数控加工的程序编制培训课程课件

1、一、数控机床的坐标系数控机床坐标的作用：1、用来表示数控机床各运动部件沿坐标轴的位移量和方向。2、有利于编程简单，可以使程序具有互换性（目前，国际上已采用了统一标准的坐标系）数控机床坐标系标准我国已制定了标准：数控机床坐标和运动方向命名JB305182国际标准：机床数字控制坐标轴和运动的命名ISO84174坐标轴的命名1、坐标轴采用右手直角笛卡儿坐标系。2、基本坐标轴为X、Y、Z，三者的位置关系和正方向用右手定则来判定。3、回转坐标轴为围绕X、Y、Z各轴旋1、转的坐标轴。用A、B、C轴表示。回转轴的正方向用右手螺旋法则来判定。机床坐标轴的确定方法1、三个假设假定工件静止，永远是刀具相对于工件运

2、动。机床坐标轴及其正方向是指刀具运动的坐标轴及其正方向。Z轴与主轴平行，并且刀具离开工件的方向为正方向。2、基本坐标轴的确定步骤Z轴已在假设中确定。X轴总是在水平面内，其正方向根据不同形式的机床而不同。 对于主轴夹持工件旋转 的机床（如：车床）：X轴位于工件的径向，且与横向滑座平行。正方向是远离主轴轴线的方向。 对于刀具旋转的立式机床（如：立式铣床、立式加工中心）：X轴位于水平方向。正方向：通过主轴看立柱，X的正方向指向右边。 对于刀具旋转的卧式机床（如：卧式铣床、卧式加工中心）：X轴位于水平方向。正方向：顺着主轴看工件，X的正方向指向右边。Y轴与X、Z轴垂直，其正方向是根据右手定则来判断（从

3、ZX）。A、B、C轴分别围绕X、Y、Z轴旋转，其正方向根据右手螺旋定则来确定。附加坐标系是指与基本坐标系平行的坐标系。标准规定有两组： 第一组为：U、V、W 其正方向与X、Y、Z相同。 第二组为：P、Q、R 其正方向与X、Y、Z相同。机床坐标系与工件坐标系机床坐标系是数控机床固有的坐标系。其坐标轴的方向和原点是机床设计时或调试时确定的。是唯一的，不可以改变的。工件坐标系是加工工件时，由编程人员确定的。该坐标系的坐标轴与机床坐标系相平行，坐标轴的方向与机床坐标系相同。工件坐标系的原点是编程人员为了编程的方便在图纸上 指定的一点。它不是唯一的，是可以改 变的。 工件坐标系是在机床坐标系中建立的，一

4、个工件在加工中，可以同时建立多个工件坐标系，以满足加工的需要。绝对坐标和相对坐标绝对坐标是指刀具运动的坐标值都是相对工件坐标系的原点而计算的。相对坐标（増量坐标）是指刀具运动的坐标值都是相对运动轨迹的前一点的坐标计算的。A、B点的绝对坐标：XA=30.0 YA=35.0 XB=12.0 YB=15.0B点的相对坐标：XB=18.0 YB=20.0主轴的正转与反转判定判定方法：用右手螺旋定则将右手大姆指顺着主轴指向工件，四指环绕主轴轴线。 当主轴回转方向与四指环绕方向相同时，为 顺时针方向（CW），即为主轴正转。 当主轴回转方向与四指环绕方向相反时，为逆时针方向（CCW），即为主轴反转。最小设定

5、单位是指数控系统发出一个脉冲指令后，经过伺服系统转换、放大、反馈后推动数控机床上的运动部件轴向移动的位移量，叫做最小设定单位，又称脉冲当量。目前，最小设定单位的值一般为：0.010.0001。最小设定单位的值越小，表明其精度越高。编程时，所有编程尺寸都应转换成与最小设定单位相对应的数值。举例：向X轴正方向移动12.56，向Y轴负方向移动5.602，机床的最小设定单位为佳0.001。用最小单位表示：X12560 Y5602用小数点表示：X12.560 Y5.602同时用最小单位和小数点表示时：X12.560 Y5.602 或 X12560 Y5602推荐用小数点表示。当输入最小设定单位以下数值时

6、，按四舍五入处理：如：12.5602 12.560 12.5608 12.561 二、数控标准代码及数控程序格式（一）穿孔带及其代码1、穿孔带的作用 是主要的输入介质。其上以一定格式排列的代码孔代表不同的信息，输入CNC装置后均转换成二进制数字代码，供CNC装置进行处理。 代码孔已标准化。我国制定的标准是：JB3052-82数控机床七位代码字符集等效于ISO840-1973。2、结构特点穿孔带的宽度有两种五单位和八单位五单位：宽17.5mm，每排有5个孔，多用于数控线切割机床。八单位：宽25.4mm，每排有8个孔，多用于除数控线切割机床以外的其他各种数控机床。目前，八单位穿孔带有两种标准： E

7、IA（美国电子工业协会）标准早期的数控机床采用，目前少用。 ISO（国际标准化组织）标准现代数控机床广泛采用。将逐步取代EIA标准。（目前，还有两者兼用的）（2）八单位穿孔带简介每排有9个孔。1个小孔，8个大孔。 1个小孔（称为中导孔或同步孔，在第3列和第4列之间）用来作为每排大孔的定位基准，并用来产生同步信号。 8个大孔（称为信号孔）用来记录数字、字母或符号信息。（3）穿孔带的代码（见代码表）数字码09文字码AZ符号码各种符号 这些代码根据每排孔的个数和位置排列的不同来区别。（4）代码孔的排列规律ISO：每排孔的个数是偶数，第8列为补偶列。所有的数字码在第5列和第6列都有孔，字母码在第7列有

