数控铣床编程指令与实例

2023/1/111数控技术第一章数控机床概述第二章计算机数控（CNC）装置第三章数控机床的机械传动系统第四章进给伺服系统第五章典型数控机床的结构与控制第六章数控机床的自动换刀装置第七章数控车床编程第八章数控铣床编程第九章加工中心编程第十章宏程序及其应用第十一章数控电火花线切割机床编程第十二章自动编程2023/1/1127.1.5程序段的构成与格式编程图例数控程序段组成及格式％O0011N1G92X10.0Y5.0Z50.0N2S200T01M03N3G90G00Z10.0N4G01Z-5.0F100M08...N10G40Y-5.0M09N11Z50.0N12M02％//程序号//程序内容//程序结束指令//程序开始符//程序结束符2023/1/1131、程序号：程序编号，区别数控系统中存储的程序。程序的编号程序号地址符Ｏ0001

不同的数控系统,程序号地址符也有所不同，一般常用O、P、%等。编程时一定要按说明书所规定的符号去编写指令，否则系统不会执行。！数控程序段组成及格式2023/1/1142、程序内容：是整个程序的核心。它由多个程序段组成，每个程序段由一个或多个指令构成，表示机床要执行的运动和动作。3、程序结束：程序结束一般以M02或M30作为整个程序的结束指令。数控程序段组成及格式2023/1/115

程序段是程序的基本组成部分，每个程序段由若干个数据字构成，而数据字又由表示地址的英文字母、特殊符号和数字构成，如X50、G90等。字的组成：

X-100.0数字符号（正、负，正号可以省略）地址符数控程序段组成及格式2023/1/116N20G01X3200Y2500Z-150F850S24T12M05；顺序号字准备功能字尺寸字尺寸字尺寸字进给功能字主轴功能字刀具功能字辅助功能字程序段结束符数控程序段组成及格式2023/1/117各个功能字的意义如下：（1）程序段号（Sequencenumber）用来表示程序从起动开始操作的顺序，即程序段执行的顺序号，它用地址码“N”和后面的四位数字（1～9999）表示。（2）准备功能字（PreparatoryfunctionorG-function）也称为G代码，准备功能是使数控装置作某种操作的功能，它一般紧跟在程序段序号后面，用地址码“G”和两数字来表示。数控程序段组成及格式2023/1/118（3）尺寸字（Dimensionword）尺寸字是给定机床各坐标轴位移的方向和数据的，它由各坐标轴的地址代码、“+”、“-”符号、数字构成。尺寸字一般安排在G功能字的后面。尺寸字的地址代码，对于进给运动为：X、Y、Z、U、V、W、P、Q、R；对于回转运动的地址代码为：A、B、C、D、E。此外，还有插补参数字：I、J、K等。数控程序段组成及格式2023/1/119（4）进给功能字（FeedfunctionorF-function）它给定刀具对于工件的相对速度，由地址码“F”和其后面的若干位数字构成。这个数字取决于每个数控装置所采用的进给速度指定方法。进给功能字应写在相应轴尺寸字之后，对于几个轴合成运动的进给功能字，应写在最后一个尺寸字之后。一般单位为：mm/min，切削螺纹时用mm/r表示，在英制单位中用英寸表示。数控程序段组成及格式2023/1/1110（5）主轴转速功能字（SpindlespeedfunctionorS-function）主轴转速功能也称为S功能，该功能字用来选择主轴转速，它由地址“S”和在其后面的若干位数字构成。主轴速度单位用r/min表示。（6）刀具功能字（ToolfunctionorT-function）该功能也称为T功能，它由地址码“T”和后面的若干位数字构成。刀具功能字用于更换刀具时指定刀具或显示待换刀号，有时也能指定刀具位置补偿。数控程序段组成及格式2023/1/1111（7）辅助功能字（MiscellaneousfunctionorM-function）也称为M功能，该功能指定除G功能之外的种种“通断控制”功能。它一般用地址码“M”和后面的两数字表示。数控程序段组成及格式2023/1/1112（8）程序段结束符（Endofblock）每一个程序段结束之后，都应加上程序段结束符。“；”是Fanuc系统的程序段结束符，如果将程序写在纸上，则各程序段单列一行；通过手动数据输入（MID）方式将程序输入到CNC时，是通过面板上的EOB来终止程序段的；电脑上编写程序时，回车键可以结束程序段。数控程序段组成及格式2023/1/1113辅助功能M指令

