数控铣削程序编制和数控机床编程及加工

数控加工技术湖南工程学院机械工程系关耀奇5/10/20231数控加工技术概述一、程序编制的方法手工编程(简单零件的数控编程)APT语言自动编程基于CAD/CAM的自动编程系统Pro/EUGIdeasMasterCAMCAXA5/10/20232数控加工技术EIA（ElectronicIndustriesAssociation）代码美国电子工业协会标准（补奇代码，第五列为补奇列）ISO（InternationalStandardOrganization）代码国际标准化组织标准（补偶代码，第八列为补奇列）

两种代码标准均采用八单位穿孔纸带，由信息孔和同步孔构成。二、数字控制的标准代码5/10/20233数控加工技术程序段格式

字地址格式（需要地址判别电路）N001G90G01X200Y300F15S32T01M03LFN002X250Y350LFN003G00X0Y0M02LF分割符固定顺序格式（不需要地址判别电路）

001HT90HT01HT200HT300HT15HT32HT01HT03LF002HTHTHT250HT350HTHTHTHTLF003HTHT00HT0HT0HTHTHTHT02LF二、数控加工程序段格式及程序结构5/10/20234数控加工技术数控程序编制程序结构

符号字程序段程序N001G90G01X200Y300F15S32T01M03LFN002X250Y350LFN003G00X0Y0M02LF

有些数控系统要求整个程序以“%”或“O”开始，要求以“;”或“CR”作为程序段结束，例：%600N001G90G01X200Y300F15S32T01M03LFN002X250Y350LFN003G00X0Y0M02LF5/10/20235数控加工技术数控程序编制三、数控机床的坐标系一）数控机床坐标轴及其方向的规定ISO标准坐标：“右手直角迪卡尔坐标系”正方向：刀具远离工件的方向为坐标轴正方向5/10/20236数控加工技术

数控程序编制编程坐标：为了编程方便，一律假定工件不动，刀具移动所设定的迪卡尔坐标正方向：刀具远离工件的方向为坐标轴正方向编程坐标的确定

Z坐标轴：平行于机床主轴的坐标轴多主轴机床和无主轴机床取垂直于工件装夹面的轴为Z轴

正方向：刀具远离工件的方向为坐标轴正方向5/10/20237数控加工技术3数控程序编制X轴：与Z轴垂直，一般为水平方向，并与工件装夹面平行；正方向工件旋转的机床：刀具远离工件的方向为坐标轴正方向（如车床、磨床）刀具旋转的机床Z轴水平：由主轴尾端向工件看，右为正（如：立铣床、镗床）Z轴垂直：由刀具主轴向立柱看，右为正（如：卧铣床、插齿机）Y坐标轴：根据X、Z轴，由迪卡尔原则确定5/10/20238数控加工技术数控程序编制二）机床坐标系与工件坐标系机床坐标系与机床原点

机床坐标系：机床固有的坐标系，其原点为机床原点

机床原点（机械原点）：机床固定不变的基准点（出厂时已定义，用户无变更权限）工件坐标系与工件原点

工件坐标系：是编程人员为了便于编程所确定的坐标系工件原点：工件坐标系的原点（工件原点与机床原点的偏置值由数控系统的偏置功能指令设定）5/10/20239数控加工技术相对坐标：是指刀具从当前位置到的增量值机床设G91代码：G91G01X20Y25机床不设G91代码：G01U20V25数控程序编制绝对坐标与相对坐标绝对坐标：是指刀具下一位置相对于程序原点的坐标机床设G90代码：G90G01X30Y37机床不设G90代码：G01X30Y375/10/202310数控加工技术数控程序编制四、数控机床的最小设定单位

最小设定单位：数控系统能实现的最小位移量开环系统最小设定单位：脉冲当量闭环系统最小设定单位：分辨率脉冲当量：步进电机每接收一个脉冲信号，工作台的相应位移量分辨率：闭环系统位移检测元件的检测分辨率

