第二章 数控加工编程基础

2023/2/5数控技术1数控技术第二章数控编程基础制作：杨雨图2本章学习目标掌握数控加工编程的基础知识掌握常用准备和辅助功能指令的编程方法了解数控编程的工艺处理了解数控程序编制中的数值计算重点：常用准备功能指令的编程方法

3学习内容第一节概述第二节编程的基础知识第三节常用准备功能指令编程方法第四节数控编程的工艺处理第五节数值计算归纳4第一节概述一、数控编程的基本概念二、程序编制的内容和步骤三、程序编制的方法四、常用的数控标准5一、数控编程的基本概念

数控加工程序编制就是将零件的工艺过程、工艺参数、刀具位移量、位移方向及其他辅助动作，按动作顺序、规定的指令代码及程序格式编成加工程序，称为数控编程。数控程序：指记录在控制介质上的零件加工工艺过程；数控编程：从零件图样到制成控制介质的全过程；控制介质：存放指令信息的程序载体；工艺过程：指加工零件的全过程，在程序中表现为工艺参数、位移数据和方向、辅助运动；工艺参数：主轴的旋转转速、刀架的进给量、刀具的切削深度和宽度；位移数据：指刀具的运动轨迹；辅助运动：指换刀、主轴的开停换向、冷却、工件的装卸等。6对程序员的要求程序员必须是一个好的工艺员需掌握零件的工艺方法制定会选择合理的切削用量和加工余量能提出正确的刀夹具方案懂得刀具的测量方法7了解数控机床的构造（组成、安装工件、制定工艺）熟悉数控机床的性能（尺寸范围、定位精度）熟悉数控机床的功能（熟练地使用）熟悉数控机床的特点（选用机床）对程序员的要求8掌握编程语言、编程标准、编程指令、程序段格式等。归纳起来：工艺要求硬件要求软件要求

对程序员的要求9二、程序编制的内容和步骤零件图数值计算编写程序单程序模拟校核首件试切程序输入工件零件图分析工艺处理数控机床程序编制的一般过程10二．程序编制的内容和步骤工件零件图分析确定加工工艺过程数值计算编写零件的加工程序单程序输入程序模拟校核首件试加工11三、程序编制的方法手工编程自动编程目前，生产实际中应用较多的商品化的CAD/CAM系统主要有:◆国外引进的UnigraphicsⅡ、Pro/Engineer、CATIA、Solidworks、Mastercam、SDRC/I-DEAS、DELCAM等.◆国产CAD/CAM系统是北航海尔的CAXA。12手工编程指人们借助于计算工具对图纸的有关信息进行计算处理、数值计算，编成相应的数控程序单。它完全由人工完成，对那些被加工零件形状不太复杂，而程序不太长的情况较为方便经济。目前被国内广泛使用。13自动编程自动编程（计算机辅助编程）数控语言式自动编程使用规定的数控语言，如APT，编写一个较为简单的零件加工源程序，输入到计算机中去，经计算处理，输出零件加工程序单（相当于手工编程的结果），或输出穿孔纸带，或通过通讯接口直接送入数控系统。交互图形式自动编程

零件加工源程序能否直接输入NC系统运行？不能直接输入NC系统运行因为：……….14自动编程的优点1、计算简单，劳动强度低2、编程速度快，工作效率高3、对复杂零件或长程序出错机会少4、程序精度高15四、常用的数控标准ISO(InternationalStandardOrganization)

国际标准化组织标准EIA(ElectronicIndustriesAssociation)

美国电子工业协会标准JB3208-83《数字控制机床穿孔带程序段格式中的准备功能G和辅助功能M的代码》JB3112-82《数控机床自动编程用输入语言》16第二节编程的基础知识一、零件加工程序的结构二、数控机床的坐标系统三、功能代码简介17一、零件加工程序的结构1、程序的构成2、程序段格式3、主程序和子程序18一、零件加工程序的结构1、程序的构成例:O020N001G01X80Z-30F0.2S300T0101M03；

N002X120Z-60；

……N125G00X500Z200M02；

上例表示一个完整的加工程序,由125条程序段按顺序排列而成。“O”：表示整个程序的开始，020表示程序名。“N”：每个程序段的开始。它后面的001、O02等表示从数控装置的存储器中调出加工程序编号为001、002等加工程序段。“；”：每个程序段的结束。M02：作为全程序结束。191、程序构成

