件坐标与机床坐标系的关系。标系的关系。机床原点机床原点工件原点工件原点机床参考点机床参考点数控车床坐标系、工件坐标系及相关点的关系数控车床坐标系、工件坐标系及相关点的关系G92：指令是用来建立工件坐标系的，它：指令是用来建立工件坐标系的，它规定了工件坐标系原点的位置。规定了工件坐标系原点的位置。 编程时通过编程时通过G92指令将工件坐标系的指令将工件

31、坐标系的原点告诉数控装置，并把这个设定值记忆原点告诉数控装置，并把这个设定值记忆在数控装置的存储器中，执行该指令后就在数控装置的存储器中，执行该指令后就确定了起刀点与工件原点的相对位置。确定了起刀点与工件原点的相对位置。 v例如，图例如，图2-14所示坐标系的所示坐标系的设定，当以工件左端面为工设定，当以工件左端面为工件原点时，应按下行建立工件原点时，应按下行建立工件坐标系。件坐标系。vG92 X180 Z254；v当以工件右端面为工件原点当以工件右端面为工件原点时，应按下行建立工件坐标时，应按下行建立工件坐标系。系。vG92 X 180 Z44；v说明：说明：vG54G59 是系统预定的是系

32、统预定的6个个坐标系坐标系(如图如图 2-15)，可根据，可根据需要任意选用。需要任意选用。v加工时其坐标系的原点，必加工时其坐标系的原点，必须设为工件坐标系的原点在须设为工件坐标系的原点在机床坐标系中的坐标值，否机床坐标系中的坐标值，否则加工出的产品就有误差或则加工出的产品就有误差或报废，甚至出现危险。这报废，甚至出现危险。这 6个预定工件坐标系的原点在个预定工件坐标系的原点在机床坐标系中的值机床坐标系中的值(工件零点工件零点偏置值偏置值)可用可用 MDI方式输入，方式输入，系统自动记忆。系统自动记忆。n例例3 3、如图、如图 2-16 2-16 所示，使用工件坐标系编程，要所示，使用工件坐

33、标系编程，要求刀具从当前点移动到求刀具从当前点移动到 A A点，再从点，再从 A A点移动到点移动到 B B点点。nG53 G53 是机床坐标系编程，在含有是机床坐标系编程，在含有 G53 G53 的程序段中的程序段中，绝对值编程时的指令值是在机床坐标系中的坐标，绝对值编程时的指令值是在机床坐标系中的坐标值，为非模态指令。值，为非模态指令。n格式：不同的数控系统设定不同，具体格式参见所格式：不同的数控系统设定不同，具体格式参见所用数控系统的编程说明书。用数控系统的编程说明书。 n数控车床的工件外形通常是旋转体，其数控车床的工件外形通常是旋转体，其X X 轴尺寸可轴尺寸可以用两种方式加以指定：直

34、径方式和半径方式。机以用两种方式加以指定：直径方式和半径方式。机床出厂一般设为直径编程。床出厂一般设为直径编程。n例例4 4、按同样的轨、按同样的轨迹分别用直径、迹分别用直径、半径编程，车削半径编程，车削加工图加工图2-172-17工件工件。下面以华中数。下面以华中数控系统的格式为控系统的格式为例编程例编程n n用用G17G17、G18G18、G19G19分别表示在分别表示在XYXY、ZXZX、YZYZ坐标平面坐标平面内的加工功能，程序段中的坐标地址符也应按平面内的加工功能，程序段中的坐标地址符也应按平面指令规定的坐标轴来书写，有的数控机床只有一个指令规定的坐标轴来书写，有的数控机床只有一个坐