8、孔。EIA：每排孔的个数是奇数，第5列为补奇列。补偶和补奇的作用：是检验纸带的穿孔是否有错。(二）G代码（也称G功能或G指令） 我国机械工业标准JB30281983数字控制程序段中的准备功能和辅助功能M代码，对G代码和M代码作了具体规定。该标准与国际标准ISO10561975E基本一致。G代码见P31 表23。1、G代码的作用是用来设定工件坐标系和机床的控制方式，是数控程序的基础。2、G代码的组成由字母G和后续的二位数字组成，从G00G99共100种。3、G代码的分类根据是否具有功能保持性，G代码可分为模态代码（又称续效代码）和非模态代码。模态代码：具有功能保持性，即该功能一经使用则一直有效，

9、直到出现该代码同组的代码为止。非模态代码：不具有功能保持性。仅在其出现单程序段内有效。“过期作废”。4、模态代码的组别对模态代码进行分组，用字母作标记（见表2-3G代码表中第二栏），相同字母标记的为一组，同组代码具有排他性。 a组：G00G03，G06，G33G35； c组：G17G19， G80，G81G89 ； d组：G40G42； f组：G53G59； h组：G60G62 i组： G96G97； j组：G90G91 k组：G93G95； （共8组）5、非模态代码用“*”表示（见表23 G代码表中第三栏），它不具有排他性。6、“不指定”和“永不指定”代码，用“#”表示（见表中第三栏），其功

10、能可以由CNC装置制造商自行定义。不指定作为机动G代码。用户（ CNC装置制造商）在需要的时候可以自行定义新的功能。永不指定永远作为机动G代码，留给用户（机床用户）在需要的时候可以自行定义新的功能。7、功能可以替换的G代码，用“#d”表示。它表示可以用同栏中d组的代码所代替或注消，也可以用同栏中其他用“#d”标记的代码所代替。（三）、M代码（也称M功能或M代码） M代码已标准化（见P34 表24 M代码）1、M代码的作用用来表示数控机床辅助动作的开关或状态。如：程序停止、结束；主轴启动、停止；冷却液开、停；刀具交换等。2、M代码的组成由字母M和后续的两位数字组成，从M00M99共100种。3、

11、M代码也有模态和非模态之分。 在表第4栏中，用“*”表示的都是模态的。 在表第5栏中，用“*”表示的都是非模态的。4、M代码根据功能开始的时间可分为两种：第一种是与程序段指令运动同时开始（第2栏中用“*”表示的）。第二种是与程序段指令运动完成后开始（第3栏中用“*”表示的）。5、M代码也有“不指定”和“永不指定”用来作为机动。留给用户（CNC制造商和机床用户）自行定义新的功能。但要在使用说明书上说明。6、几个特殊的M代码（1）M00程序停止指令（暂停）该程序的实质：是设定了一个软件“开关”，当程序运行的这个“开关”时，就自动停止（即：执行完含有M00的程序段后，主轴、进给及冷却都自动停止）。程

12、序停止后，机床的状态保持不变。当执行完某种固定操作后，按下设置在操作面板上的“循环启动”键（硬件开关）后，程序将继续执行后续的程序。该指令主要用在加工过程中，需要停机进行某种手动操作的场合。这种停机是程序事先确定的。停机过程用软件实现，恢复用硬件实现。（2）、M01计划（任选）停止指令（暂停）该指令也是程序停止指令，它与M00的不同之处在于：M00是用软件实现的自动停止，而M01是用硬件配合来实现的停止（即：在操作面板上预先按下“任选停止开关”，当执行完含有M01代码的程序段后，程序停止），否则，M01不起作用，程序将继续执行。程序恢复运行同M00相同（按下“循环启动”键）该指令的使用场合：在

13、加工中随机要使机床停止运动而要进行某种手动操作的场合。如：随即抽查零件的关键尺寸。停机和恢复程序都是通过硬件开关来实现的。（3）、M02程序结束指令（机床停止运动）该指令的功能：是当程序全部运行完毕后，用此指令来使主轴、进给、冷却全部停止。同时使机床复位，使程序返回“开始状态”。停止的过程是自动的，停机的前提是程序已完成全部工作。该指令出现在最后一个程序段中的最后，因为机床一执行完该指令，便立即停机复位。（4）几个常用的M代码M03 主轴正转 M04主轴反转 M05 主轴停止M08 切削液开 M09切削液关M98 调用子程序 M99返回主程序（四）F、S、T代码1、F代码（又称F功能或F指令）

14、进给速度指令。是模态代码（续效代码）。单位mm/min。有两种表示方法：代码法（不常用）指令格式是F后跟两位数字。该两位数字不直接表示进给速度的大小，而是进给速度数列的序号。进给速度数列可以用几何级数来表示，也可以用算术级数。序号与它代表的进给速度有一一对应的关系。 直接指定法（常用） 指令格式是F后直接跟数字。该数字直接表示进给速度的大小。2、S代码（S功能或S指令）用来表示主轴的转速。 （1）单位：r/min。是续效代码。 （2）指令格式：字母S后跟数字组成。该数字直接表示主轴转速的大小。3、T代码（ T功能或T指令）一般用来表示刀具的编号。（五）程序段格式1、程序的组成一个完整的程序由若

15、干个程序段组成。一个程序段由若干个按照一定顺序和规定排列的字组成。一个字由表示地址的英文字母和数字集合而成。有以下特点：（1）是一组代码符号，表示某一功能。如： X2500.0 表示X方向尺寸为2500mm。 F1500表示进给速度为1500mm/min。（2）是程序的信息单位。（3）字的排列顺序构成程序段格式。2、程序段格式采用字地址程序段格式。如： N100 G01 X320.0 Y250.0 Z-150.0 F150 S240 T24 M05 LF 该程序段由8个字组成。每个字都有字母开头，该字母称为“地址”。3、程序段中各字的意义：（1）顺序号字表示该程序段的执行顺序。还可以用作程序段