M00指令实际上是一个暂停指令。功能是执行此指令后，机床停止一切操作。按下控制面板上的启动指令后，机床重新启动，继续执行后面的程序。1、M00——程序停止指令2、M01——计划停止指令

M01指令的功能与M00相似，不同的是，M01只有在预先按下控制面板上“选择停止开关”按钮的情况下，程序才会停止。3、M02——程序结束指令

M02指令的功能是程序全部结束。此时主轴停转、切削液关闭，数控装置和机床复位。该指令写在程序的最后一段。2023/1/1114

M03表示主轴正转，M04表示主轴反转。所谓主轴正转，是从主轴向Z轴正向看，主轴顺时针转动；反之，则为反转。M05表示主轴停止转动。4、M03、M04、M05——主轴正转、反转、停止指令5、M06——自动换刀指令

M06为手动或自动换刀指令。当执行M06指令时，进给停止，但主轴、切削液不停。6、M07、M08、M09——冷却液开关指令M07表示2号冷却液或雾状冷却液开。M08表示1号冷却液或液状冷却液开。M09表示关闭冷却液开关。

辅助功能M指令2023/1/1115

M30指令与M02指令的功能基本相同，不同的是，M30能自动返回程序起始位置，为加工下一个工件作好准备。7、M30——程序结束指令8、M98、M99——子程序调用与返回指令M98为调用子程序指令，M99为子程序结束并返回到主程序的指令。辅助功能M指令2023/1/1116

作用：规定刀具和工件的相对运动轨迹（即指令插补功能）、机床坐标系、坐标平面、刀具补偿、坐标偏置等。组成：G00～G99

说明：常用的G代码的定义大多是固定,对不同的机床系统有着不同的定义,编程使用前必须熟悉了解所用机床的使用说明书或编程手册。准备功能G指令2023/1/1117自动返回参考点1、自动返回参考点G28程序格式：

G28X

Y

Z

；执行G28指令，可以使刀具以点位方式经中间点快速返回到参考点，中间点的位置由该指令后面的X＿Y＿Z＿坐标值决定。2023/1/1118尺寸单位设定指令

工程图纸中的尺寸标注有英制和公制两种形式，用G代码可以选择输入的单位是英制还公制：

G20：英制尺寸（基本单位为英寸，in）；

G21：公制尺寸（基本单位为毫米，mm）。

英寸与毫米的换算关系为：1mm≈0.0394in1in≈25.4mm2、尺寸单位设定指令2023/1/1119尺寸单位设定指令说明：（1）G20/G21必须在设定工件坐标系之前指定。（2）电源接通时，英/公制转换的G代码与切断电源前相同。（3）程序执行过程中不要变更G20、G21。（4）在有些数控系统中，英制、公制的转换采用G71/G70代码，如：SINMENS、FAGOR系统。

2023/1/1120编程方式的选择指令1）绝对坐标值编程：G90

2）相对坐标值编程：G91即所有点的坐标值都是基于工件原点计量即某一点的坐标值是基于上一点计量3、编程方式的选择指令2023/1/1121坐标平面选择指令选择XY平面：G17选择ZX平面：G18选择YZ平面：G19G17为缺省值4、坐标平面选择指令2023/1/1122设定工件坐标系指令

设定工件坐标系有两种指令方法：

1）G92：指令直接指定法

2）G54～G59：零点偏置法

5、设定工件坐标系指令2023/1/1123G92—指令直接指定法

（1）含义：基于刀具的当前位置来设定工件坐标系。（3）例：G92X0Y0Z30.0（2）格式：G92X＿Y＿Z＿刀具当前点的绝对坐标值

2023/1/1124G54～G59——零点偏置法

（1）含义：基于机床原点来设定工件坐标系。

编程原点在X、Y、Z向与机床原点的偏置量，即编程原点在机床坐标系中的坐标值。2023/1/1125（2）格式：为模态指令，可相互注销。G54为缺省值G54～G59——零点偏置法2023/1/1126

