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1、数控加工程序例题及习题PAGE PAGE 29数控加工中心编程与操作铣床系列数控编程教学手册 杭州大天数控机床有限公司 程序编程基础普通机床的加工是由工人手工操作的，而数控机床的动作指令是由数控程序来控制的。本章介绍数控铣床和加工中心的程序编程基础。对于不同的机型，程序形式有所不同，但基本方法及原理相同。一、 机床坐标系和工件坐标系1、机床坐标系不同的数控机床有着不同的运动形式，比如既可以是刀具相对于工件运动，也可以是工件相对于刀具运动。为了使编程者能够在不知道是刀具相对于工件运动，还是工件相对于刀具运动的情况下，也能够按照工件图的要求去编写加工程序，并使所编程序在同类型的数控机床上具有互换行

2、。国际上采用标准坐标系，标准坐标系采用右手直角笛卡儿坐标系，即拇指、食指、中指相互垂直，拇指表示X轴方向，食指表示Y轴方向，中指表示Z轴方向，参考图1-1。 1-1在这里我们只研究数控铣床的机床坐标系，首先我们应判断其轴，规定机床主轴为Z轴，取刀具远离工件的方向为Z轴正方向（+Z）。 然后再判断X轴，X轴为水平方向且垂直于工件的装夹面。对于立式铣床来说，从主轴向立柱方向看，向右的方向为X轴的正方向（+X）；对于卧式铣床来说，规定从主轴向工件方向看，向右的方向为X轴的正方向（+X）。在确定了X、Z轴的正方向后，可按右手直角笛卡儿坐标系确定Y轴的正方向（+Y）。机床坐标系：机床坐标系是确定工件位置

3、和机床运动的基本坐标系。机床坐标系的原点也称为机械原点（机械零点）或机床原点（机床零点）。 在机床经过设计、制造和调整后，这个原点便被确定下来，它是固定的点。通常在每个坐标轴的移动范围内设置一个机床参考点，它在接近正向极限位 置的地方。如果设定机床参考点和机床零点相对位置为零，既机床参考点与机床 零点重合。机床参考点与机床零点也可以不重合，通过参数指定机床参考点到机床零点的距离。 机床起动时，通常要进行手动返回参考点，机床回到了参考点位置，也就知道了该坐标轴的零点位置，找到所有坐标轴的参考点，CNC 就确定了机床坐标系。之后换刀时，可采用自动返回参考点的功能。在数控编程中，为使编程方便，一律假

4、定工件固定不动，全部用刀具运动的坐标系来编程，即采用标准坐标系进行编程。 2、工件坐标系 选择被加工零件图上的某一点为坐标原点，建立一个坐标系，这个坐标系称为工件坐标系对坐标原点称为程序原点。工件坐标系一旦建立便一直有效，直到被新的工件坐标系所取代。工件坐标系的原点选择要尽量满足编程简单，尺寸换算少，引起的加工误差小等条件。 一般情况下，以坐标式尺寸标注的零件，程序原点应选在尺寸标注的基准点。建立坐标系的方法有两种形式：（1） 用 G92 的方法：由程序指令，用 G92 后续数值设定工件坐标系； 图1-2 （2） 用 G54G59 的方法：预先由 MDI 功能设定 6 个工件坐标系；根据 程序

5、指令 G54G59，选择使用哪个工件坐标系。零件加工前需进行对刀。对刀的目的是确定程序原点在机床坐标系中的位置。使用 G92 指令，在加工前，要确定对刀点；对刀点是零件加工程序执行 G92指令的起刀点，它与程序原点之间必须有固定的坐标关系，由 G92 指令后续坐标值确定。对刀点可与程序原点重合，也可在任何便于对刀之处。使用 G54 指令，在加工前，要确定程序原点在机床坐标系中的坐标值，并预先设置在“坐标系”功能表中。工件随夹具安装在机床上，这时测得的工件原点于机床原点间的距离称作工件原点偏置，如图12所示。该偏置值在加工前预存到数控系统中，加工时，工件原点偏置值自动加到工件坐标系上，使机床实现

6、准确的坐标运动。下面介绍工件坐标系的设置步骤： 1、用找正器找出工件坐标系原点后，将主轴定位在这一点上（如图13）； 图1-32、通过控制面板上的机床坐标显示，记录当前位置的机床坐标值（如图14）； 图1-43、在工件偏置屏幕上输入X1和Y1值，一般有G54-G59六个工件坐标系供我们选择，我们可以根据需要任选其一输入X 1和Y1值（如图15）； 图1-54、前三步确定了工件坐标系的X和Y轴，还需确定Z轴，我们一般把工件顶部设置为工件坐标系Z0处（如图16），按照步骤3的方法把Z1值输入到工件偏置屏幕中，这样一个完整的工件坐标系便建立好了（如图17）。 图1-6 图1-程序结构程序是由为使机床

7、运转而给与数控装置的一系列指令的有序集合所构成的。靠这些指令使刀具按直线或圆弧及其它曲线运动，控制主轴的回转、停止，切削液的开、关，自动换刀和工作台的自动交换等。一个零件程序是由遵循一定结构、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组成的，而字又是由地址符和数值所构成,如X（地址符）10.0（数值），Y（地址符）10.0（数值）。但在程序中能作指令的最小单位是字，地址符和数值单独不能构成一个字。O0001N01 G54 G90 G00 X. Y0.N02 Z100.M03 S1200N03.N04 M30地址符是由英文字母（AZ）所构成的，由它确定了其后续数值的含义。在