程序名(程序号)：如Oxxx或%xxx（O、%程序号地址码，xxx程序的编号）程序段：即一条语句，由程序字构成,表示一个完整的加工操作，以程序段号开头，“；”结尾（LF、CR、EOB）。程序段号字：一般用“Nxxx”表示程序字：由字母、数字、符号组成程序开始：编程零点的确定；刀具的数据；主轴的转速与转向；刀具快速定位的坐标尺寸；建立刀补。程序结束：刀具快离工件；主轴停转；取消刀补和零点偏置；程序结束并返回到程序开始。O（%）0600N0010G92X0Y0；N0020G90G00X50Y60；N0030G01X10Y50F150S300T12M03；

…N0100G00X-50Y-60M02；202、程序段格式程序段格式就是一个程序段中字、字符、数据的表现形式。不同的数控系统往往有截然不同或大同小异的程序格式，格式不合规定，数控装置会报警出错。固定程序段格式字地址可变程序段格式（简称字地址程序格式）21字地址程序段格式1、程序段号由N加数字构成，前0可省，一般以10递增2、结束符一般为“LF”、“NL”、“CR”、“；”有时省写3、程序字“地址码”+“数字与符号”，如Z—25地址码:用来表示紧跟其后的符号、数字在译码时将送往何处的一个代码它的取名也缘于此。如：G、M、S、F、T、X、Y、Z符号码:“-”号，“+”号可省数字码:位移、转速、进给量2、程序段格式222、程序段格式

例如N10G00G90X25Y45F150S300T12M03

；程序段号字准备功能字尺寸字进给功能字主轴转速刀具辅助功能字程序结束符23

2、程序段格式

字地址格式的特点：1）由于字首为地址，可以区分字的功能类型与存储单元，从而一个程序段中字的数目与字的位数（自长）可按需给定，相同的模态字可省略，简化、缩短了程序。

2）一个程序段除程序段号与程序段结束字符外，其余名字的顺序并不严格，习惯上按N,G,X,Y,Z,…,F,S,T,M的顺序编写。

3）一个程序段的字符总数不得超过数控系统规定的程序段长度。24子程序在一个加工程序中，如果有几个一连串的程序段完全相同(即一个零件中有几处的几何形状相同，或顺次加工几个相同的工件)，为缩短程序，可将这些重复的程序段串单独抽出，按规定的程序格式编成子程序，并事先存储在子程序存储器中。其结构完全与主程序相同主程序可调用子程序子程序可返回主程序主程序子程序以外的程序段为主程序。主程序在执行过程中，如需执行该子程序即可调用，并可多次重复调用，从而可大大简化编程工作。

3、主程序和子程序

25主程序与子程序的内容不同，但二者的程序格式应相同。其具体编程方法应按具体机床的规定。主程序和子程序的关系如下：

3、主程序和子程序

主程序%N001...N002...：呼叫子程序名：呼叫子程序名：主程序结束子程序子程序名

N501...N502...子程序结束（如M17）并返回主程序26二、数控机床坐标系统1、坐标轴的运动方向及其命名2、机床坐标系与工件坐标系271、坐标轴的运动方向及其命名统一规定数控机床坐标轴及其运动的方向：可使编程方便，并使编出的程序对同类型机床有通用性。同时也给维修和使用带来极大的方便。ISO和我国都拟定了命名的标准。281、坐标轴的运动方向及其命名ISO和中国标准规定：数控机床的每个进给轴(直线进给、圆进给)定义为坐标系中的一个坐标轴。数控机床坐标系统标准：右手笛卡儿坐标系统；291、坐标轴的运动方向及其命名基本坐标系：直线进给运动的坐标系（X.Y.Z）。坐标轴相互关系，由右手定则决定。

回转座标：绕X.Y.Z轴转动的圆进给坐标轴分别用A.B.C表示。坐标轴相互关系由右手螺旋法则而定。301、坐标轴的运动方向及其命名坐标轴方向：刀具相对工件运动的方向。一律假定刀具在运动，工件是静止的，这样便可以使编程人员在不知是刀具移近工件，还是相反的情况下，就能正确地进行编程。附加坐标轴：平行于基本坐标系中坐标轴的进给轴，用U.V.W表示。

