中级课题无锡机电高等职业技术学校课件

项目2数控铣削加工编程技术2.1程序的基本结构2.2坐标系2.3坐标原点2.4常用编程指令代码2.5常用编程指令介绍项目2数控铣削加工编程技术2.1程序的基本结构12.1程序的基本结构一个完整的加工程序是由若干程序段组成，而每个程序段是由一个或若干个指令字组成。指令字代表某一信息单元，每个指令字又由字母、数字、符号组成。2.1程序的基本结构一个完整的加工程序是由若干程序段组成2例如：O1234；程序名N1G54G90G17G94G21G40G69G80G49；程序内容N2G15；N3G50.1X0Y0；N4G00Z100S800M03；N5Z5.0M8；N6G01Z-10.0F100；N7G41X5.0Y5.0D1F200；N8Y15.0；N9X25.0；N10Y5.0；N11X5.0；N12G40X0Y0；N13G00Z100.0M05；N14M9；N15M30程序结束例如：O1234；3程序说明：第一行O1234指的是程序的编号，用来区别不同程序。第二行是一些准备工作，告知数控机床程序编制的方式、工件所在位置、选用的坐标系等。第三行指定数控机床主轴按顺时针旋转，转速为800r/min。第四行至第十三行给出刀具运动轨迹，第十四行指主轴停转最后一行，程序结束。程序说明：第一行O1234指的是程序的编号，用来区别不同程4特别说明：不同数控系统（例如FANUC（法那科）、SIEMENS（西门子）等）有不同的程序段格式，格式不符合数控系统规定要求，数控装置就会报警，程序就不能运行。特别说明：52.2坐标系机床坐标系：为了确定数控机床的运动方向，移动距离，就要在数控机床上建立一个坐标系，称为机械坐标系或机床坐标系。机械坐标系是机床制造商在出厂时，已设置的一个坐标。在编制程序时，以机械坐标系来作为工件确定运动方向和距离的坐标系，从而与数控机床建立了坐标关系

2.2坐标系机床坐标系：6工件坐标系：供编程使用的坐标系，称为工件坐标系或编程坐标系。编程中，为使编程方便，一律假定工件固定不动，刀具运动的坐标系来进行编程。工件坐标系：7右手直角笛卡儿坐标系：Z坐标定义为平行机床主轴的坐标轴，其正方向规定为从工件台到刀具夹持的方向，即刀具远离工件的运动方向。X坐标为水平的、垂直于工件装夹平面的坐标轴，其正向一般规定为操作人员面向机床时右侧为正X方向。Y坐标垂直于X、Z坐标轴，其正方向则根据X和Z轴按右手法则来确定。图（4-1）笛卡儿坐标系

右手直角笛卡儿坐标系：Z坐标定义为平行机床主轴的坐标轴，其82.3坐标原点1、机械原点：又称机床原点，是机械坐标系的原点。它的位置是在各坐标轴的正向最大极限处，是机床制造商设置在机床上的一个物理位置。其作用是使数控机床与控制系统同步，建立测量机床运动坐标的起始点。每次启动数控机床时，首先必须机械原点回归操作，使数控机床与控制系统建立起坐标关系，并使控制系统对各轴软限位功能起作用。2.3坐标原点1、机械原点：92、编程原点:又称程序原点，是编程人员以工件图样上的某点为工件坐标系的原点.即工件坐标系的原点。一般对于数控铣床用G54~G59来设置编程原点。2、编程原点:102.4常用编程指令代码

这里只要介绍一些常用的编程指令，对于不常用的编程指令，请参考使用的数控机床编程手册。2.4常用编程指令代码112.5准备功能指令（G指令）准备功能指令由字符G和其后的1~3位数字组成，其主要功能是指定机床的运动方式，为数控系统的插补运算作准备。G代码均为模态指令（或续效指令），一经程序段中指定，便一直有效，直到以后程序段中出现同组另一指令（G指令）或被其它指令取消（M指令）时才失效，否则保留作用继续有效，而且在以后的程序中使用时可省略不写。2.5准备功能指令（G指令）准备功能指令由字符G和其后的1~12G代码功能G代码功能G00定位（快速进给）G43取消刀具长度补偿G01直线插补（切削进给）G44刀具长度正偏置（刀具延长）G02圆弧插补（顺时针）G49刀具长度负偏置（刀具缩短）G03圆弧插补（逆时针）G54—G59工作坐标系G17XY平面选择G80固定循环取消G18ZX平面选择G81钻孔固定循环G19YZ平面选择G83深孔钻孔固定循环G40取消刀具半径补偿G90绝对坐标编程方式G41刀具半径左补偿G91相对坐标编程方式G42刀具半径右补偿G代码功能G代码功能G00定位（快速进给）G43取消刀具长度132.6辅助功能指令（M指令）辅助功能指令由字母M和其后的两位数字组成，主要用于完成加工操作时的辅助动作。M代码功能说明M代码功能说明M00程序停止非模态M08冷却液开模态M01选择程序停止M09冷却液关M02程序结束M30程序结束并返回非模态M03主轴顺时针旋转模态M98调用子程序M04主轴逆时针旋转M99子程序取消M05主轴停止2.6辅助功能指令（M指令）辅助功能指令由字母M和其后的两142.7常用编程指令介绍1、绝对坐标和相对坐标指令（G90G91）2.工作坐标系的选取指令（G54~G59）