8、数控中使用的地址符主要有以下各种： （1）程序号； （2）程序段号； （3）准备功能； （4）尺寸字； （5）进给功能； （6）主轴功能；（7）刀具功能； （8）辅助功能； （9）刀补功能；（10）暂停功能； （11）程序号指定； （12）循环次数；（13）其它参数。下面分别简要进行说明：1、程序号 用英文字母O加4位以内数值来表示，必须放在程序之首，用于识别程序，在后面可在括号内加注释语句。例： O 8999 （ATC）； 地址符 程序号 注释 2、程序段号 是由英文字母N加5位以内数值来表示,放在程序段之首，以便于访问，它可被省去，其需用时的数值号码的顺序也是任意的。例： O0001;N1

9、 ； ；(可省略不写)N123 ；（数值号码任意）3、准备功能 也称G功能，是由字母G加两位以内的数值所构成的指令。主要指令有：动作指令 如G01（直线插补），G02（圆弧插补）；半径补偿指令 如G41(左刀补)，G42（右刀补）；长度补偿指令 如G43（Z轴正方向补偿）；固定循环指令 如G84（攻丝指令：右旋）；其它指令 如G04（暂停指令）； G代码有两种形式：一种叫做一次性（one shot）代码，它只在所在的程序段中有效；另一种叫做模态（modal）代码，它是一种一旦被执行，则一直到同一组的其他代码出现或其被取消为止都有效的代码。例：N12 G04 X2.0；（延时2S）N13 G00

10、 X-10.0；（采用快速点定位方式给沿X轴运动）例中G04指令为一次性G代码，所以并不影响N13程序段的执行。例：N10 G00 X0Y0；（采用快速点定位方式在XY平面内运动）N11 Z100.0；（继续执行G00指令，主轴沿Z轴快速运动）N12 G01 X40.0Y0 F100.0；（采用直线插补运动指令在XY平面内运动，速度指定为100mm/min）例中G00指令为模态代码，当G01出现时，G00指令失效；G01和G00一样，也为模态代码。4、尺寸字 它主要包括以下几项：坐标轴的移动指令 如X45.521。指令值的范围为099999.999mm；附加轴的移动指令 如回转轴的移动：A45

11、。指令值的范围为099999.999mm；圆弧圆心坐标 在圆弧插补时用来指定圆弧圆心值，用I、J、K或R表示。5、进给功能 用F表示切削中的进给速度，如：F100.0表示100mm/min的进给速度；6、主轴功能 用S表示主轴回转速度，如：S600表示主轴600r/min；7、刀具功能 用T表示选择刀具；8、辅助功能 即M功能，由地址符M和跟随其后的数字控制机床的开/关；9、刀补功能 用H和D加数值分别指定刀具长度和半径补偿量的号码，补偿量按号码存放在内存中；10、暂停功能 用P或X加数值表示，可以按指令所给时间延时执行到下一指令，如：P1000表示1s的暂停，X1.0表示1s的暂停；11、程

12、序号指令 用P加四位以内的数值指定子程序号码；机能地址意义零件程序号%或 O程序编号：序段号N程序段编号：N04294967295准备功能G指定动作方式(如：直线、圆弧等) G00-99尺寸字X，Y，Z坐标轴的移动命令99999.999R圆弧的半径；固定循环的参数I，J，K圆心相对于起点的坐标；固定循环的参数进给速度F进给速度的指定F024000主轴功能S主轴旋转速度的指定S09999刀具功能T刀具编号的指定T099辅助功能M机床侧开/关控制的指定M099补偿号H，D刀具补偿号的指定0099暂停P，X暂停时间的指定秒程序号的指定P子程序号的指定/p>

13、重复次数L子程序的重复次数，固定循环的重复次数L132767参数P，Q，R固定循环的参数12、循环次数 用L加数值表示子程序或固定循环的循环次数，指令值为09999。辅助代码辅助功能由地址字 M 和其后的一或两位数字组成，主要用于控制零件程序 的走向，以及机床各种辅助功能的开关动作。M 功能有非模态 M 功能和模态 M 功能二种形式。非模态 M 功能 (当段有效代码) ：只在书写了该代码的程序段中有效；模态 M 功能(续效代码)：一组可相互注销的 M 功能，这些功能在被同一组 的另一个功能注销前一直有效。模态 M 功能组中包含一个缺省功能（见表 3.1），系统上电时将被初始化为 该功能。另外，

14、M 功能还可分为前作用 M 功能和后作用 M 功能二类。前作用 M 功能：在程序段编制的轴运动之前执行；后作用 M 功能：在程序段编制的轴运动之后执行。代码特 性功 能 说 明代码特 性功 能 说 明M00非模态、后作用程序停止M03模态、前作用主轴正转起动M02非模态、后作用程序结束M04模态、前作用主轴反转起动M30非模态、后作用程序结束并返回程序起点M05模态、后作用主轴停止转动M06非模态、后作用换刀M98非模态调用子程序M07模态、前作用切削液打开M99非模态子程序结束M09模态、后作用切削液停止其中：M00、M02、M30、M98、M99 用于控制零件程序的走向，是 CNC 內定的

15、辅 助功能，不由机床制造商设计决定，也就是说，与 PLC 程序无关；其余 M 代码用于机床各种辅助功能的开关动作，其功能不由 CNC 內定，而 是由 PLC 程序指定，所以有可能因机床制造厂不同而有差异(表內为标准PLC 指定的功能)，请使用者参考机床说明书。 说明：在一个程序段中仅能指定一个M代码(1) M00（程序暂停）在包含M00 的程序段执行之后，自动运行暂停；当程序运行停止时，全部 现存的模态信息保持不变。用“循环启动”CNC继续运行后续程序。此功能便于操作者进行刀具和工件的尺寸测量、工件调头、手动变速等操作。(2) M02（程序结束）M02 编写在主程序的最后一个程序段中，表示主程