（3）说明：可指定多个工件坐标系，因此一次装夹可加工多个工件。G54～G59——零点偏置法2023/1/1127

（4）编程示例：一次装夹加工三个零件（多编程原点），其工件坐标系的设定方法有两种：编程实例2023/1/1128（1）采用G92法：N12G92X210.Y100.Z0；N22G92X120.Y200.；N10G90┅┅N30G00X0Y0；N32G92X230.Y-140.；绝对坐标编程，刀具位于机床参考点R点设定第一个零件的工件原点W1加工第一个零件快速回编程原点设定第二个零件的工件原点W2加工第二个零件快速回编程原点设定第三个零件的工件原点W3N20G00X0Y0；G92法2023/1/1129加工程序为：对于零件1的G54：X-210.0Y-100.0Z0对于零件2的G55：X-330.0Y-300.0Z0对于零件3的G56：X-560.0Y-160.0Z0N10G90G54；N20G55；┅N30G56；┅加工第一个零件┅加工第二个零件加工第三个零件设定第一个零件的工件原点W1设定第二个零件的工件原点W2设定第三个零件的工件原点W3G54～G59法采用此法首先要设置相应工件原点偏置存储器的值：2023/1/1130暂停指令G04G04为暂停指令，该指令的功能是使刀具作短暂的无进给加工(主轴仍然在转动)，经过指令的暂停时间后再继续执行下一程序段，以获得平整而光滑的表面。G04指令为非模态指令。其程序段格式为：G04

P－

N05

G90

G1

F120

Z-50

S300

M03

N10

G04

P2.5；暂停2.5秒N15

Z70N20

G04

P30；主轴暂停30转N30

G00

XO

Y0；进给率和主轴转速继续有效N40

……6、暂停指令G042023/1/1131基本移动指令包括：G00、G01、G02、G037、基本移动指令2023/1/1132快速点定位——G00（1）功能：控制刀具从当前点快速移动到指定的目标点。一般用于空行程走刀。（2）格式：G00X__Y__Z__

刀具移动的目标点坐标

注意：G90时X、Y、Z为绝对坐标值；

G91时X、Y、Z为增量坐标值（目标点相对于起点）。2023/1/1133直线插补——G01（1）功能：控制刀具以F指定的进给速度从当前位置沿直线移动到指定的目标点。

（2）格式：

G01X__Y__Z__F__

其中:X、Y、Z为刀具移动的目标点坐标

F为刀具的进给速度2023/1/1134例如图4.10所示，程序如下：N10G90G00X90Y70；刀具由起点A快速移动到目标点BN10G90G01X90Y70F100；刀具由起点A直线运动到目标点B，进给速度100mm/min。图8.01直线插补——G012023/1/1135工件坐标系如图4-1所示，刀心起点为工件零点O，按O—A—B—C—D—E顺序运动,用G01指令分别写出绝对输入方式和增量输入方式下的程序段。

直线插补编程实例2023/1/1136加工如图所示的槽,已知槽宽8mm,槽深2mm,试编制加工程序.直线插补编程实例2023/1/1137用Φ6的刀具铣图4-2所示“X、Y、Z”三个字母，深度为2mm，试编程。工件坐标系如图4-2所示，设程序启动时刀心位于工件坐标系的（0，0，300）处，下刀速度为50mm/min，切削速度为150mm/min，主轴转速为1000r/min.直线插补编程实例2023/1/1138编程应注意的几个问题1、程序初始状态设定程段:G90G80G40G49G17G21G54

当机床电源打开时,数控装置将处于初始状态,初态的G代码被激活。由于开机后数控装置的状态可通过MDI方式更改,且会因为程序的运行而发生变化,为了保证程序的运行安全,建议在程序开始应有程序初始状态设定程序段。2、安全高度的确定对于铣削加工,起刀点和退刀点必须离开加工零件上表面有一个安全高度,保证刀具在停止状态时,不与加工零件和夹具发生碰撞。2023/1/1139指令：G02（顺时针）G03（逆时针）功能：使机床在各坐标平面内执行圆弧运动，加工出圆弧轮廓。圆弧插补指令2023/1/1140格式：

F__F__F__XY平面上的圆弧：ZX平面上的圆弧：YZ平面上的圆弧：圆弧终点的坐标值圆弧的圆心圆弧插补指令2023/1/1141圆弧的顺逆方向是向垂直于运动平面的坐标轴的负方向看其顺、逆来决定的圆弧插补指令2023/1/1142说明：①X、Y、Z为圆弧终点坐标值。为G90时X、Y、Z是圆弧终点的绝对坐标值；为G91时X、Y、Z是圆弧终点相对于圆弧起点的增量值。②I、J、K表示圆心相对于圆弧起点的增量值，F规定了沿圆弧切向的进给速度。③

R表示圆弧半径，因为在相同的起点、终点、半径和相同的方向时可以有两种圆弧。如果圆心角小于180°，则R为正数；如果圆心角大于180°，则R为负数圆弧插补指令2023/1/1143①用R直接以圆弧半径值表示圆心位置；

②用I、J、K表示圆心位置。（3）圆心位置的两种表示方法:圆弧插补指令2023/1/1144

此法在同一半径的情况下,从圆弧起点到圆弧终点可能有两个圆弧:

为区分两个圆弧,规定：圆弧圆心角≤180°时,R取+值;

圆弧圆心角>180°时,R取–值。①用R直接以圆弧半径值表示圆心位置圆弧插补指令a.圆弧圆心角<180°的圆弧;b.圆弧圆心角>180°的圆弧。2023/1/1145②用I、J、K表示圆心位置：I、J、K分别表示圆弧起点到圆心在X、Y、Z轴的增量值，根据方向带有符号。圆弧插补指令2023/1/1146绝对值方式编程：G90G02X58Y48R15.26F100；增量方式编程：G91G02X26Y16R15.26F100；如图所示，程序如下：绝对值方式编程：G90G02X58Y48I13J8F100；增量方式编程：G91G02X26Y16I13J8F100；圆弧插补指令2023/1/1147

a弧(≤180°)b弧(>180°)绝对编程G90G02X0Y30R30F300G90G02X0Y30R-30F300G90G02X0Y30I30J0F300G90G02X0Y30I0J30F300圆弧插补指令实例2023/1/1148

a弧(≤180°)b弧(>180°)相对编程G91G02X30Y30R30F300G91G02X30Y30R-30F300G91G02X30Y30I30J0F300G91G02X30Y30I0J30F300圆弧插补指令实例2023/1/1149①R法或I、J、K法均可表示<360°圆弧。②整圆（360°）的加工只能用I、J、K来表示。③I、J、K和R同时指令时，R有效。④I0、J0、K0可以省略不写。圆弧插补指令注意：2023/1/1150螺旋线进给指令以XY平面为例，程序段格式为：

G17G02/G03X－Y－I－J－Z－F－或G17G02/G03X－Y－R－Z－F－螺旋线进给指令的执行方式如图4.12所示。

2023/1/1151加工如图所示的工件，工件深2mmG00/G01/G02/G03编程实例2023/1/1152例图4-4整圆加工指令。从A点顺时针一周时

1）G90G02（X30．Y0）I-30．（J0）F1002）G91G02（X0Y0）I-30．（J0）F100从B点逆时针一周时

1）G90G03（X0Y-30．I0）J30．F1002）G91G03（X0Y0I0）J30．F100G00/G01/G02/G03编程实例2023/1/1153例用R编写图4-5所示圆弧。1）弧a：G90G03X0Y15．R15．F100

或G91G03X-15．Y15．R15．F1002）弧b：G90G03X0Y15．R-15．F100

或

G91G03X-15．Y15．R-15．F100

G00/G01/G02/G03编程实例2023/1/1154例

右图所示的“S”字母是由直线和圆弧组成，深为2mm，宽为4mm，用Φ4的刀具，试编程。G00/G01/G02/G03编程实例2023/1/1155刀具半径补偿功能1.功能：使系统能够根据零件轮廓信息和刀具半径值自动计算出刀具中心的运动轨迹，使其自动偏离零件轮廓一定距离。

2023/1/11562、刀具半径补偿的执行过程：（1）建立刀补（2）执行刀补（3）取消刀补刀具半径补偿功能2023/1/11573、指令格式：XY平面：XZ平面：YZ平面：刀具半径补偿功能2023/1/11584、说明：G41：刀具半径左补偿G42：刀具半径右补偿

左右补偿的判别方法为：沿着刀具前进的方向观察，刀具偏在工件轮廓的左边，为G41；刀具偏在工件轮廓的右边，为G42。

G40：取消刀具半径补偿（1）指令说明：模态指令，缺省值为G40刀具半径补偿功能2023/1/1159（2）D为刀具半径补偿号，也称刀具偏置号，后面常用两位数字表示（一般有D00～D99）。注意：①每一个偏置号都是内存地址，其中存放刀具半径值作为偏置值，用于数控系统计算刀具中心的运动轨迹。②从开始取消偏置方式到刀具半径补偿以前，D代码在任何地方指令都可以。

4、说明：刀具半径补偿功能2023/1/1160O0001;N10G90G21G40G49G80G54；N20G00Z50.N30X-30.Y-30.S1000M3；N40G43H01Z2.；N50G01Z-2.F500.；N60G41X-15.Y0.D01；N70X34.；N80G02X50.Y16.R16.;N90G01Y30.N100G03X40.Y40.R10.N110G01X15.N110X0Y25.N120Y-15.N130G00G40X-30.Y-30.；N140Z50.；N150M05；N160M30；5、编程举例：例1：刀具半径补偿功能2023/1/1161例2：刀具半径补偿功能2023/1/1162（4）刀具长度补偿指令指令：G43G44G49格式：G43（G44）X－/Y－/Z－H－；