311、坐标轴的运动方向及其命名Z坐标

标准规定：

Z坐标：//于主轴轴线的刀具运动坐标。若没有主轴(牛头刨床)或者有多个主轴，则选择垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。若主轴能摆动：在摆动的范围内只与标准坐标系中的某一坐标平行时，则这个坐标便是Z坐标；若在摆动的范围内与多个坐标平行，则取垂直于工件装夹面的方向为Z坐标。Z坐标正方向的规定：刀具远离工件的方向。321、坐标轴的运动方向及其命名X坐标

X轴为水平方向，且垂直于Z轴并平行于工件的装卡面。

标准规定：在刀具旋转的机床上（铣床、钻床、镗床等）。Z轴水平（卧式），则从刀具(主轴)后端向工件看时，X坐标的正方向指向右边。Z轴垂直（立式）：单立柱机床，从刀具向立柱看时，X的正方向指向右边；双立柱机床(龙门机床)，从刀具向左立柱看时，X轴的正方向指向右边。

在工件旋转的机床上（车床、磨床等），X轴的运动方向是工件的径向并平行于横向拖板，且刀具离开工件旋转中心的方向是X轴的正方向。331、坐标轴的运动方向及其命名Y坐标

利用已确定的X、Z坐标的正方向，用右手定则或右手螺旋法则，确定Y坐标的正方向。右手定则：大姆指指向+X，中指指向+Z，则+Y方向为食指指向。右手螺旋法则：在XZ平面，从Z至X，姆指所指的方向为+y。34数控车床坐标轴

XXZZY图1-2数控机床的控制坐标数(a)两坐标数控车床；(b)三坐标数控铣床35

数控铣床坐标轴图1-16多轴数控机床坐标系示例(a)卧式镗铣床；(b)六轴加工中心36

数控编程总是基于某一坐标系统的，因此，弄清楚数控机床坐标系和工件坐标系的概念及相互关系是至关重要的。2、机床坐标系与工件坐标系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、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。（1）数控车床的原点在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。（2）数控铣床的原点在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上。a、机床坐标系与机床原点b、工件坐标系与工件原点c、绝对坐标编程和相对坐标编程d、起刀点与对刀点e、最小设定单位与编程尺寸的表示37机床原点：

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、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。机床原点的建立：用回零方式建立，实质上是建立机床坐标系。（1）数控车床的原点：在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。（2）数控铣床的原点：在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上。a、机床坐标系与机床原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、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。（1）数控车床的原点在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。（2）数控铣床的原点在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上。38机床坐标系：以机床原点为坐标系原点的坐标系，是机床固有的座标系，它具有唯一性。机床零点即机床基本坐标系的原点机床坐标系是数控机床中所建立的工件坐标系的参考坐标系。a、数控机床坐标系与机床原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、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。（1）数控车床的原点在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。（2）数控铣床的原点在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上。

注意：机床坐标系一般不作为编程坐标系，仅作为工件坐标系的参考坐标系。39机床参考点

：机床参考点是用于对机床运动进行检测和控制的固定位置点。机床参考点的位置是由机床制造厂家在每个进给轴上用限位开关精确调整好的，坐标值已输入数控系统中。因此参考点对机床原点的坐标是一个已知数。数控机床开机时，必须先确定机床原点，而确定机床原点的运动就是刀架返回参考点的操作，这样通过确认参考点，就确定了机床原点。只有机床参考点被确认后，刀具（或工作台）移动才有基准。

a、数控机床坐标系与机床原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、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。（1）数控车床的原点在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。（2）数控铣床的原点在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上。40坐标原点与参考点41至参考点时所显示的数值表示参考点与机床零点间的工作范围。该数值被记忆在CNC系统中并在系统中建立了机床零点，作为系统内运算的基准点。也有机床在返回参考点（“回零”）时，显示为零（X0，Y0，Z0），表示该机床零点建立在参考点上。

a、数控机床坐标系与机床原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、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。（1）数控车床的原点在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。（2）数控铣床的原点在数控铣床上，机床原点一般取在X、Y、Z坐标的正方向极限位置上。42b、工件坐标系与工件原点工件原点：工件原点：编程原点，它由程序指令设置和改变，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。该点也可以与对刀点重合。工件原点偏置：工件随夹具在机床上安装后，工件原点与机床原点间的距离。工件坐标系零点选择的原则：⑴尽量与工件的尺寸基准（设计基准或工艺基准）重合。⑵让工件图中的尺寸容易换算成坐标值。⑶零点应选在容易找正，在加工过程中便于测量的位置。