16、的检索。该程序段的执行时可以在CRT上显示该顺序号。（2）准备功能字（G代码）用来使数控系统作某种操作功能。（3）尺寸字用来给定各坐标轴的位移量和方向。由坐标地址及正、负号和数字组成。尺寸字的地址：X、Y、Z基本坐标系U、V、W第一辅助坐标系（与基本坐标系平行）P、Q、R第二辅助坐标系（与基本坐标系平行）A、B、C回转坐标系插补参数地址：I、J、K用来表示圆心坐标相对圆弧始点的圆心矢量在X、Y、Z坐标上的分量。（4）进给功能字（F代码）用来给定刀具的进给速度。（5）主轴转速功能字（S代码）用来指定主轴的转速。（6）刀具功能字（T代码）用来指定更换刀具时的刀具号。（7）辅助功能字（M代码）用来指

17、定除G功能外的种种“通断功能”。（8）结束符用来表示程序段的结束，每个程序段结束后都应加上它。不同的数控系统可能有不同的结束符，FANUC公司采用“LF”作为结束符。三、G指令编程应用与举例（一）、坐标指令1、G90绝对坐标指令（1）该指令表示程序中的编程尺寸是按绝对坐标给定的。（2）绝对坐标是指程序中的尺寸字是相对于编程原点的。2、G91相对坐标指令（1）该指令表示程序中的编程尺寸是按相对坐标给定的。（2）相对坐标是指程序中的尺寸字是相对于轨迹的前一点。3、坐标系设定的预置寄存指令G92（1）该指令用来确定机床坐标系与工件坐标系的关系。（2）指令格式：G92 X Y X Y表示机床坐标系的原

18、点在工件坐标系中的位置。用G92指令可以将该坐标值存储在数控系统的内存中。（3）G92指令并不使机床产生运动，只是记录坐标的设定值，并在加工前送入数控系统的内存。如果该设定值有问题，还可以更改。4、平面选择指令G17、G18、G19（1）对于三轴以上的两两联动的数控机床，需要用该组指令设定加工平面。特别是在进行圆弧插补时，其加工方向与设定平面有密切关系。（2）G17、G18、G19分别表示XY、ZX、和YZ坐标平面，不得有误。（3）G17为数控系统的缺省状态。（4）该组指令与圆弧插补指令、刀具补偿指令配套使用。一般是出现在这两种指令的前面。（二）快速移动指令G001、该指令用来指令刀具从现时的

19、位置，快速移动到程序段指令的下一个定位点。2、指令格式：G00 X Y X Y就是程序段指令的下一个定位点的坐标值。3、“快速”是指用数控机床的最大移动速度移动。该速度是在数控系统中预先设定好的，每一个数控机床都有一个快速移动速度，它是数控机床的重要参数。4、该指令过程不参与切削。其运动速度是数控机床的最大移动速度移动，所以在该指令中不需要用F指令给定进给速度。5、是模态指令。（三）直线插补指令G011、该指令用来指令两个坐标（或三个坐标）以联动的方式按程序段给定的速度F，插补出任意给定斜率的平面（或空间）直线。2、该指令的移动过程就是切削过程。直线的始点为刀具的现时位置，不需要程序段指令。而

20、终点必须由程序段指令。这样就满足了直线加工的必要条件。3、指令格式：G01 X Y F X Y 表示的是终点坐标。 F表示的进给速度。4、该指令是模态指令。（四）圆弧插补指令G02、G031、该指令用来加工圆弧。G02为顺时针圆弧插补，G03为逆时针圆弧插补。圆弧的顺、逆方向与弧所在平面有关。 G02、G03是模态指令。2、指令格式：G17 G02（G03）X Y I J F LFG18 G02（G03）X Z I K F LFG19 G02（G03）Y Z J K F LF X Y 是圆弧的终点坐标。 I J 是圆心矢量（方向指向圆弧始点）在坐标轴上的分量。 F 进给速度。其方向为圆弧切线方

21、向。3、指令过程是切削过程。进给速度由F指令指定。三、G指令编程应用与举例（五）举例一：直线插补、圆弧插补举例 如图所示为加工零件的轮廓ABCDEA。图中XO工Y是工件坐标系，零件尺寸按绝对坐标标注； XO机Y是机床坐标系；O机是机床坐标系原点。两个坐标系的关系是零件在机床上的安装关系。1、绝对坐标编程G92 X-10.0 Y-10.0 LF（设定工件坐标系）N01 G90 G17 G00 X10.0 Y10.0 LF（刀具快速从起刀点至进刀点）N02 G01 X30.0 F100 LF（直线插补至X30.0 Y10.0 ）N03 G03 X40.0 Y20.0 I0.0 J-10.0 LF（

22、圆弧插补CCW至X40.0 Y20.0 ）N04 G02 X30.0 Y30.0 I0.0 J-10.0 LF（圆弧插补CW至X30.0 Y30.0 ）N05 G01 X10.0 Y20.0 LF（直线插补至X10.0 Y20.0 ）N06 Y10.0 LF（直线插补至X10.0 Y10.0 ）N07 G00 X-10.0 Y-10.0 M02 LF（刀具快速从进刀点返回起刀点）2、相对坐标编程N01 G91 G17 G00 X20.0 Y20.0 LFN02 G01 X20.0 F100 LFN03 G03 X10.0 Y10.0 I0.0 J-10.0 LFN04 G02 X-10.0 Y