35、标平面内的加工功能，则在程序中只写出坐标地坐标平面内的加工功能，则在程序中只写出坐标地址符及其后的编程尺寸，不必书写坐标平面指令。址符及其后的编程尺寸，不必书写坐标平面指令。（1 1）. .快速点定位指令快速点定位指令0000n功用：功用：该指令是使刀具从当前位置以系统设定的速度该指令是使刀具从当前位置以系统设定的速度快速移动到目的点。它只是快速定位，不进行切削加工，快速移动到目的点。它只是快速定位，不进行切削加工，一般用作为空行程运动。其运动轨迹视具体系统的设计一般用作为空行程运动。其运动轨迹视具体系统的设计而定。而定。注意注意： G00G00指令中不需要指定速度，即指令中不需要指定速度，即

36、F F指令无效。指令无效。 在在G00G00状态下，不同数控机床坐标轴的运动情况可能不同状态下，不同数控机床坐标轴的运动情况可能不同。 快速点定位指令控制刀具以点位控制的方式快速点定位指令控制刀具以点位控制的方式快速移动到目标位置，其移动速度由参数来设定快速移动到目标位置，其移动速度由参数来设定。指令执行开始后，刀具沿着各个坐标方向同时。指令执行开始后，刀具沿着各个坐标方向同时按参数设定的速度移动，最后减速到达终点，如按参数设定的速度移动，最后减速到达终点，如图图a所示。注意：在各坐标方向上有可能不是同时所示。注意：在各坐标方向上有可能不是同时到达终点。刀具移动轨迹是几条线段的组合，不到达终点

37、。刀具移动轨迹是几条线段的组合，不是一条直线。例如，在是一条直线。例如，在FANUC系统中，运动总是系统中，运动总是先沿先沿45度角的直线移动，最后再在某一轴单向移度角的直线移动，最后再在某一轴单向移动至目标点位置，如图动至目标点位置，如图b所示。编程人员应了解所所示。编程人员应了解所使用的数控系统的刀具移动轨迹情况，以避免加使用的数控系统的刀具移动轨迹情况，以避免加工中可能出现的碰撞。工中可能出现的碰撞。 G00G00指令的运动轨迹指令的运动轨迹YYYXXXAAABBBa)b)c)（）（）. .直线插补指令直线插补指令G01G01n功用：功用：该指令是直线运动控制指令，它命令刀具从当前位置以

38、两坐标该指令是直线运动控制指令，它命令刀具从当前位置以两坐标或三坐标联动方式按指定的或三坐标联动方式按指定的F F进给速度作任意斜率的直线运动到达指定进给速度作任意斜率的直线运动到达指定的位置。该指令一般用作为轮廓切削。的位置。该指令一般用作为轮廓切削。n格式：格式：G01 XG01 X Y Y Z Z ；其中：其中：X X、Y Y、z z为直线终点的绝对或增量坐标为直线终点的绝对或增量坐标F F为沿插补方向的进给速度。为沿插补方向的进给速度。n注意注意：(1) G01 (1) G01 指令既可双坐标联动插补运动，又可三坐标联动插补指令既可双坐标联动插补运动，又可三坐标联动插补运动，取决于数控

39、系统的功能，当运动，取决于数控系统的功能，当G01G01指令后面只有两个坐标值时，刀指令后面只有两个坐标值时，刀具将作平面直线插补，若有三个坐标值时，将作空间直线插补。具将作平面直线插补，若有三个坐标值时，将作空间直线插补。 (2 G01 (2 G01 程序段中必须含有进给速度程序段中必须含有进给速度F F指令，否则机床不动作。指令，否则机床不动作。 (3)G01 (3)G01 和和F F指令均为续效指令。指令均为续效指令。空间直线插补空间直线插补ZXY起点起点A(x0, y0, z0)终点终点B(x, y, z)例：实现图例：实现图1中从中从A点到点到B点的直线插补运动点的直线插补运动,其程

40、序段为其程序段为 绝对方式编程：绝对方式编程：G90 G01 X10 Y10 F100增量方式编程：增量方式编程：G91 G01 X-10 Y-20 F100 % 程序开始符程序开始符O0211 程序名程序名N10 G21； 公制单位编程公制单位编程N20 T0101； 换换1号刀，号刀，1号刀补，建立工件坐标系号刀补，建立工件坐标系N30 G96 S1000 M04； 主轴反转，恒线速度主轴反转，恒线速度1000m/minN40 G00 X100 Z10； 快速走刀至快速走刀至X100 Z10点点N50 G01 X16 Z2 F100 直线进给至直线进给至X16 Z2点点N60 G01X26