问：工件原点能不能不设在工件上？能43b、工件坐标系与工件原点工件坐标系的确定：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，编程坐标系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。编程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。现代数控机床均可设置多个工件座标系，在加工时通过G指令进行换。

机床坐标系与工件坐标系的关系？44c、绝对坐标编程和相对坐标编程

绝对坐标编程：工件所有点的坐标值基于某一坐标系（机床或工件）零点计量的编程方式。相对坐标编程：运动轨迹的终点坐标值是相对于起点计量的编程方式（增量坐标编程）。

（问：本段终点坐标是相对于上一段终点坐标？对。）表达方式：G90/G91；X.Y.Z绝对，U.V.W相对

选用原则：主要根据具体机床的坐标系，考虑编程的方便(如图纸尺寸标注方式等)及加工精度的要求，选用坐标的类型。

注意：在机床坐标系和工件坐标系中均可用绝对坐标编程；而在使用相对坐标编程时，上述两个坐标系是无意义的。45绝对坐标和相对坐标运动轨迹的坐标点以固定的坐标原点计量，称绝对坐标系运动轨迹的终点坐标值以其起点计量的坐标称增量坐标系(相对坐标系)46d、起刀点与对刀点起刀点与对刀点起刀点指刀具起始运动的刀位点，亦即程序开始执行时的刀位点。常用与工件零点有固定联系尺寸的对刀点作为起刀点。

47d、起刀点与对刀点如图，对刀元件在夹具上，X1与Y1为固定尺寸，X0与Y0为零点偏置，可用MDI方式以对刀点相对于机床零点间的显示值确定偏置值并予以记忆，由补偿号调用。

48e、最小设定单位与编程尺寸的表示数控系统能实现的最小位移量，是数控机床的一个重要指标。脉冲当量:如0.010.001（）编程尺寸有两种表示方法以最小设定单位为最小单位来表示：X12530以毫米为单位:X125.30坐标点的尺寸X=125.30mm最小设定单位为？0.01mm49三、功能代码简介1、准备功能（G）2、辅助功能（M）3、F、S、T代码501、准备功能（G）作用：主要是命令机床进行何种运动，它使机床建立起某种加工方式的指令，如插补、刀具补偿等，即为控制系统的插补作准备。模态代码非模态代码从(G00--G99)共一百种,分为模态指令与非模态指令。代码表序号(2)中的a、c……k、i各字母所对应的G代码称为模态代码(即续效代码)。它表示一经被应用(如a组中的G01)，直到出现同组(a组)其它任一G代码(如G03)时才失效，否则保留继续有效，而且可省略不写。其它c、d、f等各组同理。应注意的是，在同一程序段中出现非同组的几个模态代码时，并不影响G代码的续效。分类：暂不指定G指令、永不指定G指令、一般指令51编程规则一模态代码时序有效非模态代码本句有效模态：可以复制的状态时序：时间顺序模态代码具有自保持功能，只要不被取代或取消始终有效，下一程序段自动接纳该内容，可以不编入，不输入。52例N50G00G90Z2S1500M03；N60X0Y0；N70G01X40Y30Z0F300;53规则二同一组G(M)代码，在不同的程序段中出现，后出现的代码修正前面出现的代码同一组G(M)代码，在同一程序段不能同时出现两个或两个以上同一程序段中可包含若干不同组的G代码（最多3种M代码）541.准备功能（G）常用G指令的分组A组插补方式组C组平面选择组D组刀补和刀偏15种E组固定循环组10种F组偏移组7种H组定位组3种I组主轴转速组2种J组尺寸组2种K组进给速度组3种非模态代码5种暂不指定代码38种永不指定代码4种其他代码G功能举例说明55A组插补方式组G00-点定位G01-直线插补G02-顺圆插补G03-逆圆插补G06-抛物线G33-等螺距G34-增螺距G35-减螺距

这是一组模态指令，同时只能一个有效，缺省为G00G00—快速点定位指令命令刀具以点位控制方式从刀具所在点快速移动到下一个目标位置。快速定位，无运动轨迹要求。

如G0X0.Y0.Z100.使刀具快速移动到(0,0,100)