23、10.0 I0.0 J-10.0 LFN05 G01 X-20.0 Y-10.0 LFN06 Y-10.0 LFN07 G00 X-20.0 Y-20.0 M02 LF（六）、刀具半径补偿功能1、刀具半径补偿的概念当用立铣刀加工如图所示零件的轮廓ABCDEA时，刀具必须在零件轮廓的法向偏置一个距离D。 D=R+ R刀具半径 加工余量（精加工时， =0 D=R）如果将这个D值事先输入到CNC装置的内存中去，则CNC装置就可以根据零件的加工程序和这个D值，自动计算出刀具中心的运动轨迹ABCDEA。2、刀具半径补偿功能 根据编程轨迹和刀具偏置值D，由CNC装置自动计算出刀具中心的运动轨迹，并控制刀具

24、沿着这个轨迹运动的功能称为刀具半径补偿功能。3、刀具半径补偿功能的优点 当刀具偏置值D发生变化时，如：刀具的半径发生变化（即：刀具磨损或更换）；加工余量发生变化（粗加工时，加工余量 要分几次完成）；会影响零件轮廓的加工。 有了刀具半径补偿功能，只要重新设定一下D值，而不需要改变程序， CNC装置通过改变刀具中心轨迹的位置来补偿D值的变化，同样可以加工出合格的零件。 因此，编程时可以不考虑刀具半径和加工余量 ，只是在加工前将刀具偏置值D直接输入CNC装置就可以。从而使编程简单。4、刀具半径补偿指令G41、G42、G40 G41、G42、G40是模态指令。G41左偏置。从刀具的前进方向观察，刀具始

25、终在工件的左侧。G42右偏置。从刀具的前进方向观察，刀具始终在工件的右侧。G40刀具半径补偿取消。5、指令格式： G00 G41（G42）D01（H01）X Y式中：（1）D01（H01）是刀具偏置值D的存储地址。 该刀具偏置值D要在程序运行前送入内存D01中。 （2） X Y 是刀具中心切入点坐标。即：刀具偏置后，刀具中心移到该点时刀具圆周与编程轨迹相切。 G00 G40 X Y 式中： X Y是刀具中心切入点坐标。刀具偏置取消后，刀具中心移至该点时，取消刀具半径补偿功能。 （七）举例二：刀具半径补偿举例G92 X0.0 Y0.0 LF （设定工件坐标系。两坐标系原点重合）N01 G90 G

26、00 G42 D01 X10.0 Y10.0 LF（刀具右偏置，快速移至进刀点。）N02 G01 X30.0 F100 LF（直线插补AB段）N03 G03 X40.0 Y20.0 I0.0 J-10.0 LF（圆弧插补CCW BC段）N04 G02 X30.0 Y30.0 I0.0 J-10.0 LF（圆弧插补CW CD段）N05 G01 X10.0 Y20.0 LF（直线插补DE段）N06 Y10.0 LF（直线插补EA段）N07 G00 G40 X0.0 Y0.0 M02 LF（刀具半径补偿取消，返回工件坐标系原点）注：D01刀具半径存储单元D1=R + 为粗加工时的偏置值D2=R为精加

27、工时的偏置值（八）、刀具长度补偿指令1、刀具长度补偿概念 加工如图所示的零件时，当刀具的长度发生变化而使刀尖的实际位置偏离编程位置时，调用刀具长度补偿功能G43、G44，并将刀具长度的差值e预存在数控系统中，那么数控系统就可以使用按刀具编程位置所编制的原来的程序，加工出所要求的零件。这样就可以避免因刀具长短改变而重新编程的麻烦。2、刀具长度补偿功能 当刀具的长度发生变化而使刀尖的实际位置偏离编程位置时，如果事先把刀具长度的差值e预存在数控系统中，数控系统就可以自动对刀具长度进行伸长或缩短的运算，使刀具的长度达到原来长度值的功能，这就是刀具长度补偿功能。3、刀具长度补偿的优点 使用该功能，在编程

28、时就可以不考虑刀具长度变化，而照常编制程序。只是在运行程序前将刀具的长度差值e预存在数控系统中即可。而不需要调整刀具的安装位置就可以消除这一误差，使编程简单。4、刀具长度补偿指令G40（D00）G43、G44 G40（D00）、G43、G44是模态指令。 G40（D00） 取消刀具长度补偿指令。其作用是指令刀具移回原来的实际位置。即：作与G43、G44刀具长度补偿指令相反的运算。 刀具长度偏置值e，总取正值。G43刀具正偏置。 使用场合：用于刀具的实际位置正向偏离编程位置时的补偿（即：刀具短而要进行伸长补偿）。 作用（该指令补偿的结果）：是对刀具编程终点（刀尖）坐标值作减去一个刀具偏差值的运算

29、。也就是使刀具编程终点（刀尖）坐标向负方向移动一个偏差量e。G44刀具负偏置。 使用场合：用于刀具的实际位置负向偏离编程位置时的补偿（即：刀具长而要进行缩短补偿）。 作用（该指令补偿的结果）：是对刀具编程终点（刀尖）坐标值作加上一个刀具偏差值的运算。也就是使刀具编程终点（刀尖）坐标向正方向移动一个偏差量e。5、刀具长度补偿指令格式： G43（G44） D G40（D00）式中： “ D ”表示刀具长度偏差值e的存储地址及地址号。 “”为坐标地址（一般为Z）及编程尺寸。表示刀具编程终点（刀尖）的坐标值。 注：“D ”要紧连在需要进行长度补偿的坐标地址之前。如：在Z坐标之前。（九）、举例三：刀具长

30、度补偿（1） 如图所示的加工情况中，如果刀具的长度短于编程时的长时，则要用G43指令进行刀具长度正偏值补偿。已知e=3，则将该值存入内存D01中，按相对坐标编程：N01 G91 G00 X70.0 Y35.0 S10 M03 LF（将刀具从起刀点快速移至1孔）N02 G43 D01 Z-22.0 LF（在编程位置进行正刀补。刀补后刀尖移至Z-22.0）N03 G01 Z-18.0 F500 LF（钻加工1孔）N04 G04 X20 LF（在孔底暂停20ms)N05 G00 Z18.0 LF（快速返回进刀位置）N06 X30.0 Y-20.0 LF（将刀具快速移至2孔）N07 G01 Z-33.