16、序的结束。程序结束时， 自动运行停止并且 CNC 装置复位。用 M02 结束程序后，若要重新执行该程序，就得重新调用该程序，然后再按操作面板上的“循环启动”键。(3) M30 (程序结束并返回到零件程序头）M30 除具有 M02 功能外，还兼有控制返回到零件程序的开头作用。用 M30 的结束程序后，若要重新执行该程序，只需再次按操作面板上的“循 环启动”键。(4) M98 和 M99（子程序调用和从子程序返回）M98 用来调用子程序。M99 表示子程序结束，执行 M99 使 CNC 控制返回到主程序。 (5) M03、M04、M05（主轴正转、反转、停止控制指令）M03 启动主轴以程序中编制的

17、主轴速度顺时针方向（从 Z 轴正向朝 Z 轴负 向看）旋转。M04 启动主轴以程序中编制的主轴速度逆时针方向旋转。M05 使主轴停止旋转。(6) M06（换刀指令）M06 用于在加工中心，调用一个欲安装在主轴上的刀具。 刀具将被自动地安装在主轴上。(7) M07（M08）、M09（冷却液打开、停止指令）M07(M08) 指令将打开冷却液管道。M09 指令将关闭冷却液管道。四、主轴功能 S、进给功能 F 和刀具功能 T主轴功能 S主轴功能 S 控制主轴转速，其后的数值表示主轴速度，单位为转/每分钟(r/min)。S 是模态指令，S 功能只有在主轴速度可调节时有效。进给速度 FF 指令表示工件被加

18、工时刀具相对于工件的合成进给速度，F 的单位取决于G94(每分钟进给量 mm/min)或 G95(每转进给量 mm/r)。当工作在 G01，G02 或 G03 方式下，编程的 F 一直有效，直到被新的 F 值所 取代。借助操作面板上的倍率按键，F 可在一定范围内进行倍率修调。当执行攻丝 循环 G84，螺纹切削 G33 时，倍率开关失效，进给倍率固以100%进给。刀具功能(T 机能)T 代码用于选刀，其后续两位数，数值表示选择的刀具号，T 代码与刀具的 关系是由机床制造厂规定的。在加工中心上执行 T 指令，刀库转动选择所需的刀具，然后等待，直到 M06指令作用时自动完成换刀。五、准备功能 G 代

19、码准备功能 G 指令由 G 后续一或二位数值组成，它用来规定刀具和工件的相 对运动轨迹、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等多种加工操作。常用G代码功能介绍常用一、G代码一览表G代码功能说明说明G00快速定位模态码（续效代码）G01直线削模态码G02/G03順、逆時针圓弧削模态码G04暫停非模态代码G17XY 平面選擇模态码G18ZX 平面選擇模态码G19YZ 平面選擇模态码G20（G70）99英制指模态码G21（G71）公制指模态码G28第一考点回归非模态代码G29从第一考点回归非模态代码G30第二、三、四考点回归非模态代码G40刀具半徑補正取消模态码G41刀具半徑補正偏左模态码G42

20、刀具半徑補正偏右模态码G43正方向刀長補正模态码G44負方向刀長補正模态码G49刀長補正取消模态码G53機械座標系快速定位加工座標系統選擇模态码G54-G59加工座標系統選擇模态码G73高速钻孔循环模态码G74左紋攻牙循環模态码G76精密搪孔循環模态码G80取消固定循環削模式模态码G81鑽孔循環模态码G82鑽孔循環模态码G83啄鑽鑽孔循環右紋攻牙循環鉸孔循環搪孔循環背搪孔削搪孔循環鉸孔循環絕對指增指模态码G84右紋攻牙循環右紋攻牙循環鉸孔循環搪孔循環背搪孔削搪孔循環鉸孔循環絕對指增指模态码G85鉸孔循環搪孔循環背搪孔削搪孔循環鉸孔循環絕對指增指座標值設定每分鐘進給設定每轉進給設定歸到初始點歸到

21、 R 點模态码G86搪孔循環模态码G87背搪孔削模态码G88搪孔循環模态码G89鉸孔循環模态码G90絕對指模态码G91增指模态码G92座標值設定-G94每分鐘進給設定模态码G95每轉進給設定模态码G98歸到初始點-G99歸到 R 點-注：（1）模态代码表示已经被应用，直到出现同组其他任一G代码时失效，否则保留作用继续有效，而且在以后的程序段中使用时可省略不写。（2）在同一程序段中，出现非同组的几个模态代码是，并不影响G代码的续效。（3）非模态码只在本程序段有效。（4）初态表示开机就有的代码。第二章： 程序编程指令介绍在上一章我们介绍了程序编程的一些概念和基础，本章将结合例题，循序渐进的介绍程序

22、编程中的一些基本指令。一、绝对坐标指令G90和相对坐标指令G91移动量的给出方法有两种方式：（1）绝对坐标指令（Absolute）：按绝对值方式设定输入坐标，而移动指令终点的坐标值X、Y、Z都是以工件坐标系原点为基准计算，代码G90，缩写为ABS；（2）增量坐标指令（Incremental）：按增量值方式设定输入坐标，即移动指令终点的坐标值X、Y、Z都是以当前点为基准来计算，再根据终点相对于当前点的方向判断正负，与坐标轴同向取正，反向取负，代号G91，缩写为INC。G90、G91 为模态功能，可相互注销，G90 为缺省值。G90、G91 可用于同一程序段中，但要注意其顺序所造成的差异例1：如图