G49；其中G43为加“＋”偏置，G44为减“－”偏置，G49为取消长度补偿，G43、G44为模态代码，在本组的其他指令代码被指定前都有效。补偿号代码刀具长度补偿指令2023/1/1163刀具长度补偿指令2023/1/1164

说明：无论是G90还是G91当用到G43时，将偏移存储器中用H代码设定的偏移量（包括符号的值）与程序中偏移轴移动的终点坐标值（包括符号的值）相加，G44时相减，举例：H01=10G90G43Z100.0H01;表示刀具在Z轴移动到110的位置刀具实际要移动到的位置实际刀具顶点编程刀具点10100刀具长度补偿指令2023/1/11651）镜像功能指令：G24、G25格式：G24X－Y－Z－

M98P－

G25X－Y－Z－功能：G24――建立镜像

G25――取消镜像说明：当工件相对于某一轴具有对称形状时，可以利用镜像功能和子程序，只对工件的一部分进行编程，而能加工出工件的对称部分，这就是镜像功能，当某一轴的镜像有效时，该轴执行与编程方向相反的运动。简化编程指令2023/1/11662）缩放功能G50/G51格式：G51X－Y－Z－P－

M98P－

G50说明：G51—建立缩放

G50—取消缩放

X－Y－Z―――缩放中心的坐标值

P――缩放倍数说明：G51既可以指定平面缩放也可以指定空间缩放，在有刀具补偿的情况下，先进行缩放才进行刀具半径补偿和刀具长度补偿。示例：教材例8－5简化编程指令2023/1/11673）旋转变换G68、G69格式：G17/G18/G19G68X－Y－Z－P－

M98P－

G69说明：其中X－Y－Z－为各平面对应的旋转中心的坐标值，P为旋转角度，单位是度。

G68为建立旋转

G69为取消旋转在有缩放功能的情况下，先缩放后旋转，在有刀具补偿的情况下，先旋转后刀具补偿。示例：教材例8－6简化编程指令2023/1/1168固定循环指令固定循环指令孔加工固定循环指令有;G73/G74/G76/G80-G89固定循环的指令格式如下：G98/G99G-X-Y-Z-R-Q-P-I-J-K-F-L-式中：

G98――返回初始平面

G99――返回R点平面

G――固定循环代码（G73/G74/G76/G81-G89）X-Y-―－孔位到加工起点的距离（G91）或孔位坐标（G90）

2023/1/1169R――初始点到R点的距离（G91）或R点的坐标（G91）

Z――孔底相对于R点的距离（G90）或孔底坐标（G91）

Q――每次进给深度（G73/G83）

I、J――刀具在轴反向位移增量（G76/G87）

P――刀具在孔底的暂停时间

K――退刀距离

F――进给速度

L――固定循环次数固定循环指令2023/1/11702023/1/11711）G73――高速深孔加工循环指令格式：G98/G99G73X-Y-Z-R-Q-P-K-F-L-说明：G73用于Z轴的间歇进给，使深孔加工时容易排屑,减少退刀量，可以进行高效率的加工。示例：教材图8－318－32例8－7固定循环指令2023/1/11722023/1/11732）G74――反攻丝循环指令格式：G98/G99G74X-Y-Z-R-P-F-L-说明：利用G74攻反螺纹时，主轴反转，到孔底时主轴正转，然后退回。示例：教材例8－8固定循环指令2023/1/11742023/1/11753）G81――钻孔循环（中心钻）格式：G98/G99G81X-Y-Z-R-F-L-4）G82――带停顿的钻孔循环指令格式：G98/G99G81X-Y-Z-R-P-F-L-5）G84――攻丝循环指令格式：G98/G99G84X-Y-Z-R-P-F-L-6）G80――取消固定循环指令固定循环指令2023/1/1176固定循环指令G812023/1/1177固定循环指令G812023/1/1178说明：固定循环指令G812023/1/1179使用固定循环指令时注意事项：1）固定循环前应使用M03/M04指令使主轴回转2）在固定循环程序段中，X、Y、Z、R数据应至少指定一个才能进行孔加工。3）使用控制主轴回转运动的固定循环指令（G74/G84/G86）中，如果连续加工的一些孔间距比较小，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，主轴还没有达到正常转速的情况下，需要在固定循环动作之间插入G04指令，以获得足够的时间。4）当用G00-G03指令注销固定循环时