31、0 F500 LF（钻加工2孔）N08 G00 D00 Z55 LF（取消刀补，将刀尖返回编程位置）N09 X-100.0 Y-15.0 M02 LF（返回起刀点）（十）举例四：刀具长度补偿（2） 加工如图所示零件的 A、B、C三个孔。对刀点 选在工件外，距工件表面 35mm处，并以此为起刀点。 根据孔径选用15mm的钻 头，由于其长度磨损需要进 行长度补偿，补偿量b=-4 mm,刀补号为H01。主轴转 速为600r/min，刀具进给速 度为1000mm/min。走刀路 线见图。N01 G91 G00 X120.0 Y80.0 LF（快速定位到A孔）N02 G43 Z-32.0 T11 H01

32、 S600 M03 LF （在编程平面进行刀具长度正补偿，补偿值预存在H01中。刀 具快速移动到R平面，主轴正转）N03 G01 Z-21.0 F1000 LF（加工A孔）N04 G04 P2000 LF（在孔底暂停2S）N05 G00 Z21.0 LF（返回R平面）N06 X30.0 Y-50.0 LF（在R平面快速定位到B孔）N07 G01 Z-38.0 F1000 LF（加工B孔， B孔为通孔）N08 G00 Z38.0 LF（返回R平面）N09 X50.0 Y30.0 LF （在R平面快速定位到C孔）N10 G01 Z-25.0 F1000 LF（加工C孔）N11 G04 P2000

33、LF （在孔底暂停2S）N12 G00 Z57.0 H00 LF （返回编程平面，取消刀具长度补偿）N13 X-200.0 Y-60.0 M02 LF（返回起刀点）（十一）、暂停指令G041、用于使刀具作短时间停止。2、指令格式： G04 为地址符（常用X或F）和暂停时间。单位：ms。第四节 数控加工程序编制举例一、数控钻、镗、攻丝程序的编制（一）孔加工工序的特点1、常用的工序： 钻、铰、镗、攻丝2、动作相似，可以概括为：刀具快速移动到定位点（初始点）；刀具快速移动到切削点（R点平面）；刀具作切削进给；刀具在孔底做动作（Z点平面）；刀具快速返回到切削点；刀具快速返回到初始点；（二）固定循环的概

34、念将上述动作编制成子程序；事先存入数控系统的内存中；使用时用G指令来调用；使编程更简单。（三）固定循环的本质 是标准化级别较高的子程序；使用起来更方便（用G指令来调用）； 但固定循环的使用不统一，不同的数控系统具 有不同的规定。（四）固定循环指令1、FANUC 0MC 数控系统的固定循环代码（P49页表2-5）G73 高速啄式深孔钻循环；G74 攻左螺纹循环；G76 精镗孔循环；G80 固定循环取消；G81 钻孔、点钻孔循环；G82 钻孔、反镗孔循环；G83 啄式钻孔循环；G84 攻丝循环；G85 镗孔循环；G86 镗孔循环；G87 反镗孔循环；G88 镗孔循环；G89 镗孔循环；上述固定循环

35、的区别在于钻孔方式、在孔底的动作和逃离方式不同。2、固定循环的数据形式地址R和地址Z中的数据指定 与G90、G91的方式选择有关；G90时，R、Z一律取刀具 终点（刀尖）的坐标值；G91时，R为 IR点的距离； Z为RZ点的距离； G90 G91I 初始点R 切入点Z 孔底点3、返回点平面G98、G99由G98或G99决定刀具 在返回时到达的平面；G98返回初始平面（ I点所在平面）G99返回切削平面（R点所在平面） G98 G994、固定循环的指令格式G90（G91）G98（G99）G-X-Y-Z-R-P-Q-F-L-LF式中：X、Y表示要加工孔的位置，其坐标值取决于G90、G91的选择；Z

36、表示孔底平面位置，其坐标值取决于G90、G91的选择；R表示R点的平面位置，其坐标值取决于G90、G91的选择；P表示刀具在孔底的暂停时间，单位为ms。Q用在G73（高速深孔钻循环）、G83（深孔钻循环）中，表示每次的加工深度。F孔加工时的进给速度。它是模态的，即使固定循环，在其后的加工中仍然有效。L孔加工的重复次数。缺省时表示1次。（五）固定循环编程举例 例1：用固定循环G81（钻孔循环），刀具长度补偿G43在如图所示的工件上钻孔。机床坐标系、工件坐标系和起刀点相重合，并在图中示出。G90（绝对编程）G54 G90 G00 X-80.0 Y-62.0 LF（刀具快速定位孔1）G43 Z100

37、.0 H01 S200 M03 LF（在编程位置进行刀具长度正补偿，偏置值预存在地址H01中）G99 G81 Z-90.0 R2.0 F50 LF（钻孔循环开始，每次钻完孔后返回R平面。R平面距加工平面2mm。孔1深85+5。孔底平面在Z-90.0 处） X-250.0 LF（加工孔2，孔2深85+5 。孔底平面不变） X-375.0 Y-80.0 Z-120.0 LF （加工孔3，孔3深115+5。孔底平面在Z-120.0 处） X-355.0 Y-133.0 LF （加工孔4，孔4深115+5 。孔底平面不变） X-355.0 Y-185.0 LF （加工孔5，孔5深115+5 。孔底平面