23、2-1所示，使用ABS和INC的程序分别如下：1对于从A点运动到B点，运动指令给出如下：ABS： G90 X60.0Y60.0；IN： G91 X40.0Y40.0； 2-1对于从B点运动到A点，运动指令给出如下：ABS： G90 X20.0Y20.0；INC： G91 X-40.0Y-40.0；编程中采用哪种方式都可以，但却有方便于否之区别。 例2：1、如图2-2所示，当每一个孔的位置都是从一个参考点给定，则设置工件左下角为原点，采用ABC方式编程更方便了；2、2-3所示，当孔的间距被给定时，采用INC方式编程更好一些。 图2-2 图2-3二、快速点定位G00和直线插补G01一、快速点定位G

24、00指令格式：G00 XYZ；执行该指令时，刀具进行快速移动，不需指定速度，移动速度取决于机床类型，可以通过操作面板上的快速进给速度倍率开关来调整控制，一般其开关有F0、25%、50%、100% 四段（它们为机床设定快速进给速度的百分率），其中F0由参数设定。二、直线插补G01指令格式：G01 XYZ F；其中F代码是进给速度指令代码，在没有新的F指令以前一直有效，不必在每个程序段中都写入F指令。例：如图2-4所示，分别采用G90 G91 G00和G01方式编程。ABS方式： O0001；N1 G90G54G00 X20.0Y20.0 S600M03；N2 G01 （X20.0）Y50.0 F

25、120.0；N3 X50.0（Y50.0）；N4（X50.0）Y20.0；N5 X20.0（Y20.0）；N6 G00 X0Y0 M05； N7M30； 图2-4注: 1.N1程序段中G90G54为采用绝对坐标方式编程,采用G54中的坐标； 2.该程序中（ ）的内容为防止重复可省略，如：N2程序段中的X20.0在N1段中就已出现，故可省略。F120.0为设定切削速度为120mm/min，且F为模态代码，所以不需在每个程序段都写入，它有延续功能，在N3到N5段中的移动速度都为120 mm/min；3.G01为模态代码，有延续功能，故可在N3N5中可省略；4.M05为主轴停转，M30为程序结束。I

26、NC方式： O0001； N1 G91G00 X20.0Y20.0 S600M03； N2 G01（X0）Y30.0 F120.0； N3 X30.0（Y0）； N4 （X0）Y-30.0； N5 X-30.0（Y0）；N6 G00 X-20.0Y-20.0 M05； N7 M30；注：1、G91为采用增量坐标方式编程； 2、该程序中（ ）的内容可省略，如：N2程序段中X0表示X轴方向无运动，可省略。三、圆弧插补指令G02、G03格式:其中G02为顺时针方向，G03为逆时针方向。X、Y为圆弧的终点坐标，圆弧的圆心可用I、J或R表示。编整圆时一般采用I J方式（1）I、J分别对应于X轴和Y轴，其

27、大小为圆弧起点与圆弧中心坐标值之差的绝对值；（2）当从起点看圆心方向和坐标轴正方向相同时，其I、J值为正，反之为负；2、 编非整圆时采用R方式：（1）圆弧始点到终点所移动的角度，即圆心角180时，则半径R必须带有负号（-）；当圆心角180时，取正号（+），可省略； （2）整圆编程时，不能采用R，只能使用I、J。例1：如图25所示，分别采用ABS和INC方式进行编程。（1）ABS：G90G54G03 X20.0Y40.0 R30.F60.0；（2）INC：G91G03 X-20.0Y20.0 I-30.0J-10.0 F60.0；例2：如图26所示的整圆程序。（1）从A点顺时针一周时：ABS方式

28、：G90G54G02 X0Y40.0 （I0）J-40.0 F60.0；INC方式：G91G02（X0Y0）（I0）J-40.0 F60.0； （2）从B点逆时针一周时： ABS方式：G90G54G03 X40.0（Y0）I-40.0（J0）F60.0；INC方式：G91G03（X0Y0）I-40.0（J0）F60.0；注：（ ）中的内容可以省略。如：当I或J为0时，可省略。 图2-5 图2-6 图2-7例3：图27的程序。（1）ABS方式：G90G54G02 X0Y30.0 I0J30.0 F60.0；（I、J方式）G90G54G02 X0Y30.0 R-30.0 F60.0；（R方式） （

29、2）INC方式：G91G02 X30.0Y30.0 I0J30.0 F60.0；（I、J方式） G91G02X30.0Y30.0 R-30.0 F60.0；（R方式）例4：图28的程序。O0001； G90G54G00 X-60.0Y-40.0 S1000M03；G91G54G00 X-60.0Y-40.0 S1000M03;G01 Y0 F100.0；G01 Y40.0F100.0;G02 X0Y60.0 I60.0；G02 X60.0Y60.0 I60.0;(G02 X60.0Y60.0R60.0;)G01X40.0Y0； G01 X40.0 Y-60.0;G02 X0Y-40.0 R40

30、.0(I-40.0)；G02 X-40.0 Y-40.0 R40.0(I-40.0)G01 X-60.0；G01 X-60.0G00 X0Y0；G00 X60.0 Y40.0; 2-8 M30； 例5：图29的程序。O0001； G90G54G00 X40.0Y-40.0 S1000M03；G91G54G00 X40.0Y-40.0 S1000M03; G01 Y80.0 F100.0；G01 Y120.0 F100.0;X20.0；X-20.0; G02 X-40.0Y20.0 R60.0；G02X-60.0Y-60.0R60.0(I-60.0); G03 X-80.0Y-20.0 J-40