3.坐标平面的选择（G17G18G19）4.快速定位（G00或G0）5.直线插补指令（G01或G1）6.圆弧插补指令（G02、G03或G2、G3）7.刀具半径补偿指令（G40、G41、G42）8.孔加工循环指令2.7常用编程指令介绍1、绝对坐标和相对坐标指令（G90151、绝对坐标和相对坐标指令（G90G91）表示运动轴的移动方式。使用绝对坐标指令（G90）编程时，程序段中的尺寸数字为绝对坐标值，即刀具所有轨迹点的坐标值，均以程序原点为基准。相对坐标指令（G91）编程时，程序段中的尺寸数字为增量坐标值，即刀具当前点的坐标值，是以前一点坐标为基准而得。使用格式为：1、绝对坐标和相对坐标指令（G90G91）表示运动轴的移动16例：

如图（4-2）所示，表示刀具从A点移动到B点，用以上两种方式编程分别如下：G90X10.0Y40.0；G91X-30.0Y30.0；需要注意的是：在编制程序时，在程序数控指令开始的时候，必须指明编程方式，缺省为G90。图（4-2）

例：如图（4-2）所示，表示刀具从A点移动到B点，用172.工作坐标系的选取指令G54~G59）一般数控机床可以预先设置6个（G54~G59）工作坐标系，这些工作坐标系储器在机床的存储器内，都以机械原点为参考点，分别以各自坐标轴与机械原点的偏移量来表示.注意：这是一组模态指令，没有缺省方式。若程序中没有给出工作坐标系，则数控系统默认缺省程序原点为机械原点。2.工作坐标系的选取指令G54~G59）一般数控机床可以18如图所示。程序中可选用工作坐标系中的其中一个或多个。如图所示。程序中可选用工作坐标系中的其中一个或多个。19

3.坐标平面的选择（G17G18G19）

G17、G18、G19分别指定零件进行XY、ZX、YZ平面上的加工，如图所示。这些指令在进行圆弧插补、二维刀具半径补偿必须使用。这是一组模态指令，缺省为G17。

3.坐标平面的选择（G17G18G19）

G17、G204.快速定位（G00或G0）刀具以系统预先设定的速度以点位控制方式从当前所在位置快速移动到指令给出的目标位置。只能用于快速定位，不能用于切削加工，进给速度F对G00指令无效。该指令常使用在程序开头和结束处，刀具远离工件时，快速接近工件，程序结束时，刀具快速离开工件。使用格式为：G00X

Y

Z

；4.快速定位（G00或G0）刀具以系统预先设定的速度以点位21例如：G90G00X0Y0Z100.0；/*使刀具以绝对编程方式快速定位到（0，0，100）的位置。由于刀具的快速定位运动，一般不直接使用G90G00X0Y0Z100.0的方式，避免刀具在安全高度以下首先在XY平面内快速运动而与工件或夹具发生碰撞。中级课题无锡机电高等职业技术学校课件22一般用法：G90G00Z100.0；/*刀具首先快速移到Z=100.0mm高度的位置X0.Y0.；/*刀具接着快速定位到工件原点的上方G00指令一般在需要将主轴和刀具快速移动时使用，可以同时控制1~3轴，即可在X或Y轴方向移动，也可以在空间作三轴联动快速移动。而刀具的移动速度又数控系统内部参数设定，在数控机床出厂前已设置完毕，一般在5000~10000mm/min。一般用法：23

5.直线插补指令（G01或G1）

刀具作两点间的直线运动加工时使用该指令，G01表示刀具从当前位置开始以给定的切削速度F，沿直线移动指令给出的目标位置。使用格式：

G01X

Y

Z

F

；

5.直线插补指令（G01或G1）

刀具作两点间的直线运动24例：如图（4-4）所示。G01X10.0Y50.0F100；/*刀具在（50，10）位置以100mm/min的进给速度沿直线运动到（10，50）的位置。例：如图（4-4）所示。25一般用法：G01、F指令均为模态指令，有继承性，即如果上一段程序为G01，则本程序可以省略不写。X、Y、Z为终点坐标值也同样具有继承性，即如果本程序段的X（或Y或Z）的坐标值与上一程序段的X（或Y或Z）坐标值相同，则本程序段可以不写X（或Y或Z）坐标。F为进给速度，单位为mm/min，同样具有继承性。注意：（1）G01与坐标平面的选择无关；（2）切削加工时，一般要求进给速度恒定，因此，在一个稳定的切削加工工程中，往往只在程序开头的某个插补（直线插补或圆弧插补）程序段写出F值一般用法：G01、F指令均为模态指令，有继承性，即如果上一段266.圆弧插补指令（G02、G03或G2、G3）刀具在进行圆弧插补时必须规定所在平面（即G17~G19），再确定回转方向，如图（4-6）所示，沿圆弧所在平面（如XY平面）的另一坐标轴的负方向（-Z）看去，顺时针方向为G02指令，逆时针方向为G03指令。6.圆弧插补指令（G02、G03或G2、G3）刀具在进行圆27格式中：（1）X、Y、Z表示圆弧终点坐标，可以用绝对方式编程，也可以用相对坐标编程，由G90或G91指，使用G91指令时是圆弧终点相对于起点的坐标；（2）R表示圆弧半径；（3）I、J、K分别为圆弧的起点到圆心的X、Y、Z轴方向的增矢量，见图（4-7）所示。

格式中：（1）X、Y、Z表示圆弧终点坐标，可以用绝对方式编程28中级课题无锡机电高等职业技术学校课件29使用G02或G03指令两种格式的区别：（1）当圆弧角小于等于180o时，圆弧半径R为正值，反之，R为负值；（2）以圆弧始点到圆心坐标的增矢量（I、J、K）来表示，适合任何的圆弧角使用，得到的圆弧是唯一的。（3）切削整圆时，为了编程方便采用（I、J、K、）格式编程，不使用圆弧半径R格式。使用G02或G03指令两种格式的区别：30例1：如图（4-8），A点为始点，B点为终点