38、不变） X-160.0 Z-50.0 LF （加工孔6，孔6深45+5 。孔底平面在Z-50.0 处） X-80.0 Y-150.0 LF （加工孔7，孔6深45+5 。孔底平面不变）G80 G00 Z100.0 M05 LF（取消固定循环G81，刀尖速移至Z100.0处）例2：用固定循环G84（攻丝循环）攻如图所示的螺纹。O机、O工如图所示，用刀具长度补偿G43，螺纹攻至深度后，主轴自动反转，并带着刀具返回至R点，主轴转速仍为S200r/min，进给仍为F250mm/min。G90（绝对编程）G54 G90 G00 X120.0 Y30.0 LF（刀具快速移至孔1）G43 Z50.0 H03

39、 LF（在编程位置Z50.0处,进行刀具长度补偿，补偿值预存在H03中）Z10.0 S200.0 M03 LF（刀具（刀尖）快速移至Z10.0处）G99 G84 Z-20.0 R10.0 F250 LF（攻丝循环开始，每次完成孔加工后，返回R平面。加工孔1，孔底平面 在Z-20.0 处，R平面距加工平面10.0mm，） X70.0 Z-42.0 R-10.0 LF（加工孔2，孔底平面在Z-42.0 处，重新设立R平面， R平面距新的加工平面-10.0mm） X0.0 LF （加工孔3，孔底平面、 R平面不变） Y-30.0 LF （加工孔4，孔底平面、 R平面不变） X-70.0 R10.0

40、LF （加工孔5，孔底平面不变、 R平面再次设立，距加工平面10.0mm ） X-120.0 Z-20.0 LF （加工孔6，孔底平面改变，重新设立在Z-20.0 处， R平面不变）G80 G00 Z50.0 M05 LF（取消攻丝循环，刀尖返回编程位置Z50.0处）例3：用固定循环G86（镗孔循环）镗如图所示工件上的孔。工件坐标系、机床坐标系如图示。G54 G90 G00 X75.0 Y-80.0 LF（绝对编程，快速移至孔1）G43 Z50.0 H01 LF（在编程位置Z50.0 处进行正刀补，补偿值存储在H01中） Z2.0 S300 M03 LF（刀具（刀尖）快速移动到Z2.0 处）G

41、99 G86 Z-52.0 R2.0 F80 LF（镗孔循环开始，每次完成孔加工后，返回R平面。加工孔1，孔底平面在Z-52.0 处，R平面距加工平面2mm） X200.0 Y-50.0 LF（加工孔2，孔底平面、 R平面不变） X370.0 LF（加工孔3，孔底平面、 R平面不变）G80 G00 Z50.0 M05 LF（取消固定循环。刀具（刀尖）快速移动到编程位置Z50.0处） （六）钻削加工举例 加工如图所示零件的 A、B、C三个孔。对刀点 选在工件外，距工件表面 35mm处，并以此为起刀点。 根据孔径选用15mm的钻 头，由于其长度磨损需要进 行长度补偿，补偿量b=-4 mm,刀补号为

42、H01。主轴转 速为600r/min，刀具进给速 度为1000mm/min。走刀路 线见图。N01 G91 G00 X120.0 Y80.0 LF（快速定位到A孔）N02 G43 Z-32.0 T11 H01 S600 M03 LF （在编程平面进行刀具长度正补偿，补偿值预存在H01中。刀 具快速移动到R平面，主轴正转）N03 G01 Z-21.0 F1000 LF（加工A孔）N04 G04 P2000 LF（在孔底暂停2S）N05 G00 Z21.0 LF（返回R平面）N06 X30.0 Y-50.0 LF（在R平面快速定位到B孔）N07 G01 Z-38.0 F1000 LF（加工B孔，

43、B孔为通孔）N08 G00 Z38.0 LF（返回R平面）N09 X50.0 Y30.0 LF （在R平面快速定位到C孔）N10 G01 Z-25.0 F1000 LF（加工C孔）N11 G04 P2000 LF （在孔底暂停2S）N12 G00 Z57.0 H00 LF （返回编程平面，取消刀具长度补偿）N13 X-200.0 Y-60.0 M02 LF（返回起刀点）第四节 数控加工程序编制举例二、数控车削加工程序的编制（一）数控车削的编程特点 1、机床坐标系 纵向：为Z轴，与主轴平行。离开件的 方向为正； 径向：为X轴，与Z轴垂直并平行于径 向进给导轨。也是离开工件的 方向为正； 机床坐标

44、系的原点：在 Z轴离开工件的最远处 与X轴 离工件的最远处的 交点。2、工件坐标系用G50来设定。 工件坐标系的原点：常选在Z轴与工件左（右）端面的交点上或与卡盘端面的交点上。右端面：G50 X100.0 Z123.0左端面：G50 X100.0 Z253.0卡盘端面： G50 X100.0 Z263.03、编程坐标 在一个程序段中，即可以用绝对坐标，也可以用相对（增量）坐标。4、关于X坐标的表示法 绝对坐标：以直径值表示； 增量坐标：以增量值的2倍表示；4、毛坯材料常用棒料、锻件，加工余量大。5、具有多种固定循环，可以进行多次重复循环切削。（二）FANUC 0TC系统的固定循环（P52页 表