41、 Z-3 倒倒 345角角N70 Z-48 加工加工26 外圆外圆N80 X60 Z-58 切第一段锥切第一段锥N90 X70 Z-73 切第二段锥切第二段锥N100 X90 退刀退刀N110 G00 X100 Z10 快速退回到快速退回到X100 Z10点点N120 M05 主轴停主轴停N130 M30 程序结束并复位程序结束并复位% 程序结束符程序结束符例例5.5.车削加工如图车削加工如图2-182-18所示零件轮廓，用直线插补指令编程。所示零件轮廓，用直线插补指令编程。n功用：功用：G02：顺时针圆弧：顺时针圆弧(顺圆顺圆)插补。插补。G03：逆时针圆弧：逆时针圆弧(逆圆逆圆)插补。插补

42、。圆弧运动控制指令，用圆弧运动控制指令，用以实现圆弧插补加工。以实现圆弧插补加工。圆弧顺、逆的判断方法为：圆弧顺、逆的判断方法为： 在圆弧插补中，沿垂直在圆弧插补中，沿垂直于要加工的圆弧所在平面的于要加工的圆弧所在平面的坐标轴由正方向向负方向看，坐标轴由正方向向负方向看，由圆弧起点由圆弧起点终点，终点，半径矢量转动方向是顺时半径矢量转动方向是顺时针方向为针方向为0202，是逆时针方，是逆时针方向为向为G03G03。格式格式: :G17G17G18G18G19G19G02G03I- J-I- J-I- K-I- K-J- K-J- K-或或；X- Y-X- Y-X- Z-X- Z-Y- Z-Y-

43、 Z-注意：注意： 程序段中的终点坐标、程序段中的终点坐标、Y Y、Z Z可以用绝对坐标，也可以用增量坐标。可以用绝对坐标，也可以用增量坐标。取决于程序段中已指定的取决于程序段中已指定的G90G90或或G91G91，还可以用增量坐标字、指定，还可以用增量坐标字、指定( (如车床如车床) )。 程序段中的圆心坐标、程序段中的圆心坐标、J J、一般用从圆弧起点指向圆心的矢量在坐、一般用从圆弧起点指向圆心的矢量在坐标系中的分矢量标系中的分矢量( (投影投影) )来决定。且对大部分数控系统来说，总是为增量值。来决定。且对大部分数控系统来说，总是为增量值。即不受即不受G90G90控制。控制。 有些数控系

44、统允许用半径参数有些数控系统允许用半径参数R R代替圆心坐标参数、代替圆心坐标参数、 、编程。、编程。加工圆弧时，不仅要用加工圆弧时，不仅要用G02、G03指出圆弧的顺时针或逆时针方向，用指出圆弧的顺时针或逆时针方向，用X、Y、Z指定圆弧的终点坐标，而且还要指定圆弧的圆心位置。指定圆弧的终点坐标，而且还要指定圆弧的圆心位置。 nG90 G19 G02 Y- Z- J- K- F-;G90 G19 G02 Y- Z- J- K- F-; XYZ起点起点(y0, z0)终点终点(y, z)O(O(、K K）nG90 G19 G03 Y- Z- J- K- F-;G90 G19 G03 Y- Z-

45、J- K- F-;XYZ终点终点(y0, z0)起点起点(y, z)O(O(、K K）nG90 G19 G02 Y- Z- G90 G19 G02 Y- Z- - F- F-；XYZ起点起点(y0, z0)终点终点(y, z)O(J, K)R（2）说明）说明1）采用绝对值编程时）采用绝对值编程时, X、Y、Z为圆弧终点在工件坐标系中为圆弧终点在工件坐标系中的坐标值；当采用增量值编程时，的坐标值；当采用增量值编程时，X、Y、Z为为圆弧终点相为为圆弧终点相对于圆弧起点的坐标增量值。对于圆弧起点的坐标增量值。2）无论是绝对坐标编程还是增量坐标编程，）无论是绝对坐标编程还是增量坐标编程，I、J、K都为