脉冲数编程：编程尺寸一般应转换成与最小设定单位相应的数据

实际尺寸编程：按给定零件尺寸编程5/10/202311数控加工技术数控程序编制五、数控加工程序常用编程指令

常用编程指令主要用来描述机床的运动方式、加工类别、主轴的启停、冷却液的开关、主轴转速、进给速度、刀具选择等。(GMFSTXYZ)一）准备功能指令（G指令）用于建立机床的加工机能，分为模态代码和非模态代码

模态代码（续效代码）：一经使用，便保持有效到以后的程序段中，遇同组代码失效。

非模态代码（非续效代码）：只在本程序段有效。例：N001G01X30Y40Z0N003Y65N005Z-10

5/10/202312数控加工技术G92:工件坐标系设定指令，以刀位点为参考点进行设定。数控程序编制1.坐标系有关指令（G90、G91、G92）G90:绝对坐标指令，编程尺寸按工件坐标系中的坐标给定。G91:相对坐标指令，编程尺寸相对加工起点给定。5/10/202313数控加工技术数控程序编制

2.坐标平面选择指令（G17、G18、G19）G17：指定零件进行xy平面加工G18：指定零件进行zx平面加工G19：指定零件进行yz平面加工

注：默认值为G17两维平面不必设定（如数控车床）5/10/202314数控加工技术直线插补指令（G01）刀具以进给速度F指令给定的速度进行直线插补加工快速点定位指令（G00）刀具以点位控制方式快速移动，进给速度F指令对其无效数控程序编制5/10/202315数控加工技术数控程序编制G01代码编程（相对坐标）N001G92X28Y20LFN004X8Y8LFN002G91G00X－12Y0N005X16Y20LFM05T00LFS200M03T01LFN006G00X12Y0M02LFN003G01X－24Y－12F100G01代码编程（绝对坐标）N001G92X28Y20LFN002G90G00X16Y20S200M03T01LFN003G01X－8Y8F100LFN004X0Y0LFN005X16Y20LFM05T00LFN006G00X28Y20M02LF5/10/202316数控加工技术数控程序编制5.圆弧插补指令（G02、G03）G02：顺时针插补指令G03：逆时针插补指令

注：圆弧顺逆是从坐标轴正方向向原点投影确定。圆心坐标（i、j、k）编程：i、j、k为圆心相对圆弧起点的坐标值，且总为增量值（该定义以机床使用说明书为准）半径R编程：小于或等于180度圆弧用+R，大于180度圆弧用-R编程。注意：不能用于整圆编程G17G18G19G90G91G02G03XYXZYZIJIKJKRF*5/10/202317数控加工技术数控程序编制用绝对坐标编程N001G92X0Y0LFN002G90G00X20Y0S200M03T01LFN003G03X0Y20I-20J0F100LFN004X-20Y0I0J-20LFN005X0Y-20I20J0LFN006X20Y0I0J20LFN007G00X0YOMO2LF用增量坐标编程N001G91G00X20Y0S200M03T01LFN004X20Y-20I20J0LFN002G03X-20Y20I-20J0F100LFN005X20Y20I0J20LFN003X-20Y-20I0J-20LFN006G00X-20Y0M02LF按象限编程5/10/202318数控加工技术数控程序编制用绝对坐标编程N001G92X0Y0LFN002G90G00X20Y0S200M03T01LFN003G03X20Y0I-10J0F100LFN004G00X0Y0M02LF用增量坐标编程N001G91G00X20Y0S200M03T01LFN002G03X0Y0I-20J0F200N003G00X-20Y0M02LF跨象限编程5/10/202319数控加工技术数控程序编制用绝对坐标编程N001G92X0Y18LFN002G90G02X18Y0R18F100S300M03LFN003G03X68Y0R25LFN004G02X88Y20R-20M02LF用增量坐标编程N001G91G02X18Y-18R18F100S300M03LFN002G03X50Y0R25LFN003G02X20Y20R-20M02LF5/10/202320数控加工技术数控程序编制6.刀具半径补偿指令（G40、G41、G42）G40：刀具偏置注销指令G41：左偏置刀具半径补偿指令G42：右偏置刀具半径补偿指令5/10/202321数控加工技术数控程序编制刀具半径补偿功能1）可在不知刀具半径的情况下编程2）当刀具半径发生变化时，不必重新修改程序，只需手工输入更改后的刀具半径值即可。3）可用同一程序、同一刀具进行粗加工和精加工5/10/202322数控加工技术（G43、G44、G49）