45、2-6）1、该表共列出了10个固定循环指令G71横向车削循环；G72纵向车削循环；G73成形车削固定循环；G70精车加工循环；G74Z轴啄式钻孔循环；G75X轴切槽循环；G76螺纹切削固定循环；G90外径自动切削循环；G92螺纹自动切削循环；G94端面自动切削循环；其中：G90、G92、G94是单一固定循环。G70G76是多重固定循环。2、单一固定循环只能一次一次的完成某一个固定循环。例如：G90、G92、G94可以完成“切入切削退刀返回”四个程序。（1）G90外径自动切削循环（外圆切削循环）该功能可用于外圆、内孔和锥面的加工循环。刀具从起始点按规定的路线运动，按F指令的速度进行切削，而后快速

46、返回起始点。指令格式：G90 X（U）Z（W）R F式中：UX方向的坐标值（直径值） WZ方向的坐标值； R工件为锥面时，锥面的大、小端直径差的1/2； F进给速度；G90是模态代码，一经指定，一直有效。在完成该功能的固定循环后，要用另一个G代码来取消G90（如常用G00）G90举例1：圆柱面切削循环 如图所示为加工一个50mm的工件，起始点在X55.0、Z2.0，吃刀量为2.5mm。编程如下：N01 0100 M41（选择1号刀，将主轴置于低速档）N02 G97 S695 M08（主轴恒转速控制，切削液开）N03 G00 X55.0 Z10.0 M03（刀具快速靠近进刀点）N04 G01 G

47、96 Z2.0 F2.5 S120（主轴恒线速控制，刀具移至进刀点）N05 G90 X45.0 Z-25.0 F0.35 路经N06 X40.0 路经N07 X35.0 路经N08 G00 G97 X200.0 Z200.0 S695（取消G90，主轴恒线速控制，刀具返回）N09 M01（程序停止）G90举例2：圆锥面切削循环 如图所示为加工一个60mm的工件，固定循环的起始点为X65.0、Z2.0，吃刀量为5mm，R为工件被加工锥面大小端直径差的1/2，其值为5mm，方向为负值，编程如下：N01 T0100 M41（选择1号刀，将主轴置于低速档）N02 G97 S695 M08（主轴恒转速控

48、制，切削液开）N03 G00 X65.0 Z10.0 M03（主轴正转，刀具快速靠近进刀点）N04 G01 G96 Z2.0 F2.5 S120（主轴恒线速，刀具移至进刀点）N05 G90 Z-35.0 R-5.0 F0.3路经N06 X50.0路经N07 G00 G97 X200.0 Z200.0 S695（取消G90，主轴恒线速，刀具返回）N08 M01（程序停止）（2）G94端面自动切削循环（端面切削循环）该功能主要用于端面和侧面的圆锥面加工循环。刀具从起始点按规定的路线运动，按F指令的速度进行切削，而后快速返回起始点。指令格式：G94 X（U）Z（W）R F式中：UX方向的坐标值（直径

49、值） WZ方向的坐标值； R工件为锥面时，锥面的大、小端直径差的1/2； F进给速度；G94是模态代码，一经指定，一直有效。在完成该功能的固定循环后，要用另一个G代码来取消G94（如常用G00）G94举例1：端面加工循环 工件如图所示。编程如下：N01 T0100 M41（选择1号刀，将主轴置于低速档）N02 G97 S450 M08（主轴恒转速控制，切削液开）N03 G00 X85.0 Z10.0 M03（主轴正转，刀具快速靠近进刀点）N04 G01 G96 Z5.0 F3.0 S120（主轴恒线速控制，刀具移至进刀点）N05 G94 X30.0 Z-5.0 F0.2路经N06 Z-10.0

50、路经N07 Z-15.0路经N08 G00 G97 X200.0 Z200.0 S450（取消G94，主轴恒转速控制，刀具返回）N09 M01（程序停止）G94举例2：斜面加工循环 工件如图所示。编程如下：N01 T0100 M41（选择1号刀，将主轴置于低速档）N02 G97 S450 M08（主轴恒转速控制，切削液开）N03 G00 X55.0 Z10.0 M03（主轴正转，刀具快速靠近进刀点）N04 G01 G96 Z2.0 S120 （主轴恒线速控制，刀具移至进刀点）N05 G94 X20.0 R-5.0 F0.2路经N06 Z-5.0路经N07 Z-10.0路经N08 G00 G97

51、 X200.0 Z200.0 S450（取消G94，主轴恒转速控制，刀具返回）N09 M01（程序停止）单一固定循环的缺点： 这些循环虽然可以把切削中的一些固定动作用一个G指令来表示，简化了程序。但是，它还不能有效的简化加工程序。故需要引入多重固定循环。3、多重固定循环可以将某一个单一循环多次重复使用。在循环中，只须指定精加工路线和粗加工的切削深度，数控系统就会自动计算出粗加工路线和加工次数。可以进一步简化编程。常用的多重固定循环：G71外径粗加工循环（横向车削循环）即：横向进给G72端面粗加工循环（纵向车削循环）即：纵向进给G73固定形状粗加工循环（成形车削固定循环）即：横向、纵向同时进给G

52、70精加工循环（精车加工循环）G76螺纹复合加工循环（螺纹切削固定循环）（1）G71外圆粗加工循环 该指令主要用来切除棒料毛坯外圆余量的粗加工。指令格式：G71 U(d) R(e)G71 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t)d切削深度（半径值，无正负号）；E每次进给后的退刀量（可用参数设定）；Ns精加工路线的第一个程序段序号；Nf精加工路线的最后一个程序段序号；uX方向的精加工余量（直径值）；wZ方向的精加工余量；F进给速度；S主轴转速；T刀具号。G71举例：N01 T01 M41 LF（刀具号为01，将主轴置于低速档）N02 G97 S240 M08 LF