例1：如图（4-8），A点为始点，B点为终点31数控程序如下：

O0001；G90G54G02I50.0J0.F100；G03X-50.0Y40.0I-50.0J0；X-25.0Y25.0I0.J-25.0；M30；或：O0001；G90G54G02I50.0J0F100；G03X-50.0Y40.0R50.0；X-25.0Y25.0R-50.0；M30；数控程序如下：O0001；32例2：图（4-9）所示为半径等于50的球面，其球心位于坐标原点O，刀心轨迹为A→B→C→A

例2：图（4-9）所示为半径等于50的球面，其球心位于坐标原33程序为：

O2；G90G54G17G03X0.Y50.0I-50.0J0.F100；G19G91G03Y-50.0Z50.0J-50.0K0.；G18G03X50.0Z-50.0I0.K-50.0；程序为：O2；347.刀具半径补偿指令（G40、G41、G42）（1）刀具半径补偿的目的:在铣床上进行轮廓加工时，因为铣刀具有一定的半径，所以刀具中心（刀心）轨迹和工件轮廓不重合。若数控装置不具备刀具半径自动补偿功能，则只能按刀心轨迹进行编程（图（4-10）中点划线），其数值计算有时相当复杂，尤其当刀具磨损、重磨、换新刀等导致刀具直径变化时，必须重新计算刀心轨迹，修改程序，这样既繁琐，又不易保证加工精度。当数控系统具备刀具半径补偿功能时，编程只需按工件轮廓线进行（图（4-10）中粗实线），数控系统会自动计算刀心轨迹坐标，使刀具偏离工件轮廓一个半径值，即进行半径补偿。7.刀具半径补偿指令（G40、G41、G42）（1）刀具半35中级课题无锡机电高等职业技术学校课件36（2）刀具半径补偿的方法:G41指令为刀具半径左补偿（左刀补），G42指令为刀具半径右补偿（右刀补），G40指令为取消刀具半径补偿。这是一组模态指令，缺省为G40。使用格式：（2）刀具半径补偿的方法:37说明：

（1）刀具半径补偿G41、G42判别方法，如图（4-11）所示，规定沿着刀具运动方向看，刀具位于工件轮廓（编程轨迹）左边，则为左刀补（G41），反之，为刀具的右刀补G42）。

说明：（1）刀具半径补偿G41、G42判别方法，如图（4-38（2）使用刀具半径补偿时必须选择工作平面（G17、G18、G19），如选用工作平面G17指令，当执行G17指令后，刀具半径补偿仅影响X、Y轴移动，而对Z轴没有作用。（3）当主轴顺时针旋转时，使用G41指令铣削方式为顺铣，反之，使用G42指令铣削方式为逆铣。而在数控机床为里提高加工表面质量，经常采用顺铣，即G41指令。（2）使用刀具半径补偿时必须选择工作平面（G17、G18、G39（4）建立和取消刀补时，必须与G01或G00指令组合完成，配合G02或G03指令使用，机床会报警，在实际编程时建议使用与G01指令组合。建立和取消刀补过程如图（4-12）所示:a)左刀补的建立和取消

b)右刀补的建立和取消

（4）建立和取消刀补时，必须与G01或G00指令组合完成，配40（3）刀具半径补偿过程中的刀心轨迹1）外轮廓加工

如图（4-13）所示，刀具左补偿加工外轮廓。编程轨迹为A→B→C，数控系统自动计算刀心轨迹，两轮廓交接处的刀心轨迹常见的有两种。如图（4-13）a为延长线过度，刀心轨迹为1→2→3→4→5；图（1-3-13）b为圆弧过度，刀心轨迹为1→2→3→4。图（4-13）外轮廓加工的刀心轨迹（3）刀具半径补偿过程中的刀心轨迹1）外轮廓加工图（4-1412）内轮廓加工

如图（4-14）所示，刀具右补偿加工内轮廓。编程轨迹为A→B→C，刀心轨迹有两种，图（4-14）a按理论刀心轨迹移动1→2→3→4，会产生过切现象，损坏工件；图（4-14）b为计算机进行刀具半径补偿处理后的刀心轨迹，1→2→3，无过切现象。2）内轮廓加工42