G43:刀具长度正补偿指令G44：刀具长度负补偿指令G49：刀具长度补偿注销指令实际位移量=程序给定值补偿值数控程序编制正偏置:-A2=-A1+(-D1)=-(A1+D1)负偏置:-A2=-A1-(-D2)=-A1+D2G43（G44）Z-A1H01H—内存刀补表地址(刀补号)5/10/202323数控加工技术数控程序编制A=-150+(-30)=-180G91G00G43Z-150H01A=-150-(-30)=-120G91G00G44Z-150H01刀具长度补偿示例5/10/202324数控加工技术数控程序编制8.暂停（延时）指令（G04）使刀具作短时间无进给光整加工，用于车槽、镗平面、锪孔程序格式为：G04ββ一般用x或F，其后数字表示延时时间或主轴转数N001G91G01Z-7F60S300M03LFN002G04X5LFN003G00Z7M02LF5/10/202325数控加工技术数控程序编制二）辅助功能指令（M代码）M代码主要用于开关量控制，分为模态代码和非模态代码。常用M代码简介1）M00:程序停止指令。程序执行到该指令时无条件停止主轴、刀具、冷却液等。2）M01:计划停止指令。程序执行到该指令时有条件停止主轴、刀具、冷却液等。3）M02:程序结束指令。除停止主轴、刀具、冷却液以外，还用于机床复位和回卷纸带等。4）M03、M04、M05:用于主轴的正传、反转、停止。5）M06:换刀指令6）M30:纸带结束。5/10/202326数控加工技术数控程序编制三）进给速度F、主轴转速S、及刀具功能T代码进给速度F代码（续效代码）1）代码法：F（F后面的数字为进给速度代码）2）直接指定法：F（F后面的数字为实际进给速度）主轴转速S代码（续效代码）S（S后面的数字含义与F代码相同）刀具功能F代码（续效代码）T（例T0101为选用1号刀并对1号刀进行补偿）5/10/202327数控加工技术例轮廓精加工程序O0001N10G17G40G49G54G90;N20G00X0Y0S2023M3;N30G43Z5.0H01;N40G01Z-5.0F100;N50G41X10.0Y10.0D01;N60Y60.0;N70X50.0Y30.0;N80X10.0Y10.0;N90G40X0Y0;N100G0Z50H00.;N110M5;N120G91G28Z0.;N130G28X0.Y0.;N140M30;六、编程实例5/10/202328数控加工技术例：加工图中孔,钻头比标准对刀杆短4

mmO0010N010G91G0X120.Y80.;N020G43Z-32.H1;N030G01Z-21.F100;N040G04P2023;N050G00Z21.;N060X30.Y-50.;N070G1Z-41.F100;N080G0Z41.0;N090X50.Y30.;N100G01Z-25.F100;N110G04P2023;N120G0Z57.H0;N130X-200.Y-60.M30;5/10/202329数控加工技术O0010N010G91G00X120.0Y80.0;N020G43Z－32.0H01;N030G01Z－21.0F100;N040G04P2023;N050G00Z21.0;N060X30.0Y－50.0N070G01Z－41.0F100;N090X50.0Y30.0;N100G01Z－25.0F100;N110G04P2023;N120G00Z57.0H00;N130X－200.Y－60.M30;