53、（G97为恒转速切削，冷却液开）N03 G00 X120.0 Z10.0 M03 LF（将刀具快速定位于切削点）N04 G96 S120 LF（G96为恒线速切削，转速为120）N05 G71 U4.0 R1 LF（粗加工切削深度4，退刀量设为1）N06 G71 P07 Q13 U4.0 W2.0 F0.3 LF（精加工余量：X为4，Z为2）N07 G00 X40.0 F0.15 S150 LF（循环开始）N08 G01 Z-30.0 LFN09 X60.0 Z-60.0 LFN10 Z-80.0 LFN11 X100.0 Z-90.0 LFN12 Z-110.0 LFN13 X120.0 Z

54、-130.0 LF（循环结束）N14 G70 P07 Q13 LFN15 G00 G97 X200.0 Z140.0 S500 LFN16 M02 LF（2）G72端面粗加工循环 该指令主要用于毛坯端面的粗加工。指令格式：G72 W(d) R(e)G72 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t)式中：d是沿Z方向的切削深度（半径值，无正负号）；E每次进给后的退刀量（可用参数设定）；Ns精加工路线的第一个程序段序号；Nf精加工路线的最后一个程序段序号；uX方向的精加工余量（直径值）；wZ方向的精加工余量；F进给速度；S主轴转速；T刀具号。 G72举例：N01 T0

55、1 M41 LF（选择01号刀具，将主轴置于低速档）N02 G97 S220 M08 LF （恒转速控制，冷却液开）N03 G00 X176.0 Z2.0 M03 LF（刀具快速移动到切削点）N04 G96 S120.0 LF（恒线速控制，线速度为120m/min）N05 G72 W2.0 R1.0 LF（Z向切削深度为2，退刀量为1）N06 G72 P07 Q12 U2.0 W0.5 F0.3 LF（精加工余量X、Z均为0.5）N07 G00 Z-70.0 F0.15 S150 LF（循环开始）N08 G01 X120.0 Z-60.0 LFN09 Z-50.0 LFN10 X80.0 Z-

56、40.0 LFN11 Z-20.0 LFN12 X36.0 Z2.0 LF（循环结束）N13 G70 P07 Q12 LFN14 G00 G97 X200.0 Z140.0 S500 LFN15 M02 LF（3）G73固定形状的粗加工循环 该功能适用于铸、锻件毛坯零件的粗加工。由于铸、锻件毛坯的形状与零件的形状基本接近，只是外径和长度较成品大一些，形状较为固定，故称之为固定形状的粗加工循环。指令格式：G73 U（ i ) W(k) R(d )G73 P(ns) Q(nf) U(u) W(w) F(f) S(s) T(t)iX方向粗加工的切除量（半径值）；kZ方向粗加工的切除量；d切削次数；N

57、s精加工路线的第一个程序段序号；Nf精加工路线的最后一个程序段序号；uX方向的精加工余量（直径值）；wZ方向的精加工余量；F进给速度；S主轴转速；T刀具号。G73举例N01 G50 S2000（将主轴的最高转速限定为2000r/min）N02 G00 T0202 M42（将主轴置于高档位，并选择2号刀）N03 G96 S130 M03（恒线速度控制，主轴正转，速度为130m/min）N04 X220.0 Z40.0（刀具快速移动到进刀点）N05 G73 U14.0 W16.0 R3（设定粗加工余量）N06 G73 P07 Q12 U0.4 W0.2 F0.3 （设定精加工余量）N07 G00

58、X80.0 Z1.0（循环开始）N08 G01 Z-20.0 F0.15（80圆柱）N09 X120.0 Z-30.0（80120圆锥体）N10 Z-50.0 （120圆柱）N11 G02 X160.0 Z-70.0 R20.0 （R20顺圆倒角）N12 G01 X180.0 Z-80.0 （160180圆锥体）N13 G70 P07 Q12（精加工循环）N14 G00 X260.0 Z100.0 M05 （刀具返回）N15 T0200（取消2号刀）N16 M03（主轴正转）（4）G76螺纹切削固定循环指令格式G76 P( m ) ( r ) () Q( dmin ) R( d )G76 X(

59、 U )Z( W ) R( i ) P( k ) Q(d ) F( L )式中： m精车次数 r倒角长度的倍数刀尖角度（牙型角：80、60、55、30、29、0）dmin最小切削量（每一车削之间的差距） d 精车预留量U螺纹终点X方向的坐标值（直径值）W螺纹终点Z方向的坐标值 i 螺纹始点与终点的半径差 k 螺纹牙型高度（半径值）d第一次切削的深度L 导程G76举例：N001N002 G00 T0202 M41（将主轴置于低档M41）N003 G97 S500 M03（主轴正转，恒转速控制）N004 X80.0 Z10.0（刀具快速移动到进刀点）N005 G76 P011060 Q100 R0

60、.1（设置螺纹参数）N006 G76 X60.64 Z-105.0 P3680 Q1800 F6.0 （设置螺纹参数）N007 G00 X200.0 Z100.0（刀具快速返回到起刀点）N008 M30（程序结束）第四节 数控加工程序编制举例三、手工数控编程的内容与基本步骤四、车削轴类带中心孔工件的编程步骤举例：加工如图所示工件，需要进行精加工，其中85外圆不加工。 毛坯为85mmX340mm棒料, 材 料为45钢。编程步骤：1、根据图纸要求，毛坯及前道工序加工情况，确定工艺方案及加工路线。装夹： 以85外圆及右中心孔为工艺基础，用三爪自定心卡盘夹85外圆，用机床尾座顶尖顶住右中心孔。工步顺序