例1：加工图（4-15）所示外轮廓，用刀具半径补偿指令编程。例1：加工图（4-15）所示外轮廓，用刀具半径补偿指令编程43外轮廓采用刀具半径左补偿，为了提高表面质量，保证零件曲面的平滑过渡，刀具沿零件轮廓延长线切入与切出。O→A为刀具半径左补偿建立段，A点为沿轮廓延长线切入点，B→O为刀具半径补偿取消段，B点为沿轮廓延长线切出点。外轮廓采用刀具半径左补偿，为了提高表面质量，保证零件曲面的平44O1：G90G54G00Z100.0S800M03；X0Y0；Z5.0；G01Z-5.0F100；G41X5.0Y3.0F120D31；Y25.0；X10.0Y35.0；X15.0；G03X25.0R5.0；G01X30.0；G02X35.0Y30.0R5.0；G01Y13.0；G03X27.0Y5.0R8.0；G01X3.0；G40X0Y0；G00Z100.0；M05；M30；数控程序如下:O1：G01X30.0；数控程序如下:45说明：1）D代码必须配合G41或G42指令使用，D代码应与G41或G42指令在同一程序段给出，或者可以在G41或G42指令之前给出，但不得在G41或G42指令之后；2）D代码是刀具半径补偿号，其具体数值在加工或试运行之前以设定在刀具半径补偿存储器中；3）D代码是模态代码，具有继承性。说明：1）D代码必须配合G41或G42指令使用，D代码应与G46（4）刀具半径补偿功能的应用1）直接按零件轮廓尺寸进行编程，避免计算刀心轨迹坐标，简化数控程序的编制。2）刀具因磨损、重磨、换新刀而引直径变化后，不必修改程序，只需在刀具半径补偿参数设置中输入变化后的刀具半径。（4）刀具半径补偿功能的应用1）直接按零件轮廓尺寸进行编程473）利用刀具半径补偿实现同一程序、同一刀具进行粗、精加工及尺寸精度控制。粗加工刀具半径补偿=刀具半径补+精加工余量，精加工刀具半径补偿=刀具半径+修正量。中级课题无锡机电高等职业技术学校课件48（5）使用刀具半径补偿常见的过切现象1）在指定平面G54~G59（如XY平面）内的半径补偿，若有另一坐标轴（Z轴）移动。如图（4-19）所示，刀具起始点O点，高度为100mm处，加工轮廓深度为10mm,刀具半径补偿在起始点处开始，若接近工件及切削工件时有Z轴移动，将会出现过切现象。图（4-19）半径补偿的过切现象

（5）使用刀具半径补偿常见的过切现象1）在指定平面G54~G49过切程序实例：

O3；N1G90G54G17G00Z100.0S1000M03；N2X0.Y0.；N3G41X40.0Y20.0D31；N4Z5.0；N5G01Z-10.0F100;(连续两句Z轴移动)N6Y80.0;N7X80.0;N8Y40.0;N9X20.0;N10G00Z100.0;N11G40X0Y0;N12M05;N13M30;

过切程序实例：O3；N7X80.0;50说明：在补偿模式下，机床只能预读两句以确定目的位置，程序中N4、N5都为连续两句Z轴移动，没有XY轴移动，机床没法判断下一步补偿的矢量方向，这时机床不会报警，补偿照常进行，只是N3目的点发生变化。刀具中心将会运动到P1点，其位置是N3目的点与原点连线垂直方向左偏置D31值，于是发生过切现象。措施：只需把N3程序段放置在N5程序段之后，就能避免过切现象。说明：512）加工半径小于刀具半径补偿的内圆弧：当程序给定的内圆弧半径小于刀具半径补偿时，向圆弧圆心方向的半径补偿将会导致过切，这时机床报警并停止在将要过切语句的起始点上，如图（4-20）a所示，所以只有“过度内圆角R≥刀具半径+加工余量（或修正量）”情况下才可正常切削。3）被铣削槽底宽小于刀具直径。如果刀具半径补偿使刀具中心向编程路径反方向运动，将会导致过切。在这种情况下，机床会报警并停留在该程序段的起始点，图（4-20）b所示2）加工半径小于刀具半径补偿的内圆弧：当程序给定的内圆弧半径524）无移动类指令。在补偿模式下使用无坐标轴移动类指令有可能导致两个或两个以上语句没有坐标移动，出现过切现象。图（4-20）过切现象4）无移动类指令。在补偿模式下使用无坐标轴移动类指令有可能导538.孔加工循环指令孔加工循环指令为摸态指令，一旦某个孔加工循环指令有效，在接着的所有X、Y位置均采用该孔加工循环指令进行孔加工，直到用G80指令取消孔加工循环为止。在孔加工循环指令有效时，刀具在XY平面内的运动方式为快速定位（G00）方式。孔加工循环由6个动作组成，如图（4-21）所示。8.孔加工循环指令孔加工循环指令为摸态指令，一旦某个孔加工54孔加工循环由6个动作组成，如图（4-21）所示。（1）A→B刀具快速移动到孔加工循环起始点B（X，Y）；（2）B→R刀具沿Z轴快速移动到R参考平面；（3）R→E切削进给加工；（4）E点加工至孔底位置（如进给暂停、刀具偏移、主轴准停、主轴反转等动作）；（5）E→R刀具快速返回到R参考平面；（6）R→B刀具返回到起始点B；孔加工循环由6个动作组成，如图（4-21）所示。（1）A→B551）钻孔固定循环指令（G81）1）钻孔固定循环指令（G81）56

如图（4-22）所示，主轴正转，刀具从起始点快速的移动到R安全平面，然后以进给速度进行钻孔，到达孔底位置后，刀具快速返回（无孔底动作）到R安全高度（G99）或起始点（G98）位置。使用格式：如图（4-22）所示，主轴正转，刀具从起始点快速的移动到57格式中：1）G98和G99为两个模态指令，G98指令表示孔加工循环结束后刀具返回到起始点B的位置，进行其它孔的定位。G99指令则表示刀具返回到安全高度R的位置，进行其它孔的定位，缺省为G98；2）X、Y为孔的位置，表示第一个孔的位置，G81指令后的X、Y为需要加工的其它孔的位置；3）R为钻孔安全高度；4）Z为钻孔深度；5）F为进给速度（mm/min）；6）G80指令表示固定循环取消。格式中：58例：如图所示（4-23）。例：如图所示（4-23）。59要求用G98、G81加工所有孔程序如下：O1；G90G54G00Z100S1500M03；X0.Y0.；M08；G98G81X40.0Y-15.0R2.0Z-5.0F40；Y15.0；X-40.0；Y-15.0；G80；X0.Y0.；M09；M05；M30；要求用G98、G81加工所有孔程序如下：O1；602）深孔钻孔循环指令（G83）图（4-24）深孔钻孔加工循环a)G98指令b)G99指令2）深孔钻孔循环指令（G83）图（4-24）深孔钻孔加工循61G83指令与G81指令的主要区别是：G83指令用于深孔加工，采用间歇进给运动，有利用排屑。如图（4-24）所示。使用格式：格式中：1）P为暂停时间（ms），缺省值为0ms；2）Q为每次进给深度，为正值。G83指令与G81指令的主要区别是：G83指令用于深孔加工，623）攻丝循环3）攻丝循环63（1）右旋攻螺纹循环指令（G84）如图（4-25）所示，攻螺纹时主轴下移至R点启动，正转切入，至孔底E点后反转退出。使用格式：G84X