G01—直线插补指令使机床进行两坐标(或三坐标)联动，在各个平面内切削出任意斜率的直线。

如G01X10.Y20.Z20.使刀具从当前位置移动到(10,20,20)G02—顺时针圆弧插补指令

G03—逆时针圆弧插补指令

使用圆弧插补指令前必须应用平面选择指令指定圆弧插补的平面

如G02X20.Y20.I10.J0.，其中X、Y为圆弧的终点坐标，I、J为圆心相对于圆弧起点（由上一条指令给出）的增量坐标56C组平面选择组G17-XY平面G18-ZX平面G19-YZ平面

G17指定零件进行XY平面上的加工

G18、G19分别为ZX、YZ平面上的加工

在进行圆弧插补、刀具补偿时必须使用这些指令

57G40为初态G40-取消刀补和刀偏G41-刀具半径左补偿G42-刀具半径右补偿G43-刀具长度正补偿G44-刀具长度负补偿G45-G52

指定的两个坐标分别为正、负、零补偿选择G68-内角刀偏G69-外角刀偏D组刀补和刀偏15种G40、G41、G42—刀具半径补偿指令一组模态指令，缺省为G40G40为刀具半径补偿撤消指令，使用该指令后G41、G42指令无效。

G41和G42分别为左(右)偏刀具补偿指令，即沿刀具前进方向看(假设工件不动)，刀具位于零件的左(右)侧时刀具的半径补偿

58G80为初态G80-取消固定循环G81-G89固定循环E组固定循环组10种59G53为初态G53-取消直线偏移G54-G59直线偏移F组偏移组7种60G60-准确精定位G61-半精定位G62-快速粗定位H组定位组3种61G96-主轴以恒定线速度运转G97-主轴每分钟转数I组主轴转速组2种62G90为初态G90-绝对尺寸G91-增量尺寸J组尺寸组2种

G90、G91—绝对坐标尺寸及增量坐标尺寸编程指令

一组模态指令，缺省为G90

G90—程序段的坐标值按绝对坐标编程

G91—程序段的坐标值按增量坐标编程

63G93为初态G93-进给率（周期倒数）1/SG94-每分钟进给MM/MING95-主轴每转进给MM/R

K组进给速度组3种

64G04-暂停G08-加速度G09-减速度G63-攻丝G92-预置寄存（零点偏置）

非模态代码5种

G92或G50—设定工件坐标系

按照刀具当前位置与工件原点位置的偏差，设置当前刀具位置坐标65G05、G07、G10-G16、G20-G32、G64-G67、G70-G79、G98、G99

暂不指定代码38种

66G36-G39

永不指定代码4种

67可指定为它用的代码全部暂不指定的代码部分已指定的代码G43-G52、G63、G68-G69

其他代码

68G00-G04、G33、G17-G19、G40-G42G90-G92、G80-G81

最常用的代码

69现列举一程序例说明之：

N001G01G17G42x.....y..........；

N002x.....y..........；

N003G03x.....y..........；

N004x.....y..........；

N005G01x.....y..........；

N006G00G40x.....y..........；上例中，NXXX为程序号，在N001程序段中，有3种G功能代码的要求，但它们不属同一组，故可编在同一程序段中，N002的功能与N001相同，因都为模态代码，故继续有效，N003中出现G03，同组的GOl失效。1、准备功能（G）702、辅助功能M代码它是控制机床开----关功能的指令。主要是设定一些机床辅助动作指令。如主轴的开、停，冷却液的开、闭，运动部件的夹紧与松开等辅助动作。从(M00--M99)共一百种，分为模态指令和非模态指令。分类：程序控制、机器控制程序控制：每个语句只许写入一个M指令，并在语句结束时才执行。如M00-程序暂停；M02-程序结束；