46、圆都为圆心坐标相对圆弧起点坐标的坐标增量值，如图心坐标相对圆弧起点坐标的坐标增量值，如图2-6所示。所示。圆弧中心()刀具起点刀具终点刀具终点刀具起点()圆弧中心（a）顺圆（）顺圆（G17 G90 G02） （b）逆圆（）逆圆（G17 G90 G03）图图2-6 圆弧圆心坐标的表示方法圆弧圆心坐标的表示方法3）圆弧所对的圆心角）圆弧所对的圆心角 180 时，用时，用“+R”表示表示；当；当 180 时，用时，用“R”表示，如图表示，如图2-7中的圆中的圆弧弧1和圆弧和圆弧2。 起点终点图图2-7 圆弧插补时圆弧插补时+R与与-R的区别的区别例例 7、车削如图、车削如图2-22所示圆弧，用圆弧插

47、补指令编程所示圆弧，用圆弧插补指令编程 图2-22 G02/G03编程实例n% %nO0222O0222nN1 T0101 N1 T0101 （设立坐标系，定义对刀点的位（设立坐标系，定义对刀点的位置）置）nN2 G00 X40 Z5N2 G00 X40 Z5 ( (刀尖快速点定位到加工起点刀尖快速点定位到加工起点) )nN3 M03 S400N3 M03 S400 （主轴以（主轴以 400r/min 400r/min 旋转）旋转）nN4 G00 X0N4 G00 X0 （到达工件中心）（到达工件中心）nN5 G01 Z0 F60N5 G01 Z0 F60 （工进接触工件毛坯）（工进接触工件毛

48、坯） nN6 G03 U24 W-24 R15 N6 G03 U24 W-24 R15 （加工（加工 R15 R15 圆弧段）圆弧段） nN7 G02 X26 Z-31 R5N7 G02 X26 Z-31 R5 （加工（加工 R5 R5 圆弧段）圆弧段）nN8 G01 Z-40N8 G01 Z-40 （加工（加工26 26 外圆）外圆）nN9 X40 Z5N9 X40 Z5 （回对刀点）（回对刀点）nN10 M30N10 M30 （主轴停、主程序结束并复位（主轴停、主程序结束并复位）n% %功用：功用： G04G04指令可使刀具作短时间的无进给运动，进行光整加工，可用于车槽、指令可使刀具作短时

49、间的无进给运动，进行光整加工，可用于车槽、镗平面、锪孔等场合。例如，车削环槽时，若进给完立即退刀，则其镗平面、锪孔等场合。例如，车削环槽时，若进给完立即退刀，则其环槽外形为螺旋面，用暂停指令使工件空转几秒钟，即能光整成圆。环槽外形为螺旋面，用暂停指令使工件空转几秒钟，即能光整成圆。格式：格式： G04 G04 注意：注意： 其中，符号其中，符号表示地址符，常用的地址符有表示地址符，常用的地址符有X X、U U、P P等，不同系统等，不同系统有有不同的规定，不同的规定， 为数字，表示暂停时间为数字，表示暂停时间( (以秒或毫秒为单位以秒或毫秒为单位) )，或，或表示工件转数，视具体机床而定。中断

50、时间的长短可以通过地址表示工件转数，视具体机床而定。中断时间的长短可以通过地址P P 或或X X（U U）来指定，值范围视不同的数控系统而定，一般为）来指定，值范围视不同的数控系统而定，一般为0.0010.00199999.99999999.999秒。其中地址秒。其中地址P P后面的数字为整数，单位为后面的数字为整数，单位为msms，如，如G04 P3000G04 P3000表示暂停表示暂停3 3秒；秒；X X（U U）后面的数字为带小数点的数，单位为秒，如）后面的数字为带小数点的数，单位为秒，如G04 G04 X3.2X3.2表示暂停表示暂停3.23.2秒。有些机床，秒。有些机床，X X（U