31、.0；G03 X-40.Y-40.0 J-40.0(R40.0);G01 Y-40.0； 2-9 G01 Y-20.0;X40.0；X120.0; G00 X0Y0；G00 X-40.0Y40.0;M30； 以上都是在XY平面上的编程例子。其中应用G17代码来进行XY平面的指定，省略时就被默认是G17。但当在ZX和YZ平面上编程时，平面指定代码不能省略，编程格式为：ZX平面的圆弧插补：YZ平面的圆弧插补： 其中G02或G03的判断是从程序中余下一轴的正方向看到的回转方向，如图210所示：图2-10 在不同平面得G02和G03的选择同时，在ZX（G18）、YZ（G19）平面的I、J、K的选择与X

32、Y（G17）平面的I、J是一样的。请参考图211。 图2-11 I、J、K的选择四、英制输入指令G20(G70)和公制输入指令G21(G71)G20、G21指令分别代表程序中输入数据为英制和公制。G20、G21是两个互相取代的G代码。一般机床出厂时，将公制输入G21设定为参数缺省状态。用米制输入程序时，可不再指定G21。但用英制输入程序时，在程序开始设定工件坐标系之前，必须指定G20。在一个程序中也可以公制、英制输入混合使用，在G20以下，G21未出现前的各程序段为英制输入；在G21以下，G20未出现前的各程序段为公制输入。例； N10 G20 N20 英制输入N50 G21 N60 米制输入

33、N120 M30；另外，G20、G21断电前后的状态一致。五、G04暂停 格式：G04 X G04 P说明：X设定暂停时间，单位是秒，设定范围0.001-99999.999 P设定暂停时间，单位是毫秒，设定范围1-99999999不能输入小数点范例：G04X10 暂停10秒钟 G04P10 暂停0.1秒钟六、G28第一参考点回归G28 ;格式：轴数： 指定欲进第一考点复归的轴向名称，可以是 X、Y、Z、A、B、C 或 U、V、W 的任意组合。中间点位置： 中间点的座标值，由 G90 或 G91 的態決定是絕對值還是增值。 范例： G90 G28 X100 Y80 G91 G28 X0 Y0 (

34、无中间点) 機械原點 機械原點 起始點 中間點(50,50)（100,80） 起始点（50,50） 说明：（1）X、Y、Z为中间点的坐标，所有指令坐标均快速移动到中间点定位后，在一起向参考点快速运动。 （2）换刀时一般用此指令返回参考点。执行此指令时，原则上应取消刀具补偿和偏置。 （3）使用G28后，系统将记忆中间点的位置，以供G29使用 （4）G28指令仅在其被规定的程序段中有效七、从参考点返回指令G29格式：G29 X_ Y_ Z_； 说明：X、Y、Z为返回的终点坐标。在返回过程中，坐标指令先移动到G28所决定的中间点，然后再向终点移动。例：用 G28、G29 对下图所示的路径编程：要求由

35、 A 经过中间点 B并返回参考点，然后从参考点经由中间点 B 返回到 C 点 。YRB70中间点A5030CXO30130180轨迹编程如下：%1102G92 X30 Y50 Z20 以 A（30,50,20）为起刀点建立工件坐标系。G91 G28 X100 Y20 Z0从 A 点按增量移动到 B，最后到达 R。G29 X50 Y40从参考点经过 B，到达 C M02八、从第二参考点返回指令G30格式：G30 X_ Y_ Z_； 说明：X、Y、Z为返回的终点坐标。坐标指令经过第一参考点再向终点移动，终点即为第二参考点。数控加工程序例题及习题PAGE PAGE 105数控加工中心编程与操作九、刀

36、具半径补偿G40、G41、G42在轮廓加工中，由于刀具有一定的半径值（如铣刀的半径），刀具的中心轨迹总是与零件实际轮廓相距一个半径值。利用刀具半径补偿功能，可以使刀具中心自动偏离工件轮廓一个半径值，这样，编程人员就可以直接按工件实际轮廓尺寸编程，而不需要计算刀具中心的实际运动轨迹。当把工件的加工余量加到刀具半径补偿值上时，就可以利用一个加工程序对零件轮廓进行分层铣削和粗、精加工。另外，当刀具因磨损而使半径减少时，只需改变刀具半径补偿值，不需要重新编程，从而简化了编程工作。（一）偏置向量和平面选择偏置向量偏置向量是一个二维量，其模是偏置量，其方向一般来说是垂直于被加工表面的。如果是曲面加工，则该

37、向量是相应加工面的法线方向，在不同曲线的相交处，向量的模和方向按一定的规则变化。以上向量均由数控系统根据编程轨迹和设置的偏置量自动计算。平面选择G17、G18、G19分别指定XY，ZX，YZ平面，这些平面称为偏置面，是计算机计算偏置向量的必须条件。比如当G17命令执行后，刀具的半径补偿仅影响X、Y轴移动，而对Z轴没有作用。如在ZX、YZ平面进行半径补偿，一般应用于曲面加工，使用刀具为球形铣刀，球形立铣刀编程控制点有两个，一个在刀尖，一个在球心。 （二）指令格式G40：刀具补偿取消G41：刀具左补偿。沿刀具前进的方向看，刀具在被加工面的左边。G42：刀具右补偿。沿刀具前进的方向看，刀具在被加工面

38、的右边。G00（或G01）G41（或G42）D_ X _Y_(F_ )；G00（或G01）G40 X _Y_(F_ )；（三）刀具半径补偿的过程刀具半径补偿可分成刀补建立、刀补进行和取消刀补三个阶段。其中，建立刀补和取消刀补均应在非切削状态下进行。1、建立刀补：在开始刀具半径补偿前，刀具中心是和编程轨迹重合的。而在使用半径补偿时，刀具的中心与编程轨迹偏离一个刀具半径值。使刀具的中心偏离编程轨迹的过程，称为建立刀补。刀具中心从起点O到刀补开始点B就是建立刀补的过程。程序：G41（或G42）G01 X30.0 Y40.0 D01 F100； X30.0 Y90.0; 或: G41（或G42）G00