M30-程序结束，且穿孔纸带倒带。机器控制：分为切削前执行、切削后执行以下对常用的M代码作简要说明：712、辅助功能M代码M00——程序停止。在完成该程序段其它指令后，用以停止主轴转动、进给和冷却液，以便执行某一固定的手动操作，如手动变速、换刀等。此后，须按“重新启动”按钮，才能继续执行以下程序。M01——计划(任选)停止。它与M00相似，所不同的是，除非操作人员预先按下“任意停止”按钮确认这个指令，否则这个指令不起作用，继续执行以下程序。该指令常用于关键尺寸的抽样检查或有时需要临时停车。M02—程序结束。它编在最后一条程序段中，用以表示加工结束。它使主轴、进给、冷却都停止，并使数控系统处于复位状态。M03、M04、M05—分别命令主轴正转、反转和停转。所谓主轴正转是从主轴往Z方向看去，主轴顺时针方向旋转。逆时针方向则为反转。主轴停止旋转是在该程序段其它指令执行完成后才能停止。一般在主轴停止的同时，进行制动和关闭冷却液。72M06—换刀指令。加工中心机床刀库换刀前的准备动作。M07、M08—分别命令2号冷却液(雾状)及1号冷却液(液状)开(冷却泵启动)。M09—冷却液停。M10、M11—运动部件的夹紧及松开。M19—主轴定向停止。指令主轴准停在预定的角度位置上。M30—程序结束。和M02相似，但M30可使程序返回到开始状态。（换工件时）2.辅助功能M代码73例如下列程序：N002G01X30Z50S800…M03;…N015G00X200Z400…M05;N002程序段中的M03是指在直线插补（G01）进给运动一开始就命令主轴按顺时针方向启动至每分钟800转（S800）；N015程序段则在快速点定位（G00）运动至（X200，Z400）处后，M05才命令主轴停止运转。

M03－M05为模态代码。2.辅助功能M代码743.F、S、T代码1）进给功能（F功能）2）主轴速度功能（S功能）3）刀具功能（T功能）

用F表示刀具中心运动时的进给速度。由地址码F和后面若干位数字构成。进给率的单位是直线进给率mm/min，还是旋转进给率mm/r，取决于每个系统所采用的进给速度的指定方法。75第三节常用准备功能指令的编程方法一、与坐标系相关的指令二、运动控制指令三、刀具补偿指令四、固定循环指令76一、与坐标系相关的指令1、绝对坐标G90、增量坐标G91

2、坐标系设定指令G923、坐标平面选择指令G17、G18、G194、最小命令增量5、返回参考点771、绝对坐标G90、增量坐标G91

G90指令表示程序中的编程尺寸是在某个坐标系下按其绝对坐标给定的。

G91指令表示程序中编程尺寸是相对于本段的起点，即编程尺寸是本程序段各轴的移动增量，故G91又称增量坐标指令。

注意：这两个指令是同组续效指令，也就是说在同一程序段中只允许用其中之一，而不能同时使用。在缺省的情况下（即无G90又无G91）,默认是在G90状态下。781、绝对坐标G90、增量坐标G91图示AB和BC两个直线插补程序段的运动方向，由于BC运动的起点坐标与上一程序段AB运动的终点坐标一致，故对BC程序段只考虑C点的绝对值(相对于XY的坐标原点)或其相对值(C点相对于起点刀)。其程序分别为G90G01X30.0Y40.0(绝对尺寸）G91G01X-50.0Y-30.0(增量尺寸）791、绝对坐标G90、增量坐标G91也有某些机床的增量尺寸不用G91指令，而是在运动的起点建立平行于X、Y、Z的相对坐标系U、V、W。如图在B点建立U，V坐标系，其程序为：

G01U-50.0V-30.0(增量尺寸)

它与程序段G91G01X-50.0Y-30.0等效。二者的应用视机床的具体规定而定。802、坐标系设定指令G92功用：G92指令用来建立工件坐标系，它规定了工件坐标系原点的位置。

1、在车削编程中，X尺寸字中的数值一般用坐标值的2倍，即用刀尖相对于回转中心的直径值编程2、该指令程序段要求坐标值X/Z必须齐全，并只能采用绝对坐标编程时才有意义。3、在一个零件的加工程序中，可以根据需要重复设定或改变编程原点。格式：G92X

a_Y_b

Z_c_a、b、c为当前刀位点在所设定工件坐标系中的坐标值注意：812、坐标系设定指令G92图中，设刀具T01的初始位置在A点。其坐标系设定程序为

G92X25Z350它表示T01号刀的刀尖点处在坐标系的25和350处(通常规定车削的X数据用直径值表示)。表明工件坐标系设定在距起刀点（25，350）处，或起刀点在（25，350）处。同样，G92X25Z10，它表示T01号刀的刀尖点处在坐标系的25和10处(通常规定车削的X数据用直径值表示)。表明工件坐标系设定在距起刀点（25，10）处，或起刀点在（25，10）处。35010O2Z1、Z2O1X1X2φ25822、坐标系设定指令G92当刀架回到原位换T02号刀具时，由于刀具长度和安装位置的不同，刀尖的现在位置处在B点，这与存储器已记忆的起点坐标值不符。