51、 U）后面的数字表示刀具或工件空）后面的数字表示刀具或工件空转的圈数。转的圈数。 G04G04为非续效指令，只在本程序段有效。为非续效指令，只在本程序段有效。刀具半径自动补偿的概念：刀具半径自动补偿的概念： 在用圆头刀具进行轮廓加工时、必须考虑刀具半径的在用圆头刀具进行轮廓加工时、必须考虑刀具半径的影响。现以铣床为例，如图所示。若要用半径为影响。现以铣床为例，如图所示。若要用半径为R R的刀具的刀具加工外形轮廓为加工外形轮廓为ABAB的工件，则刀具中心必须沿着与轮廓的工件，则刀具中心必须沿着与轮廓ABAB偏离偏离R R距离的轨迹距离的轨迹A AB B移动，即铣削时，刀具中心运动轨移动，即铣削时

52、，刀具中心运动轨迹（刀心轨迹）和工件的轮廓形状是不一致的。迹（刀心轨迹）和工件的轮廓形状是不一致的。 机床数控系统按刀心轨迹进行控制。机床数控系统按刀心轨迹进行控制。 按刀心轨迹编程很不方便，计算繁按刀心轨迹编程很不方便，计算繁琐，当刀具磨损、重磨以及更换新刀具琐，当刀具磨损、重磨以及更换新刀具导致刀具半径变化时，又需要重新计算导致刀具半径变化时，又需要重新计算与编程。与编程。 刀具半径补偿就是要求数控系统能刀具半径补偿就是要求数控系统能根据工件轮廓（根据工件轮廓（ABAB）和刀具半径自动计）和刀具半径自动计算出刀心轨迹（算出刀心轨迹（A AB B）。）。G41:G41:刀具半径左偏置刀具半径

53、左偏置 G42G42：刀具半径右偏置：刀具半径右偏置 1 1刀具半径指令刀具半径指令G41G41、G42G42功用：功用：G41G41G42G42D(H) D(H) ；注意：注意： 使用使用G41G41、G42G42时，用时，用D D功能字指定刀具半径补功能字指定刀具半径补偿值寄存器的地址号。刀具半径补偿值在加工前偿值寄存器的地址号。刀具半径补偿值在加工前用用MDIMDI方式输入相应的寄存器，加工时由方式输入相应的寄存器，加工时由D(H)D(H)指令指令调用。调用。n注意：注意：n（a a）G40/G41/G42 G40/G41/G42 都是模态代码可相互注销；都是模态代码可相互注销；n（b

54、b）刀具半径补偿平面的切换必须在补偿取消方式下）刀具半径补偿平面的切换必须在补偿取消方式下进行；进行；n（c c）刀具半径补偿的建立与取消只能用）刀具半径补偿的建立与取消只能用 G00 G00 或或 G01 G01 指令不得是指令不得是 G02 G02 或或 G03G03。n如图如图2-242-24所示，在轮廓加工中，由于刀具具有一定的所示，在轮廓加工中，由于刀具具有一定的半径，所以在加工时刀具中心轨迹与被加工工件的轮半径，所以在加工时刀具中心轨迹与被加工工件的轮廓不相重合。只有与被加工轮廓偏置一个刀具半径值廓不相重合。只有与被加工轮廓偏置一个刀具半径值R R的距离时，才能加工出与图样上一致的

55、零件轮廓，这的距离时，才能加工出与图样上一致的零件轮廓，这种偏置功能叫做刀具半径补偿。刀具补偿的范围为种偏置功能叫做刀具半径补偿。刀具补偿的范围为0 0999mm999mm，精度为，精度为0.0010.0010.01mm0.01mm。n例8、考虑刀具半径补偿编制图2-24所示零件的加工程序，要求建立如图所示的工件坐标系，按箭头所指示的路径进行加工，设加工开始时刀具距离工件上表面50mm，切削深度为 10mm。n%nO1008nG92 X-10 Y-10 Z50 （设立坐标系，定义对刀点的位置）nG90 G17 （选择XY平面，绝对坐标编程）nG42 G00 X4 Y10 D01 Z2 M03