39、 X30.0 Y40.0 D01 F100；2、执行刀补：在执行G41（或G42）程序后，刀具中心始终与工件轮廓（编程轨迹）保持其偏置量，直到刀补被取消。3、取消刀补：当刀具以刀补轨迹完成加工后，有回到A点（刀具中心在C点）就进入取消刀补的阶段。与建立刀补一样，取消刀补也要用到G01或G00编程。程序如下：G40 G01 X0 Y0 F100；或: G40 G00 X0 Y0；说明：(1)、41为刀具左侧补偿，G42为刀具右侧补偿。(2)、G41/G42后用G01，有的加工中心用G00和G01均可。(3)、刀具补偿指令的起点不能写在G02/G03程序段中，即必须在直线插补方式和快速点定位中加入

40、G41或G42。(4)、刀具半径补偿用D代码指定偏置量，D代码是模态，一经指定后一直有效，必须由另一D代码来取代或者使用G40来取消。(5)、D代码的数据有正负符号 G41往前进左方偏置往前进右方偏置 G42往前进右方偏置往前进左方偏置(6)、在更换刀具时，一般应先取消原来的偏置量。用刀具半径补偿时常见的问题1改变刀补号：一般情况下刀具半径补偿号需要在刀补取消之后才能更换。如果在执行刀补时改变补偿号，当前语句的目的点的补偿量将按新的给定值，而当前句开始点补偿量不变。2半径补偿时的过切现象（1）工件圆弧半径小于刀具半径的内弧：也就是刀补量大于圆弧半径时将会产生过切，这时机床报警并停在将要过切的语

41、句的起始点上。要保证机床的正常切削，必须满足以下条件：刀补值精加工余量圆弧半径。（2）被铣削底槽宽度小于刀具直径：如果刀具半径补偿使刀具中心向编程路径反方向运动，将会产生过切，这时机床也会报警并停留在该程序段的起始点。（3）无移动指令；在补偿方式下使用无坐标轴移动指令又可能会导致过切，连续两个或两个以上语句没有坐标轴移动，也会产生过切。如：M05；G04 X100.0；G92；G91 Y0；G17 Z100.0；S1000； （四）编程举例：例1：图示为铣削圆槽直径36mm，深为3mm，P1点的坐标为（13.0，5.0），P2点的坐标为（0，18.0），P3点坐标为（-13.0，5.0），选用

42、10mm的直铣刀铣削，刀具的起点在O点上方30mm处。加工程序如下：O1N010 G90 G54 G00 X0 Y0 S1000 M03； 刀具快速到达O点上方，主轴正转N020 Z2.0 M08； 刀具快速接近工件，冷却液开N030 G01 Z-3.0 F80； 刀具切削至Z-3.0mm处N040 G41 G01 X13.0 Y5.0 D01 F100；从O点到A点，建立刀补N050 G03 X0 Y18.0 R13.0； 逆圆插补到P2点，圆弧半径为13mmN060 03 X0 Y18.0 J-18.0； 整圆P2P2，圆心坐标（0，0）N070 G03 X-13.0 Y5.0 R13.0

43、； 逆圆插补到P3点N080 G40 G00 X0 Y0 M09； 从P3点到O点，取消刀补，冷却关N090 Z30.0 M05； 刀具快进到起刀点，主轴停转N100 M30； 程序结束例2：图示阴影部分为 多余材料，选用10mm立铣刀，不考虑Z轴方向，工件轮廓程序为：O2 N08 G90G54G40G00X0Y0S1000M03; N09 Z100.0;N10 G41G01 X30.0 Y30.0 D01 F100.0； 建立刀补N20 X30.0 Y70.0；N30 X70.0 Y70.0；N40 X70.0 Y30.0；N50 X30.0 Y30.0；N60 G40 G01 X0 Y0；

44、 取消刀补N70 M30； 程序结束注：在该程序里，如精加工余量为0.2mm,刀补值D01：50.25.2mm,可用该轮廓程序精加工，只需把刀补存储器中的刀补值改为5.0即可,或者根据实际测量的尺寸调整刀补的实际数值。十、刀具长度补偿G43、G44、G49当一个加工程序内要使用几把刀时，由于每一把刀具的长度总会有所不同，因而在同一个坐标系内，在Z值不变的情况下可能是每把刀具的刀尖在Z方向的实际位置有所不同，这给编程带来了困难。故先将一把刀作为标准刀具，以此为基础，将其他刀具的长度相对于标准刀具的长度的增加或减少值作为补偿值记录在机床控制系统的某个单元内。在刀具作Z轴运动时，控制系统将根据已记录

45、的补偿值作相应的修正。或者把Z轴的编程坐标设定在机床的某一位置，每把刀具都相对该坐标Z轴偏置一数值，使刀具测量面刚好在程序坐标Z0平面。也可以在设定工作坐标系时，让主轴锥孔基面与工件上表面理论上重合。在使用每把刀具时可以让机床按刀具长度升高一段距离，使刀尖正好在工件表面上，这段高度就是刀具长度补偿值，其值可在刀具预调仪或自动测长装置上测出。 G43：正向偏置 G44：负向偏置 G49：偏置取消偏置方向的规定，不论程序是使用绝对坐标指令还是相对坐标指令编程，刀具沿Z轴移动的坐标值，都是根据H代码所设定的偏置量。使用G43指令时，H代码所设定的偏置量与程序给定移动量的代数值做加法。使用G44时，做