Y

R

Z

F

；注意：（1）与钻孔加工不同的是攻螺纹结束后的刀具返回过程不是快速运动，而是以进给速度反转退出；（2）编辑时主轴的进给速度应严格与主轴速度成比例关系来计算进给速度。（1）右旋攻螺纹循环指令（G84）如图（4-25）所示，攻64（2）左旋攻螺纹循环指令（G74）G74指令与G84指令的区别是：攻丝进给时主轴反转切入，退出时为正转。使用格式：G74X

Y

R

Z

F

；（2）左旋攻螺纹循环指令（G74）G74指令与G84指令的区654）镗孔循环指令（G76）格式：式中：I：X轴刀尖反向位移量；J：Y轴刀尖反向位移量；G76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，如图1-11所示。这种带有让刀的退刀不会划伤已加工平面，保证镗孔精度。4）镗孔循环指令（G76）格式：66G76指令动作循环见图1-12。注意：如果Z的移动量为零，该指令不执行。图1-11X方向孔底动作

图1-12G76指令动作

G76指令动作循环见图1-12。图1-11X方向孔底动67应用举例

使用G76指令编制如图1-13所示精镗加工程序。刀具起点为（0，0，100），安全高度为5mm。图1-13

应用举例使用G76指令编制如图1-13所示精镗加工程68参考程序G76指令编程O0076；G90G54G00X0Y0；Z100；S600M03；G98G76X0Y0R5Z-35I1F80；G80；M05；M30；

参考程序G76指令编程69相互学习-相互进步相互学习-相互进步70项目2数控铣削加工编程技术2.1程序的基本结构2.2坐标系2.3坐标原点2.4常用编程指令代码2.5常用编程指令介绍项目2数控铣削加工编程技术2.1程序的基本结构712.1程序的基本结构一个完整的加工程序是由若干程序段组成，而每个程序段是由一个或若干个指令字组成。指令字代表某一信息单元，每个指令字又由字母、数字、符号组成。2.1程序的基本结构一个完整的加工程序是由若干程序段组成72例如：O1234；程序名N1G54G90G17G94G21G40G69G80G49；程序内容N2G15；N3G50.1X0Y0；N4G00Z100S800M03；N5Z5.0M8；N6G01Z-10.0F100；N7G41X5.0Y5.0D1F200；N8Y15.0；N9X25.0；N10Y5.0；N11X5.0；N12G40X0Y0；N13G00Z100.0M05；N14M9；N15M30程序结束例如：O1234；73程序说明：第一行O1234指的是程序的编号，用来区别不同程序。第二行是一些准备工作，告知数控机床程序编制的方式、工件所在位置、选用的坐标系等。第三行指定数控机床主轴按顺时针旋转，转速为800r/min。第四行至第十三行给出刀具运动轨迹，第十四行指主轴停转最后一行，程序结束。程序说明：第一行O1234指的是程序的编号，用来区别不同程74特别说明：不同数控系统（例如FANUC（法那科）、SIEMENS（西门子）等）有不同的程序段格式，格式不符合数控系统规定要求，数控装置就会报警，程序就不能运行。特别说明：752.2坐标系机床坐标系：为了确定数控机床的运动方向，移动距离，就要在数控机床上建立一个坐标系，称为机械坐标系或机床坐标系。机械坐标系是机床制造商在出厂时，已设置的一个坐标。在编制程序时，以机械坐标系来作为工件确定运动方向和距离的坐标系，从而与数控机床建立了坐标关系

2.2坐标系机床坐标系：76工件坐标系：供编程使用的坐标系，称为工件坐标系或编程坐标系。编程中，为使编程方便，一律假定工件固定不动，刀具运动的坐标系来进行编程。工件坐标系：77右手直角笛卡儿坐标系：Z坐标定义为平行机床主轴的坐标轴，其正方向规定为从工件台到刀具夹持的方向，即刀具远离工件的运动方向。X坐标为水平的、垂直于工件装夹平面的坐标轴，其正向一般规定为操作人员面向机床时右侧为正X方向。Y坐标垂直于X、Z坐标轴，其正方向则根据X和Z轴按右手法则来确定。图（4-1）笛卡儿坐标系

右手直角笛卡儿坐标系：Z坐标定义为平行机床主轴的坐标轴，其782.3坐标原点1、机械原点：又称机床原点，是机械坐标系的原点。它的位置是在各坐标轴的正向最大极限处，是机床制造商设置在机床上的一个物理位置。其作用是使数控机床与控制系统同步，建立测量机床运动坐标的起始点。每次启动数控机床时，首先必须机械原点回归操作，使数控机床与控制系统建立起坐标关系，并使控制系统对各轴软限位功能起作用。2.3坐标原点1、机械原点：792、编程原点:又称程序原点，是编程人员以工件图样上的某点为工件坐标系的原点.即工件坐标系的原点。一般对于数控铣床用G54~G59来设置编程原点。2、编程原点:802.4常用编程指令代码