为此，或增加一条程序使起点回到A点，则上述坐标系设定程序继续有效，或按起点重新设定坐标系，即G92XBZB

当需要改变程序原点位置时，也必须重新设定。应注意的是，坐标系设定指令程序段只是设定程序原点的位置，并不产生运动。833、坐标平面选择指令G17/G18/G19功用：G17,G18,G19指令分别表示设定选择XY/ZX/YZ平面为当前工作面。

对三坐标运动的铣床和加工中心，如三坐标控制、任意二坐标联动的机床，常需用此指令。注意：由于车床只用ZX平面，所以无需使用平面指令。844、最小命令增量

表示数控装置每输出一个命令脉冲，机床移动部件的最小位移量(又称脉冲当量)。

它标志着数控机床位移精度的分辨率，一般为每脉冲0．001—0．01毫米。多数机床为0．001，经济型数控机床常用0．01。

在程序中的坐标尺寸数据，多用以毫米为单位的小数点编程，也有用相应的脉冲数编程。编程时，根据机床使用说明书的规定选用。例如，当Y负方向位移量为2．4毫米，最小命令增量为0．001时毫米为单位编程时为Y-2.4脉冲数为单位编程时为Y-2400855、返回参考点

在机床接通电源后以及对刀、检验参考点时，机床须返回参考点。回参考点可用返回参考点按键，也可用返回参考点指令的程序自动返回。861、快速点定位指令—G00（G0）2、直线插补指令—G01（G1）3、圆弧插补指令—G02G03（G2G3）4、暂停指令—G04二、运动控制指令871、快速定位指令G00编程格式：格式：N–G00X–Y–Z—

或：N–G00U–W—说明：UW为目标点的增量坐标

XYZ为目标点的绝对或增量坐标

功能：指令刀具从当前点，以数控系统预先调定的快进速度，快速移动到程序段所指令的下一个定位点。它只是快速到位，而其运动轨迹根据具体控制系统的设计，可以是各种各样。881、快速定位指令G001、G00一般用于空行程，不参于切削注意:2、不允指定速度；车床一般先X后Z如果不注意运动顺序，可能会有什么后果？G00的运动轨迹不一定是直线，若不注意则容易干涉。891、快速定位指令G00

如图，从A到C有四种方式:a路线是以折线方式到达C点，其初始角度是固定的，决定于各坐标的脉冲当量；路线b为直线AB；路线d和c则分别由AD、DC或AB、BC构成。当为路线d和c时，则各为两条GOO程序。应注意的是，进给速度F对G00程序无效。902、直线插补指令G01编程格式：G01X_a_Y_b_Z_c_F_f_

功能：

指令多坐标（2、3坐标）以联动的方式，按程序段中规定的合成进给速度f，使刀具相对于工件按直线方式，由当前位置移动到程序段中规定的位置（a、b、c）。当前位置是直线的起点，为已知点，而程序段中指定的坐标值即为终点坐标。G01U_a_V_b_W_c_F_f_912、直线插补指令—G01说明：XYZ为目标点的绝对或增量坐标，UW为目标点的增量坐标，不运动的坐标轴均可以省略

F为进给速度。它是模态代码，时序有效。一般以直线或斜线进行切削运动,G01后面只有两坐标时，刀具降作平面直线插补，若有三个坐标，将作空间直线插补一定要指定速度（与前相同时，可省略）923、圆弧插补指令G02/GO3G02：顺时针圆弧插补。G03：逆时针圆弧插补。功能：顺、逆方向判别规则:

沿垂直于圆弧所在平面的坐标轴的负方向观察，来判别圆弧的顺、逆时针方向。注意：

数控车床的标准坐标系XOZ中，圆弧顺逆的方向与习惯正好相反933、圆弧插补指令G02/GO3格式：说明：1、IJ（IK）一般为圆心相对于起点的坐标值（绝对或增量，一般增量）2、圆心坐标在圆弧插补时，不得省略，除非是R编程。3、车床一般以直径编程，X、U、I为----双倍量。4、XY为目标点的绝对或增量坐标（铣床），XZ为目标点的绝对坐标（车床），UW为目标点的增量坐标（车床）。943、圆弧插补指令G02/GO3G02G03编程时，可以直接编过象限圆，整圆等注意：过象限时，会自动进行间隙补偿，如果参数区未输入间隙补偿或参数区的间隙补偿与机床实际反向间隙相差悬殊，都会在工件上产生明显切痕。R编程不能用于整圆R为圆弧的半径。R为带符号数，“+”表示圆弧角<

=1800；“-”表示圆弧角>1800。

为什么要规定R的正负？当机床只有一个坐标平面时，平面指令可省略(如车床)，当机床具有三个坐标时(如铣床)，G17可省略。注意：车床的插补方向与习惯上看的方向不一致铣床的插补方向与习惯上看的方向是一致的。注意：953、圆弧插补指令G02/GO3圆弧插补实例——顺圆插补963、圆弧插补指令G02/GO3圆弧插补实例——顺圆插补973、圆弧插补指令G02/GO3如图为圆弧用及编程。设A为起刀点，从点A沿圆C1、C2、C3至D点停止(F100)。用绝对值：G92X0Y18.0G90G02X18.0Y0R18.0F100G03X68.0Y0R25.0G02X88.0Y20.0R-20.0M02用增量值：G91G02X18.0Y-18.0R18.0F100G03X50.0Y0R25.0G02X20.0Y20.0R-20.0M02若要求如虚线所示的BD弧(<180)，则将上述C3圆程序的－R换成R即可，其余不变。圆弧弧用R编程圆弧插补实例——顺圆插补983、圆弧插补指令G02/GO3车床加工圆弧顺逆的判断圆弧指令分为顺时针指令（G02）和逆时针指令（G03），圆弧的顺逆和刀架的前置后置有关。994、暂停指令—G04格式：N–G04ßxx（时间）说明：G04为非续效指令主要应用场合：1、不通孔2、镗孔3、横向车槽4、倒角或车顶尖孔1004、暂停指令—G04图示为锪孔加工，孔底有光洁度要求，图示程序为：

N1G91G01Z-7F60LFN2G04X5LF(刀具停留5秒)N3G00Z7M02LF图例：G04为非续效指令，只本程序段有效注意：101三、刀具补偿指令G40/G41/G42/G43/G44刀具半径补偿概念：刀具中心运动轨迹与工件轮廓形状不一致功能：G41为左补偿G42为右补偿N–G41G00X–Y–D--N–G42G01X–Y–F--D—格式：G40为刀具补偿取消N–G40G00X–Y–

（取消刀具半径补偿）注：D为补偿量代码，指定刀补值的地址（MDI方式输入）102三、刀具补偿指令G40/G41/G42/G43/G44103三、刀具补偿指令G40/G41/G42/G43/G44104三、刀具补偿指令G40/G41/G42/G43/G44105三、刀具补偿指令G40/G41/G42/G43/G44106三、刀具补偿指令G40/G41/G42/G43/G44刀具长度补偿指令概念：

刀具长度补偿指令一般用于刀具轴向（Z方向）的补偿。它可使刀具在Z方向上的实际位移量大于或小于程序给定值。即实际位移量=程序给定值±补偿值

式中，二代数值相加(“+”)称正偏置，用G43指令表示，相减(“—”)称负偏置，用G44指令表示。给定的程序值与输入的补偿值都可正可负(+Z向为正，—Z向为负)，根据需要选取。格式：N–G43G00Z–H--（H为补偿量）N–G44G00Z–H--注：一般用于刀具Z方向补偿（G43为正补偿、G44为负）107三、刀具补偿指令G40/G41/G42/G43/G44用途：

采用G43和G44指令后，程编人员就不一定要知道实际使用的刀具长度，可按假定的刀具长度进行编程。

在加工过程中，若刀具长度发生了变化或更换新刀具时，不需要变更程序，只要把实际刀具长度与假定值之差值输至CNC系统的D存储器中即可。108四、固定循环指令数控加工中，一般一个动作就要编制一条加工程序。但如钻孔，往往需要快速接近工件、慢速钻孔、钻完快速退回三个固定的动作。又