46、减法，进而得到实际的移动的终点坐标，G43称正偏置，G44称负偏置。（一）刀具长度补偿的格式及说明1、刀具长度补偿的建立书写格式：G43（或G44）G00（G01）Z_ H_；（1）、H为补偿号，H后面指定的地址中存有刀具长度值或长度补偿值。进行补偿时，刀具要有Z轴移动。（2）、机床通电后，其初始状态为取消长度补偿。（3）、长度补偿值仅对Z轴起作用。（4）、每一个偏置号可以写入一个偏置量，但同一把刀具可用几个刀补号写入几个补偿量。2、刀具长度补偿的取消书写格式：G49；说明：（1）取消长度补偿除用G49指令外，也可以用H00取消长度补偿。 （2）G49在Z轴回原点后比较安全。（二）长度补偿的特

47、殊情况：有的加工中心在绝对指令（G49）中，当指令的移动量为0时，虽然该程序段同时指定了偏置量，但机床仍然不移动，而在G91状态时，则按以下方式运动（设补偿量为：10.35mm,偏置号为H01）NC指令G43 G01 Z0 H01G43 G01 Z-0 H01移动量 Z10.35 Z-10.35NC指令G44 G01 Z0 H01G44 G01 Z-0 H01移动量 Z-10.35 Z10.35 有的加工中心无论在G90还是G91状态，当指令移动量为0时，若程序同时指定了偏置量，机床都将按以上方式运动；也有的加工中心无论在G90还是G91状态，当指定移动量为0时，无论程序中是否指定了偏置量，机

48、床都不运动。例题1： 如图示，程序原点在工件左下角顶角处，3个M5螺孔深为5mm,底孔深度为10mm,使用刀具为T01 4.2钻头 H01 T02 M5丝锥 H02O1G90 G54 G00 X0 Y0 S500 M03；G43 Z100.0 H01 M08；G98 G83 X40.0 Y40.0 R5.0 Q3.0 Z-10.0 F30；X90.0 Y60.0；X130.0 Y20.0；G80 G00 G49 Z100M05M6 T02 G90 G54 G00 X0 Y0 S300 M03；G43 Z100.0 H02 M08；G98 G84 X40.0 Y40.0 R7.5 Z-5.0 F

49、240；X90.0 Y60.0；X130.0 Y20.0；G80 G49 G00 X0 Y0；M05;M30；十一、固定循环指令G73G89在数控机床上，固定循环主要针对孔加工而设计的，包括钻孔、镗孔、攻丝等等。采用孔加工循环功能，只用一个指令便可完成某种孔加工（如钻、攻、镗等）的整个过程，继续加工孔时，如果孔加工的动作无需便更，则程序中所有模态的数据可以不写，因此可以大大简化程序。（一）、固定循环的基本动作：孔加工固定循环一般由下述6个动作组成，图中虚线表示快速进给，实线表示切削进给。动作1X、Y轴定位：使刀具快速定位到孔加工的位置。动作2快速到R点：刀具从初始位置快速到进给到R点。动作3孔

50、加工：以切削进给的方式执行孔加工的动作。动作4孔底动作：包括暂停、主轴准停、刀具移动等动作。动作5返回到R点：继续孔的加工或刀具快速移动到R点。动作6返回到初始点：刀具快速返回到初始点。说明：1、初始点为安全下刀而规定的点。初始点到零件表面距离可以任意设定在一个安全高度上。当使用同一把刀加工若干孔时，只有孔只见存在障碍需要跳跃或全部孔加工完毕时，才使用G98功能使刀具返回到初始平面上的初始点。2、R点又叫参考点，是刀具下刀时从快速进给转为加工进给的转换起点。距工件表面的距离主要考虑工件表面尺寸的变化，一般可取2-5mm,使用G99时刀具将返回到该点。3、加工盲孔时孔底平面就是孔底Z轴高度，加工

51、通孔时一般刀具还要伸出工件底部一段距离，以保证全部孔深都加工到规定的尺寸。钻削时还应考虑钻头切削部分对孔深的影响。4、孔加工循环与平面选择指令（G17、G18、G19）无关。即不管选择了哪一个平面，孔加工都在XY平面定位并在Z轴方向钻孔。5、数据格式代码（G90，G91）固定循环指令中地址R与地址Z的数据与G90和G91的方式选择有关，选择G90时。R点与Z轴一律取其终点坐标值；选择G91方式时，则R点是指自初始点到R点的距离，Z是指R点到孔底平面上Z点的距离。十二、钻孔循环加工中心通常设置有一组指令作为孔加工固定循环指令，每条指令针对一种加工工艺，使用时需参考所拥机床的编程手册。G73：高速

52、深孔加工循环格式：G98(G99)G73X Y Z R Q P F L 功能：该固定循环用于Z轴的间歇进给，使深孔加工时容易断屑、排屑、加冷却液、且退刀量不大，可进行深孔的高速加工。G81：钻孔循环（中心钻）格式：G99(G98)G81X Y Z R F L PG83：深孔加工循环格式：G99(G98)G83X Y Z R Q P F L功能：该固定循环用于Z轴的间歇进给，每向下钻一次孔后，快速退到参照R点，退刀量大、更便于排屑好、方便加冷却液。格式说明：（1）G98：返回平面为初始平面。G99：返回平面为安全平面（R平面）。（）G ：指G73-G89（）X，Y指定孔在X、Y平面的坐标位置（分