这里只要介绍一些常用的编程指令，对于不常用的编程指令，请参考使用的数控机床编程手册。2.4常用编程指令代码812.5准备功能指令（G指令）准备功能指令由字符G和其后的1~3位数字组成，其主要功能是指定机床的运动方式，为数控系统的插补运算作准备。G代码均为模态指令（或续效指令），一经程序段中指定，便一直有效，直到以后程序段中出现同组另一指令（G指令）或被其它指令取消（M指令）时才失效，否则保留作用继续有效，而且在以后的程序中使用时可省略不写。2.5准备功能指令（G指令）准备功能指令由字符G和其后的1~82G代码功能G代码功能G00定位（快速进给）G43取消刀具长度补偿G01直线插补（切削进给）G44刀具长度正偏置（刀具延长）G02圆弧插补（顺时针）G49刀具长度负偏置（刀具缩短）G03圆弧插补（逆时针）G54—G59工作坐标系G17XY平面选择G80固定循环取消G18ZX平面选择G81钻孔固定循环G19YZ平面选择G83深孔钻孔固定循环G40取消刀具半径补偿G90绝对坐标编程方式G41刀具半径左补偿G91相对坐标编程方式G42刀具半径右补偿G代码功能G代码功能G00定位（快速进给）G43取消刀具长度832.6辅助功能指令（M指令）辅助功能指令由字母M和其后的两位数字组成，主要用于完成加工操作时的辅助动作。M代码功能说明M代码功能说明M00程序停止非模态M08冷却液开模态M01选择程序停止M09冷却液关M02程序结束M30程序结束并返回非模态M03主轴顺时针旋转模态M98调用子程序M04主轴逆时针旋转M99子程序取消M05主轴停止2.6辅助功能指令（M指令）辅助功能指令由字母M和其后的两842.7常用编程指令介绍1、绝对坐标和相对坐标指令（G90G91）2.工作坐标系的选取指令（G54~G59）

3.坐标平面的选择（G17G18G19）4.快速定位（G00或G0）5.直线插补指令（G01或G1）6.圆弧插补指令（G02、G03或G2、G3）7.刀具半径补偿指令（G40、G41、G42）8.孔加工循环指令2.7常用编程指令介绍1、绝对坐标和相对坐标指令（G90851、绝对坐标和相对坐标指令（G90G91）表示运动轴的移动方式。使用绝对坐标指令（G90）编程时，程序段中的尺寸数字为绝对坐标值，即刀具所有轨迹点的坐标值，均以程序原点为基准。相对坐标指令（G91）编程时，程序段中的尺寸数字为增量坐标值，即刀具当前点的坐标值，是以前一点坐标为基准而得。使用格式为：1、绝对坐标和相对坐标指令（G90G91）表示运动轴的移动86例：

如图（4-2）所示，表示刀具从A点移动到B点，用以上两种方式编程分别如下：G90X10.0Y40.0；G91X-30.0Y30.0；需要注意的是：在编制程序时，在程序数控指令开始的时候，必须指明编程方式，缺省为G90。图（4-2）

例：如图（4-2）所示，表示刀具从A点移动到B点，用872.工作坐标系的选取指令G54~G59）一般数控机床可以预先设置6个（G54~G59）工作坐标系，这些工作坐标系储器在机床的存储器内，都以机械原点为参考点，分别以各自坐标轴与机械原点的偏移量来表示.注意：这是一组模态指令，没有缺省方式。若程序中没有给出工作坐标系，则数控系统默认缺省程序原点为机械原点。2.工作坐标系的选取指令G54~G59）一般数控机床可以88如图所示。程序中可选用工作坐标系中的其中一个或多个。如图所示。程序中可选用工作坐标系中的其中一个或多个。89

3.坐标平面的选择（G17G18G19）

G17、G18、G19分别指定零件进行XY、ZX、YZ平面上的加工，如图所示。这些指令在进行圆弧插补、二维刀具半径补偿必须使用。这是一组模态指令，缺省为G17。

3.坐标平面的选择（G17G18G19）

G17、G904.快速定位（G00或G0）刀具以系统预先设定的速度以点位控制方式从当前所在位置快速移动到指令给出的目标位置。只能用于快速定位，不能用于切削加工，进给速度F对G00指令无效。该指令常使用在程序开头和结束处，刀具远离工件时，快速接近工件，程序结束时，刀具快速离开工件。使用格式为：G00X

Y

Z

；4.快速定位（G00或G0）刀具以系统预先设定的速度以点位91例如：G90G00X0Y0Z100.0；/*使刀具以绝对编程方式快速定位到（0，0，100）的位置。由于刀具的快速定位运动，一般不直接使用G90G00X0Y0Z100.0的方式，避免刀具在安全高度以下首先在XY平面内快速运动而与工件或夹具发生碰撞。中级课题无锡机电高等职业技术学校课件92一般用法：G90G00Z100.0；/*刀具首先快速移到Z=100.0mm高度的位置X0.Y0.；/*刀具接着快速定位到工件原点的上方G00指令一般在需要将主轴和刀具快速移动时使用，可以同时控制1~3轴，即可在X或Y轴方向移动，也可以在空间作三轴联动快速移动。而刀具的移动速度又数控系统内部参数设定，在数控机床出厂前已设置完毕，一般在5000~10000mm/min。一般用法：93