56、S900 （点定位到加工起点，选择半径右补偿）nG01 Z-10 F800 （下刀，指定切削速度）nX30 （加工AB）nG03 X40 Y20 I0 J10 （加工BC段圆弧）nG02 X30 Y30 I0 J10 （加工CD段圆弧）nG01 X10 Y20 Y5 （加工DE）nG00 Z50 M05 （提刀，主轴停转）nG40 X-10 Y-10 （取消半径补偿）nM02 (程序结束)n%功用：功用： 刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向(Z(Z方向方向) )的补偿，它可的补偿，它可使刀具在使刀具在Z Z方向上的实际位移大于或小于程序结定值，即方向上的实际位移大

57、于或小于程序结定值，即: : 实际位移量程序给定值实际位移量程序给定值补偿值补偿值 上式中，二值相加称为正偏置，用上式中，二值相加称为正偏置，用G43G43指令来表示；二值相减称指令来表示；二值相减称为负偏置，用为负偏置，用G44G44指令来表示。给定的程序坐标值和输入的补偿指令来表示。给定的程序坐标值和输入的补偿值本身都可正可负，由需要而定。值本身都可正可负，由需要而定。格式：格式：G43G44Z HZ H 其中其中Z Z值是程序中给定的坐标值。值是程序中给定的坐标值。H H值是刀具长度补偿值寄存器值是刀具长度补偿值寄存器的地址号该寄存器中存放着补偿值。的地址号该寄存器中存放着补偿值。 刀具

58、长度补偿指令刀具长度补偿指令G43G43、G44G44的注销也用取消刀补指令的注销也用取消刀补指令G40G40。 数控加工中，一般一个动作就要编制一条加工程序，数控加工中，一般一个动作就要编制一条加工程序，但在许多情况下，常常重复一组固定的动作。如能用一但在许多情况下，常常重复一组固定的动作。如能用一条固定循环指令去执行，则程序段数就会大为减少。条固定循环指令去执行，则程序段数就会大为减少。 在在G G指令中，常用指令中，常用G80-G89G80-G89作为固定循环指令。而在作为固定循环指令。而在有些车床中，常用有些车床中，常用G33-G35G33-G35和和G76-G79G76-G79作为固

59、定循环指令。作为固定循环指令。固定循环指令一般随机床的种类、型号、生产厂家等而固定循环指令一般随机床的种类、型号、生产厂家等而变，是不通用的。变，是不通用的。 辅助功能代码（辅助功能代码（M M代码）是控制机床辅助动作的指令，代码）是控制机床辅助动作的指令，主要用作机床加工时的工艺性指令。主要用作机床加工时的工艺性指令。 1M00 程序停止。程序停止。执行执行M00M00后程序停止，可按机床上后程序停止，可按机床上的起动按钮使机床重新起动，继续执行以后的程序的起动按钮使机床重新起动，继续执行以后的程序。 2 2M01 M01 可选择的程序停止。当按下机床操作面板上可选择的程序停止。当按下机床操

60、作面板上的的“选择开机选择开机”按钮时，执行按钮时，执行M0lM0l以后程序停止，重新起以后程序停止，重新起动则继续执行下段。动则继续执行下段。 3 3M02M02和和M30 M30 程序结束。程序结束。 4M03、M04和和M05 主轴正转、反转和停转。主轴正转、反转和停转。 5M06 换刀。换刀。 6M07、M08 2号切削液（雾状）开、号切削液（雾状）开、1号号切削液（液切削液（液状）开。状）开。7Ml9 主轴定位。执行主轴定位。执行M19后可使主轴正转后停在后可使主轴正转后停在 规定的角度上。规定的角度上。8M118 主定位主定位(反转反转)。执行。执行M118后可使主轴反向旋转后后可