5/10/202330数控加工技术1.在图示零件上钻孔,请采用G代码格式编制加工程序。

要求：(1)在给定工件坐标系内用增量尺寸编程，图示钻尖位置为坐标原点；(2)坐标原点为程序的起点和终点，钻孔顺序为Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ；(3)进给速度F50(50mm/min)，主轴转速S600(600r/min)；

(4)钻通孔时，要求钻头钻出工件表面4mm。本章作业5/10/202331数控加工技术本章结束

！请各位同学认真复习本章内容！5/10/202332数控加工技术2数控机床加工的工艺分析5/10/202333数控加工技术数控程序编制5/10/202334数控加工技术数控程序编制5/10/202335数控加工技术数控程序编制5/10/202336数控加工技术数控程序编制5/10/202337数控加工技术数控程序编制机床设G90代码：G90G01X30Y37机床不设G90代码：G01X30Y375/10/202338数控加工技术数控程序编制机床设G91代码：G91G01X20Y25机床不设G91代码：G01U20V255/10/202339数控加工技术数控程序编制例：N001G92X400.000Z250注意:数控车床X坐标采用二倍值编程，即采用直径值编程

5/10/202340数控加工技术数控程序编制5/10/202341数控加工技术数控程序编制5/10/202342数控加工技术数控机床编程及加工机械工程实验教学中心实验目的通过数控机床的加工程序编制，掌握编程的方法及技巧；将在计算机上用OpenSoftCNC软件模拟显示加工过程校验程序，然后在数控机床上对工件进行加工；结合机械加工工艺，实现最优化编程，提高加工质量和生产效率。机械工程实验教学中心数控编程的基本原理数控编程的目的；数控编程的内容；编程步骤。机械工程实验教学中心数控编程的基本原理所谓编程，就是把零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移等内容，按照数控机床的编程格式和能识别的语言记录在程序单上的全过程。这样编制的程序还必须按规定把程序单制备成控制介质如程序纸带、磁带等，变成数控系统能读懂的信息，再送入数控机床，数控机床的CNC装置对程序经过处理之后，向机床各坐标的伺服系统发出指令信息，驱动机床完成相应的运动。机械工程实验教学中心数控编程的目的数控编程的基本原理①分析零件图纸，确定加工工艺过程；②计算走刀轨迹，得出刀位数据；③编写零件加工程序；④制作控制介质；⑤校对程序及首件试加工。机械工程实验教学中心数控编程的内容数控编程的基本原理机械工程实验教学中心数控编程的步骤零件图纸分析零件图纸制定工艺规程数学处理编写程序文件制作控制介质程序校验及试切数控机床OpenSoftCNC软件介绍OpenSoftCNC软件包括数控车床模拟仿真和数控铣床模拟仿真系统，由软件+标准硬件系统构成，不要求专用硬件或运动控制卡，所有数控功能和逻辑控制功能均由软件完成，操作界面由系统操作和机床控制两大部分组成。机械工程实验教学中心OpenSoftCNC软件介绍机械工程实验教学中心为例，软件提供下列指令：以数控车床模拟仿真系统（OpenSoftCNC01T）组别指令功能编程格式模态

1G00快速线性移动G00X(U)_Z(W)_√G01直线插补G01X(U)_Z(W)_√G02顺时针圆弧插补G02I_K_X(U)_Z(W)_√G03逆时针圆弧插补G03I_K_X(U)_Z(W)_√G32恒螺距公制螺纹插补G32X(U)_Z(W)_K_I_H√G33恒螺距英制螺纹插补G33X(U)_Z(W)_K_I_H√G27X轴返回程序零点G27

G28Z轴返回程序零点G28

G92定义绝对坐标系G92X_Z_√2G04延时G04E_

3M00暂停M00

M02程序结束M02

4M03主轴正转M03√M04主轴反转M04√M05主轴停M05√5M08开冷却液M08√M09关冷却液M09√

6M97程序跳转M97P_

M98子程序调用M98P_L