53、增量方式和绝对方式）。（）Z指定孔底坐标轴。在增量方式时，是R点到孔底的距离。在绝对方式时，是孔底的Z轴坐标值。（）增量方式中是初始点到R点的距离。而在绝对方式中是R点的Z轴坐标值。（）Q：在G73和G83中，用来指定每次进给的深度，在G76和G87中指定刀具位移量。（）P：指定刀具在孔底暂停的时间，最小单位为1ms，（）F：为切削进给的进给速度。（）L指定固定循环的重复次数。如果不指定L，则只进行一次，L0时机床不动作。（10）G73G89是模态指令，一旦指定，直到出现其他孔加工固定循环或固定循环取消指令G80或G00、G01、G02、G03等插补指令才失效。故在多孔加工时该指令中只需指定一

54、次，以后的程序段只给孔的位置即可。（11）固定循环中的参数（Z、R、Q、P、F）是模态的。当变更固定循环方式时，可用的参数可以继续使用，不许重写。但当中间隔有G80、G01、G02和G03指令，不受固定循环的影响。 （12）固定循环只能使用在XY平面上。Z坐标仅作孔加工的进给。（13）在使用固定循环编程时，应在前面程序段中指定M03或M04。（14）用G80指令取消孔加工固定循环后，那些固定循环之前的插补模态（如G01、G02、G03、G00）恢复，M05也自动生效（G80指令可使主轴停转）。（15）在固定循环中，刀具半径尺寸补偿（G41、G42）无效，刀具长度补偿（G43、G44）有效。例1

55、：如图示，Z轴起始高度为100mm，孔深10mm。O1G90 G54 G00 X0 Y0 S1000 M03；Z100.0；G98 G73 X40.0 Y40.0 R2.0 Z-10.0 Q1.0 F60；X80.0；X120.0；X160.0；X200.0；X200.0 Y90.0；X160.0；X120.0；X80.0；X40.0；G80 X0 Y0 M05；M30；用L控制循环次数方式编程： O2G90 G54 G00 X0 Y0 S1000 M03；Z100.0；G98 G73 X0 Y40.0 R2.0 Z-10.0 Q1.0 F60 L0；G91 X40.0 L5；X-200.0

56、Y50.0 L0；X40.0 L5；G90 G80 X0 Y0；M30；说明；L0表示机床运动到当前语句坐标点，但不执行循环作。L命令需要用G91方式。G90和G91混合应用，Z轴动作为G90方式，包括初始平面高度、Z、Q值，而XY平面内移动为G91方式。L命令仅在当前语句有效。允许在主程序中指定固定循环参数，在子程序中指定坐标位置。例2：如图，用10mm钻头加工4个通孔，工件厚度10mm，加工程序如下：O1G90 G54 G00 X0 Y0 S350 M03；Z100.0；G98 G73 X20.0 Y20.0 R2.0 Z-22.9 Q1.0 F50；X40.0 Y30.0；X60.0 Y

57、30.0；X60.0 Y40.0；X80.0 Y50.0；G80 X0 Y0 M05；M30；用L控制循环次数方式编程：O2G90 G54 G00 X0 Y0 S350 M03；Z100.0；G98 G73 X0 Y10.0 R2.0 Z-22.9 Q1.0 F50 L0；G91 X20.0 Y10.0 L4；G90 G80 X0 Y0 M05；M30；十三、镗孔循环指令G76：精镗循环格式：G98（G99） G76 X_ Y_ R_ Z_ Q（I/J）_ F_；功能：精镗时，主轴在孔底定向停止后，向刀尖反方向移动，然后快速退刀，避免刀具碰撞孔壁，让刀值由Q(I/J)设定。G86：镗孔循环格式

58、：G98（G99） G86 X_ Y_ Z_ R_ F_L ；功能：次指令与G81相同，但在孔底时主轴停止转动，然后快速退回到R点，主要用于精度要求不高的镗孔加工十四、攻丝循环G74：反攻循环（左旋）格式：G98(G99)G74X Y Z R P F L功能：攻反螺纹时，用左旋丝锥主轴反转攻丝，攻丝时速度倍率不起作用，使用进给保持时，在全部动作结束前也不停止。G84：攻丝循环（右旋）格式：G98(G99)G84X Y Z R P F L 功能：攻正螺纹时，用右旋丝锥主轴正转攻丝，攻丝时速度倍率不起作用，使用进给保持时，在全部动作结束前也不停止。说明：R：不小于mm。P：丝锥在螺位孔底暂停的时间

59、（ms）。F:进给速度F转速（r/min）螺距（mm）。十五、取消固定循环G80该指令能取消固定循环，同时R点和Z点也被取消十六、使用固定循环时应注意以下几点：(1) 在固定循环指令前应使用 M03 或 M04 指令使主轴回转；(2) 在固定循环程序段中，X, Y, Z, R 数据应至少指令一个才能进行孔加工；(3) 在使用控制主轴回转的固定循环(G74、G84、G86)中，如果连续加工一 些孔间距比较小，或者初始平面到 R 点平面的距离比较短的孔时，会出 现在进入孔的切削动作前时，主轴还没有达到正常转速的情况，遇到这种情况时，应在各孔的加工动作之间插入 G04 指令，以获得时间；(4) 当用

60、 G00G03 指令注销固定循环时，若 G00G03 指令和固定循环出现 在同一程序段，按后出现的指令运行；(5) 在固定循环程序段中，如果指定了 M，则在最初定位时送出 M 信号， 等待 M 信号完成，才能进行孔加工循环。十七、子程序有时候一个加工程序中几个程序段串相同，或一个程序中某个程序段串与另一程序段中的程序段串相同，为了避免反复重写相同的内容，缩短程序，加快编程，可将程序段串单独编制成“子程序”，存储起来，待需要时调用。这组程序段就称为子程序。调用第一层子程序的指令所在的程序称为主程序。子程序由主程序或其它子程序调用，子程序的调用指令也是一个程序段，一般由调用字、子程序名称、调用次数