5.直线插补指令（G01或G1）

刀具作两点间的直线运动加工时使用该指令，G01表示刀具从当前位置开始以给定的切削速度F，沿直线移动指令给出的目标位置。使用格式：

G01X

Y

Z

F

；

5.直线插补指令（G01或G1）

刀具作两点间的直线运动94例：如图（4-4）所示。G01X10.0Y50.0F100；/*刀具在（50，10）位置以100mm/min的进给速度沿直线运动到（10，50）的位置。例：如图（4-4）所示。95一般用法：G01、F指令均为模态指令，有继承性，即如果上一段程序为G01，则本程序可以省略不写。X、Y、Z为终点坐标值也同样具有继承性，即如果本程序段的X（或Y或Z）的坐标值与上一程序段的X（或Y或Z）坐标值相同，则本程序段可以不写X（或Y或Z）坐标。F为进给速度，单位为mm/min，同样具有继承性。注意：（1）G01与坐标平面的选择无关；（2）切削加工时，一般要求进给速度恒定，因此，在一个稳定的切削加工工程中，往往只在程序开头的某个插补（直线插补或圆弧插补）程序段写出F值一般用法：G01、F指令均为模态指令，有继承性，即如果上一段966.圆弧插补指令（G02、G03或G2、G3）刀具在进行圆弧插补时必须规定所在平面（即G17~G19），再确定回转方向，如图（4-6）所示，沿圆弧所在平面（如XY平面）的另一坐标轴的负方向（-Z）看去，顺时针方向为G02指令，逆时针方向为G03指令。6.圆弧插补指令（G02、G03或G2、G3）刀具在进行圆97格式中：（1）X、Y、Z表示圆弧终点坐标，可以用绝对方式编程，也可以用相对坐标编程，由G90或G91指，使用G91指令时是圆弧终点相对于起点的坐标；（2）R表示圆弧半径；（3）I、J、K分别为圆弧的起点到圆心的X、Y、Z轴方向的增矢量，见图（4-7）所示。

格式中：（1）X、Y、Z表示圆弧终点坐标，可以用绝对方式编程98中级课题无锡机电高等职业技术学校课件99使用G02或G03指令两种格式的区别：（1）当圆弧角小于等于180o时，圆弧半径R为正值，反之，R为负值；（2）以圆弧始点到圆心坐标的增矢量（I、J、K）来表示，适合任何的圆弧角使用，得到的圆弧是唯一的。（3）切削整圆时，为了编程方便采用（I、J、K、）格式编程，不使用圆弧半径R格式。使用G02或G03指令两种格式的区别：100例1：如图（4-8），A点为始点，B点为终点

例1：如图（4-8），A点为始点，B点为终点101数控程序如下：

O0001；G90G54G02I50.0J0.F100；G03X-50.0Y40.0I-50.0J0；X-25.0Y25.0I0.J-25.0；M30；或：O0001；G90G54G02I50.0J0F100；G03X-50.0Y40.0R50.0；X-25.0Y25.0R-50.0；M30；数控程序如下：O0001；102例2：图（4-9）所示为半径等于50的球面，其球心位于坐标原点O，刀心轨迹为A→B→C→A

例2：图（4-9）所示为半径等于50的球面，其球心位于坐标原103程序为：

O2；G90G54G17G03X0.Y50.0I-50.0J0.F100；G19G91G03Y-50.0Z50.0J-50.0K0.；G18G03X50.0Z-50.0I0.K-50.0；程序为：O2；1047.刀具半径补偿指令（G40、G41、G42）（1）刀具半径补偿的目的:在铣床上进行轮廓加工时，因为铣刀具有一定的半径，所以刀具中心（刀心）轨迹和工件轮廓不重合。若数控装置不具备刀具半径自动补偿功能，则只能按刀心轨迹进行编程（图（4-10）中点划线），其数值计算有时相当复杂，尤其当刀具磨损、重磨、换新刀等导致刀具直径变化时，必须重新计算刀心轨迹，修改程序，这样既繁琐，又不易保证加工精度。当数控系统具备刀具半径补偿功能时，编程只需按工件轮廓线进行（图（4-10）中粗实线），数控系统会自动计算刀心轨迹坐标，使刀具偏离工件轮廓一个半径值，即进行半径补偿。7.刀具半径补偿指令（G40、G41、G42）（1）刀具半105中级课题无锡机电高等职业技术学校课件106（2）刀具半径补偿的方法:G41指令为刀具半径左补偿（左刀补），G42指令为刀具半径右补偿（右刀补），G40指令为取消刀具半径补偿。这是一组模态指令，缺省为G40。使用格式：（2）刀具半径补偿的方法:107说明：

（1）刀具半径补偿G41、G42判别方法，如图（4-11）所示，规定沿着刀具运动方向看，刀具位于工件轮廓（编程轨迹）左边，则为左刀补（G41），反之，为刀具的右刀补G42）。

说明：（1）刀具半径补偿G41、G42判别方法，如图（4-108（2）使用刀具半径补偿时必须选择工作平面（G17、G18、G19），如选用工作平面G17指令，当执行G17指令后，刀具半径补偿仅影响X、Y轴移动，而对Z轴没有作用。（3）当主轴顺时针旋转时，使用G41指令铣削方式为顺铣，反之，使用G42指令铣削方式为逆铣。而在数控机床为里提高加工表面质量，经常采用顺铣，即G41指令。（2）使用刀具半径补偿时必须选择工作平面（G17、G18、G109（4）建立和取消刀补时，必须与G01或G00指令组合完成，配合G02或G03指令使用，机床会报警，在实际编程时建议使用与G01指令组合。建立和取消刀补过程如图（4-12）所示:a)左刀补的建立和取消

b)右刀补的建立和取消

（4）建立和取消刀补时，必须与G01或G00指令组合完成，配110（3）刀具半径补偿过程中的刀心轨迹1）外轮廓加工

如图（4-13）所示，刀具左补偿加工外轮廓。编程轨迹为A→B→C，数控系统自动计算刀心轨迹，两轮廓交接处的刀心轨迹常见的有两种。如图（4-13）a为延长线过度，刀心轨迹为1→2→3→4→5；图（1-3-13）b为圆弧过度，刀心轨迹为1→2→3→4。图（4-13）外轮廓加工的刀心轨迹（3）刀具半径补偿过程中的刀心轨迹1）外轮廓加工图（4-11112）内轮廓加工

如图（4-14）所示，刀具右补偿加工内轮廓。编程轨迹为A→B→C，刀心轨迹有两种，图（4-14）a按理论刀心轨迹移动1→2→3→4，会产生过切现象，损坏工件；图（4-14）b为计算机进行刀具半径补偿处理后的刀心轨迹，1→2→3，无过切现象。2）内轮廓加工112

例1：加工图（4-15）所示外轮廓，用刀具半径补偿指令编程。例1：加工图（4-15）所示外轮廓，用刀具半径补偿指令编程113外轮廓采用刀具半径左补偿，为了提高表面质量，保证零件曲面的平滑过渡，刀具沿零件轮廓延长线切入与切出。O→A为刀具半径左补偿建立段，A点为沿轮廓延长线切入点，B→O为刀具半径补偿取消段，B点为沿轮廓延长线切出点。外轮廓采用刀具半径左补偿，为了提高表面质量，保证零件曲面的平114O1：G90G54G00Z100.0S800M03；X0Y0；Z5.0；G01Z-5.0F100；G41X5.0Y3.0F120D31；Y25.0；X10.0Y35.0；X15.0；G03X25.0R5.0；G01X30.0；G02X35.0Y30.0R5.0；G01Y13.0；G03X27.0Y5.0R8.0；G01X3.0；G40X0Y0；G00Z100.0；M05；M30；数控程序如下:O1：G01X30.0；数控程序如下:115说明：1）D代码必须配合G41或G42指令使用，D代码应与G41或G42指令在同一程序段给出，或者可以在G41或G42指令之前给出，但不得在G41或G42指令之后；2）D代码是刀具半径补偿号，其具体数值在加工或试运行之前以设定在刀具半径补偿存储器中；3）D代码是模态代码，具有继承性。说明：1）D代码必须配合G41或G42指令使用，D代码应与G116（4）刀具半径补偿功能的应用1）直接按零件轮廓尺寸进行编程，避免计算刀心轨迹坐标，简化数控程序的编制。2）刀具因磨损、重磨、换新刀而引直径变化后，不必修改程序，只需在刀具半径补偿参数设置中输入变化后的刀具半径。（4）刀具半径补偿功能的应用1）直接按零件轮廓尺寸进行编程1173）利用刀具半径补偿实现同一程序、同一刀具进行粗、精加工及尺寸精度控制。粗加工刀具半径补偿=刀具半径补+精加工余量，精加工刀具半径补偿=刀具半径+修正量。中级课题无锡机电高等职业技术学校课件118（5）使用刀具半径补偿常见的过切现象1）在指定平面G54~G59（如XY平面）内的半径补偿，若有另一坐标轴（Z轴）移动。如图（4-19）所示，刀具起始点O点，高度为100mm处，加工轮廓深度为10mm,刀具半径补偿在起始点处开始，若接近工件及切削工件时有Z轴移动，将会出现过切现象。图（4-19）半径补偿的过切现象

（5）使用刀具半径补偿常见的过切现象1）在指定平面G54~G119过切程序实例：

O3；N1G90G54G17G00Z100.0S1000M03；N2X0.Y0.；N3G41X40.0Y20.0D31；N4Z5.0；N5G01Z-10.0F100;(连续两句Z轴移动)N6Y80.0;N7X80.0;N8Y40.0;N9X20.0;N10G00Z100.0;N11G40X0Y0;N12M05;N13M30;

过切程序实例：O3；N7X80.0;120说明：在补偿模式下，机床只能预读两句以确定目的位置，程序中N4、N5都为连续两句Z轴移动，没有XY轴移动，机床没法判断下一步补偿的矢量方向，这时机床不会报警，补偿照常进行，只是N3目的点发生变化。刀具中心将会运动到P1点，其位置是N3目的点与原点连线垂直方向左偏置D31值，于是发生过切现象。措施：只需把N3程序段放置在N5程序段之后，就能避免过切现象。说明：1212）加工半径小于刀具半径补偿的内圆弧：当程序给定的内圆弧半径小于刀具半径补偿时，向圆弧圆心方向的半径补偿将会导致过切，这时机床报警并停止在将要过切语句的起始点上，如图（4-20）a所示，所以只有“过度内圆角R≥刀具半径+加工余量（或修正量）”情况下才可正常切削。3）被铣削槽底宽小于刀具直径。如果刀具半径补偿使刀具中心向编程路径反方向运动，将会导致过切。在这种情况下，机床会报警并停留在该程序段的起始点，图（4-20）b所示2）加工半径小于刀具半径补偿的内圆弧：当程序给定的内圆弧半